談南京河西新區(qū)江東南路綜合管廊設(shè)計

劉文峰 尹力文

(中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京 100176)

談南京河西新區(qū)江東南路綜合管廊設(shè)計

劉文峰 尹力文

(中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京 100176)

以南京河西新區(qū)江東南路綜合管廊為例，從納入管線、橫斷面設(shè)計、布置位置設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及附屬設(shè)施設(shè)計等幾個方面重點介紹了綜合管廊的設(shè)計內(nèi)容，同時提出了設(shè)計中遇到的問題與建議。

綜合管廊，橫斷面設(shè)計，附屬設(shè)施設(shè)計

1 概述

市政綜合管廊，又稱共同溝，即在城市地下建造一個隧道空間，將熱力、電力、通訊、給排水、燃氣等各種管線集于一體，并設(shè)有通風(fēng)、照明、消防、排水、監(jiān)控等配套附屬設(shè)施。

南京河西新區(qū)綜合管廊工程由4條管廊組成，分別為江東南路、紅河路、天保街、黃河路綜合管廊(見圖1)。其中江東南路綜合管廊西起紅河路，東至江山大街，總長度約4.0 km，它與紅河路綜合管廊、天保街綜合管廊、黃河路綜合管廊形成一個“豐”字形結(jié)構(gòu)的河西新區(qū)綜合管廊系統(tǒng)。

江東南路是河西新區(qū)內(nèi)的一條城市主干道，貫穿河西新區(qū)東西，道路紅線寬80 m，全長約4.5 km。沿江東南路敷設(shè)的規(guī)劃市政管線很多，主要包括中壓燃氣管線、給水管線、雨污水管線、蒸汽管線、電力電纜和通信電纜等，以及規(guī)劃軌道交通(地鐵和有軌電車)。鑒于該條路交通與管道功能十分重要，為集約化利用道路地下空間資源，給城市發(fā)展預(yù)留寶貴空間，同時避免道路建成后因新設(shè)或維修維護管線而導(dǎo)致開挖路面，因此，在規(guī)劃伊始便確定在該道路上敷設(shè)綜合管廊。

2 綜合管廊設(shè)計

2.1 納入的管線種類

根據(jù)規(guī)劃，江東南路上敷設(shè)的管線包括燃氣管線、給水管線、雨污水管線、蒸汽管線、電力電纜和通信電纜。對于燃氣管線，因其比較特殊，若納入綜合管廊需獨立分艙敷設(shè)，這樣將提高工程的直接投資、管理維護難度、管理成本，同時國內(nèi)工程中燃氣管線絕大多數(shù)不納入管廊內(nèi)，仍采用傳統(tǒng)的直埋敷設(shè)方式；對于雨污水管線，因其采用重力流，若納入綜合管廊將增加綜合管廊的埋深和斷面尺寸，造成工程投資的增加[1]。出于以上考慮，本工程中燃氣管線和雨污水管線不納入綜合管廊內(nèi)，其余市政管線均納入綜合管廊。

因此，江東南路綜合管廊內(nèi)敷設(shè)的管線有1根DN300～DN500給水管線，2根DN700的蒸汽管線，10 kV和220 kV的電力電纜，有軌電車供電電纜，通信電纜以及照明電纜。

2.2 綜合管廊橫斷面設(shè)計

綜合管廊橫斷面是整體設(shè)計的前提和核心，管廊斷面大小形式直接關(guān)系到所容納的管線數(shù)量以及工程造價和運行成本。管廊內(nèi)的空間應(yīng)滿足各管線敷設(shè)的間距要求以及行人通行的要求，還需滿足各管線安裝、檢修所需空間。

綜合管廊橫斷面形式分為圓形和矩形兩種形式。圓形斷面主要適用于非開挖施工工藝，明挖施工則宜采用矩形斷面。江東南路無現(xiàn)狀設(shè)施，綜合管廊埋深較淺，采用明挖施工，因此設(shè)計采用矩形斷面。

