淺談杭州地鐵6號線雙浦車輛段綜合管溝設(shè)計

王　棟

(中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司, 四川成都 610031)

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淺談杭州地鐵6號線雙浦車輛段綜合管溝設(shè)計

王棟

(中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司, 四川成都 610031)

【摘要】文章對地鐵車輛段內(nèi)建設(shè)綜合管溝進(jìn)行探索，包括入溝管線的選擇、綜合管溝的設(shè)計、管溝附屬工程的設(shè)計，以供地鐵車輛段綜合管溝設(shè)計參考。

【關(guān)鍵詞】地鐵；車輛段；綜合管溝

1國內(nèi)外綜合管溝現(xiàn)狀

綜合管溝技術(shù)的應(yīng)用在國際上已有一百多年的歷史，世界上第一條綜合管溝于1832年在法國巴黎興建，這條綜合管溝容納了自來水、通信、電力、壓縮空氣等市政公用管道。到20世紀(jì)，主要的發(fā)達(dá)國家都已開始建設(shè)城市地下綜合管溝。目前，日本、美國、俄羅斯等國的地下綜合管溝相當(dāng)發(fā)達(dá)，管溝內(nèi)各種管線均有。

我國的第一條綜合管溝為1993年上海建設(shè)的綜合管溝。經(jīng)過多年的發(fā)展，仍舊只有少數(shù)較發(fā)達(dá)的城市建成了綜合管溝，但隨著城市化、現(xiàn)代化的需要，綜合管溝是發(fā)展的趨勢，國家也開始著力推廣建設(shè)城市綜合管溝。

地鐵車輛段內(nèi)目前尚無綜合管溝建設(shè)，在杭州地鐵6號線的雙浦車輛段設(shè)計進(jìn)行了這方面的探索。

2車輛段建設(shè)綜合管溝的意義

目前車輛段內(nèi)的室外管線綜合設(shè)計僅僅起到了對各個專業(yè)管線進(jìn)行協(xié)調(diào)、解決管線沖突碰撞的作用，尚未達(dá)到對各專業(yè)管線進(jìn)行綜合設(shè)計的水平。車輛段內(nèi)的室外管線存在著管線維護(hù)成本高、可維護(hù)性差、擴展擴容性能差等問題，如某車輛段給水管爆管，故障排查用時近一周。而綜合管溝技術(shù)在綜合性、長效性、可維護(hù)性、環(huán)保性、運營可靠性、可擴展更新性方面有著獨有的優(yōu)勢，是大勢所趨。同時車輛段占地面積較大，一般都在20ha以上，因此在車輛段內(nèi)建設(shè)綜合管溝有著重要的現(xiàn)實意義。

但城市綜合管溝的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高，工程造價也較高，而地鐵車輛段也有專業(yè)多、各專業(yè)管線多、管線走向復(fù)雜的特點，決定了車輛段內(nèi)綜合管溝不能完全照搬城市綜合管溝，需結(jié)合車輛段的特點，建設(shè)有地鐵特色的綜合管溝。

3雙浦車輛段綜合管溝設(shè)計

3.1雙浦車輛段綜合管溝概況

雙浦車輛段為杭州地鐵6號線定修段，車輛段廠區(qū)對景觀要求不高，管線走向的特點為管線眾多、走向復(fù)雜成網(wǎng)狀，同時在U型槽至DCC、U型槽至牽混所、運用庫及檢修庫庫前三處路徑上集中有大量管線，因此設(shè)計中選擇了此三處路徑進(jìn)行綜合管溝設(shè)計。綜合管溝采用了埋地敷設(shè)與U型敞口段相結(jié)合的方式，總長度約1 100m。雙浦車輛段綜合管溝設(shè)計范圍見圖1。

圖1　雙浦車輛段綜合管溝平面

3.2入溝管線的選擇

車輛段內(nèi)的室外管線主要有給水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)、廢水管網(wǎng)、室外消防管網(wǎng)、雨水管網(wǎng)、燃?xì)夤芫€、室外照明線網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)供電電纜、接觸網(wǎng)供電電纜、建筑動力照明線纜、信號系統(tǒng)線網(wǎng)、通信系統(tǒng)線網(wǎng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)線網(wǎng)、FAS系統(tǒng)線網(wǎng)、BAS系統(tǒng)線網(wǎng)等15大類管線。

結(jié)合6號線雙浦車輛段的具體情況以及技術(shù)、經(jīng)濟、安全、維護(hù)管理等因素，入溝管線舍取如下：

3.2.1強電、弱電類纜線

強電、弱電類電纜具有變形容易、布置靈活、不易受綜合管溝橫縱斷面變化限制的優(yōu)點，但這兩大類線纜也是損壞可能造成嚴(yán)重?fù)p失的線纜。傳統(tǒng)敷設(shè)方式的線纜在建設(shè)施工、維修、改造擴容時對地面(路面)的影響都非常大，施工維護(hù)人員的作業(yè)環(huán)境也很差。

車輛段內(nèi)此兩類管線也較多，且地鐵行業(yè)中設(shè)計上屬于系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計范圍，施工也往往由不同的施工單位進(jìn)行施工，接口眾多也導(dǎo)致了協(xié)調(diào)工作量的增加和較多的變更。故在車輛段內(nèi)此兩類線纜在綜合管溝內(nèi)敷設(shè)有著強烈的現(xiàn)實意義，此兩類線纜納入了綜合管溝。

3.2.2燃?xì)夤?/p>

燃?xì)夤芫€是否進(jìn)入綜合管溝目前在市政管線上仍存在一定的爭議，進(jìn)入綜合管溝能夠較大的提高安全性、避免維修的反復(fù)開挖，但是安全管理與維護(hù)成本較直埋增加巨大。

雙浦車輛段內(nèi)只有車輛段食堂一處用氣點，考慮到食堂在車輛段內(nèi)的設(shè)置位置，且根據(jù)杭州市燃?xì)饨尤氲膽T例，燃?xì)夤芫€由燃?xì)夤疚械膶I(yè)施工單位施工以確保安全，為減少協(xié)調(diào)工作，避免管理上的麻煩，