根據(jù)規(guī)劃，江東南路綜合管廊在紅河路以東采用雙艙結(jié)構(gòu)，分別為水電艙和蒸汽艙，其中水電艙內(nèi)敷設(shè)給水管線、10 kV和220 kV的電力電纜、有軌電車供電電纜和通信電纜，蒸汽艙內(nèi)敷設(shè)蒸汽管線；紅河路以西管廊采用單艙結(jié)構(gòu)，電力電纜和通信電纜布置在一個艙內(nèi)(簡稱電艙)，標準斷面形式詳見圖2。

2.3 綜合管廊的布置位置

根據(jù)江東南路道路規(guī)劃橫斷面布置情況結(jié)合河道規(guī)劃，江東南路綜合管廊主要布置在道路北側(cè)綠化保護帶下，在友誼路以東之后布置在道路北側(cè)側(cè)分帶下。考慮到管廊內(nèi)管線的二次敷設(shè)或維修更換，投料口均布置在綠化帶中，投料口上部覆土滿足綠化帶綠植的生長需求，通風(fēng)井布置在綠化帶中。

綜合管廊平面線形與道路一致，在友誼路交叉路口，因內(nèi)河影響，綜合管廊的平面布置需從道路北側(cè)綠帶下方平移至道路北側(cè)側(cè)分帶下方，因此須將管廊局部進行彎折，轉(zhuǎn)彎角度為135°。

2.4 綜合管廊豎向設(shè)計

綜合管廊的埋深影響工程造價，也直接影響雨污水、燃氣等直埋管線的埋設(shè)及其他地下構(gòu)筑物的實施，管廊的上部覆土還應(yīng)滿足雨污水支管及其他公用管線的穿越等要求。經(jīng)與規(guī)劃結(jié)合，保障其他管線與綜合管廊的豎向交叉不發(fā)生碰撞，確定綜合管廊覆土不小于2.50 m?？v斷面設(shè)計基本與道路縱斷面一致，同時考慮到管廊內(nèi)重力流排水需求，其最小縱坡不小于0.3%，最大縱坡控制在10%以內(nèi)，若縱坡大于10%，在底板設(shè)置防滑措施。

2.5 綜合管廊出入口設(shè)計

1)日常維護人員出入口布置。為方便檢修人員出入，在綜合管廊適當(dāng)位置設(shè)置人員出入口。江東南路共設(shè)出入口5處，其中3處與人行地下通道結(jié)合設(shè)置(其中1處為參觀段出入口)，2處在地面單獨設(shè)置。

2)事故緊急人員逃生口布置。綜合管廊的事故緊急人員逃生口結(jié)合通風(fēng)口設(shè)置，在通風(fēng)口內(nèi)設(shè)有爬梯，逃生口的間距不超過200 m。管廊熱力艙在兩通風(fēng)口之間單獨增設(shè)一處蒸汽事故緊急人員逃生口，滿足蒸汽事故時緊急逃生，逃生口間距不超過100 m。

2.6 綜合管廊投料口設(shè)計

根據(jù)管廊內(nèi)容納的管線情況，管廊的投料口設(shè)計尺寸為1.2 m×6.5 m，沿線不大于200 m設(shè)置1個投料口，且通風(fēng)井合建。投料口位于綠化帶中，上方覆土，種植綠化。

2.7 管線引出形式設(shè)計

綜合管廊引出支管設(shè)計考慮以下原則：1)滿足沿線市政管線的功能要求；2)滿足與其他管線的相交要求；3)避免過路管線敷設(shè)的二次開挖。因此本工程中電力和通訊電纜采用預(yù)埋多孔管形式引出；給水管及蒸汽管采用直埋管形式引出，引出原則見表1。

表1 江東南路綜合管廊引出形式原則表

2.8 綜合管廊過河段設(shè)計

河西新區(qū)規(guī)劃河道底標高約3.5 m，江東南路綜合管廊沿線需穿越3條規(guī)劃河道。為保證管廊的連貫，并便于管線安裝及檢修，管廊過河時，采用倒虹形式設(shè)計從河底下1 m穿越。

2.9 地基處理與結(jié)構(gòu)防水設(shè)計

該地區(qū)沉降主要源于淤泥質(zhì)軟土，且屬于欠固結(jié)。隨著時間的延長土體自身會產(chǎn)生壓縮，當(dāng)?shù)叵滤挥兴陆禃r(干旱季節(jié)或者周邊有基坑降水等)軟土?xí)S之產(chǎn)生壓縮沉降。因此，綜合管廊需要做樁基處理。樁型根據(jù)抗浮計算確定，采用φ400的管樁，經(jīng)抗浮計算單艙及雙艙的標準段抗浮系數(shù)大于1.05，滿足規(guī)范要求。對于不滿足抗浮的管廊下沉段采用灌注樁(或方樁)進行處理。

結(jié)構(gòu)防水以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主；變形縫防水采用內(nèi)設(shè)鋼邊橡膠止水帶，配合外貼橡膠止水帶及聚硫密封膠嵌縫處理的復(fù)合防水構(gòu)造措施，同時地下管廊混凝土外側(cè)涂裝外防水材料。

2.10 綜合管廊附屬工程設(shè)計

1)排水工程設(shè)計。在管廊每個分區(qū)內(nèi)設(shè)置排水溝收集積水，排水溝縱向坡度與管廊縱坡一致，坡向排水集水坑。在每個防火分區(qū)內(nèi)低點設(shè)置排水集水坑，綜合管廊單艙段的集水坑設(shè)置在水電艙內(nèi)，雙艙段在水電艙、熱力艙內(nèi)分別設(shè)置集水坑。水電艙集水坑內(nèi)不設(shè)潛污泵，通過連通管將水電艙排水排至熱力艙內(nèi)集水坑，熱力艙集水坑內(nèi)設(shè)置潛污泵。集水坑內(nèi)積水經(jīng)潛污泵提升后就近排入江東南路雨水系統(tǒng)。

集水坑的尺寸大小和潛污泵的流量擬按消防管網(wǎng)一次試水量計算確定。潛污泵流量Q=20 m3/h，揚程為15.0 m和22.0 m兩種規(guī)格。潛污泵的啟停由集水坑內(nèi)的液位連鎖控制。

2)通風(fēng)工程設(shè)計。本工程水電艙約200 m設(shè)置一個防火分區(qū)，防火分區(qū)間用防火門分隔，布有防火門的位置設(shè)通風(fēng)井。蒸汽艙通風(fēng)與水電艙通風(fēng)共建。通風(fēng)井采取自然送風(fēng)、機械排風(fēng)的通風(fēng)方式。蒸汽艙的排風(fēng)機設(shè)置止回閥，自然進風(fēng)口處設(shè)格柵。水電艙排煙風(fēng)機處設(shè)置止回閥及防火閥，進風(fēng)口設(shè)防火閥。通風(fēng)井兼作緊急出口。

綜合管廊內(nèi)設(shè)置測量含氧量裝置，當(dāng)氧氣濃度過低時，檢測儀報警，自動開啟排風(fēng)機，保證新鮮空氣進入管廊。當(dāng)管廊內(nèi)氧氣指標達到要求時，工作人員方可進入。

3)消防工程設(shè)計。綜合管廊屬于密閉空間，其(水)電艙內(nèi)的電力線路具有局部產(chǎn)生相間短路、對地短路、接觸不良等各種可能，或由于線路過載而產(chǎn)生起火，本工程經(jīng)過比選在(水)電艙內(nèi)采用高壓細水霧開式滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)由高壓細水霧泵組、不銹鋼管道、區(qū)域閥箱組、高壓細水霧噴頭和火災(zāi)報警系統(tǒng)組成。蒸汽艙內(nèi)因其一般不易發(fā)生火災(zāi)，因此不設(shè)置滅火裝置。

江東南路綜合管廊細水霧滅火系統(tǒng)和其他三條管廊共建，其中該管廊西段與紅河路、天保街管廊共用一套細水霧泵組(1號泵房)進行保護，中段單獨使用一套細水霧泵組(2號泵房)進行保護，東段與黃河路管廊共用一套細水霧泵組(3號泵房)進行保護。

根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范的要求，管廊的每個防火分區(qū)(約200 m)作為一個消防分區(qū)，細水霧噴霧強度按電纜滅火強度1.3 L/(min·m2)計算，噴頭流量特征系數(shù)K根據(jù)不同的防火分區(qū)分別取0.95和0.7，噴頭最不利點工作壓力取10 MPa，系統(tǒng)持續(xù)供水時間不小于20 min。經(jīng)過計算系統(tǒng)最大設(shè)計流量Q=798 L/min(1號消防泵站范圍)，3套系統(tǒng)設(shè)計流量均不大于800 L/min，因此每個泵房內(nèi)泵組均為8用1備，單臺泵Q=100 L/min，H=14 MPa，N=30 kW。

4)綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。本工程設(shè)置綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其作為河西新區(qū)綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，管廊內(nèi)所有信號過光纖環(huán)網(wǎng)傳至綜合監(jiān)控中心與其他路段(黃河路、紅河路、天寶街)的管廊監(jiān)控信號集中監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控設(shè)置在管廊內(nèi)部的檢測儀表(如氧氣濃度、有毒氣體濃度、溫度、濕度等)和各種電氣設(shè)備(風(fēng)機、潛污泵等)工作狀態(tài)。

5)其他。管廊內(nèi)還設(shè)有火災(zāi)報警系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)和綜合通訊系統(tǒng)。

3 設(shè)計問題

目前，綜合管廊工程已成為市政建設(shè)的熱點。根據(jù)國內(nèi)的工程案例，綜合管廊工程的設(shè)計和施工仍存在以下問題值得探討：

1)綜合管廊屬于地下大型構(gòu)筑物，不能隨意進行局部調(diào)整和修改，所以必需重視前期規(guī)劃。在管廊設(shè)計階段應(yīng)充分考慮各專業(yè)管線的需求，使管廊能滿足各種管線的敷設(shè)，同時還應(yīng)充分考慮各種管線的相互交叉關(guān)系、道路擴寬等因素的影響，避免在建成后仍有反復(fù)開挖路面等情況出現(xiàn)。

2)在設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮管線增容的預(yù)留空間，提高附屬設(shè)施及運行管理系統(tǒng)的綜合性和高效性，利用一次性高投入創(chuàng)造長久的社會效益和經(jīng)濟效益，以避免重復(fù)投資。

3)目前管廊運行模式不清晰。綜合管廊建成后，其運行管理模式、收費和維護不明確，導(dǎo)致部分管線單位不愿意將管線敷設(shè)于綜合管廊內(nèi)。因此管廊建設(shè)初期應(yīng)成立對應(yīng)的主管部門對各管線單位進行協(xié)調(diào)管理，使綜合管廊能充分發(fā)揮城市綜合管網(wǎng)載體的作用。

[1] 李德強.綜合管溝設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

Discussion on the design of south Jiangdongroad municipal tunnel in Nanjing Hexi new district

LIU Wen-feng YIN Li-wen

(MCC Capital Engineering & Research Incorporation Limited, Beijing 100176, China)

Base on south Jiangdong road municipal utility tunnel in Nanjing Hexi new district, from the position into the pipeline, the cross-sectional design, layout design, structural design as well as subsidiary facilities design several aspects, the paper emphatically introduces the key design of municipal utility tunnel, at the same time it puts forward the problems in the design and the suggestions.

municipal utility tunnel, cross-section design, subsidiary facilities design

1009-6825(2014)36-0132-03

2014-10-15

劉文峰(1982- )，男，工程師； 尹力文(1982- )，男，高級工程師，注冊電氣工程師

TU990.3

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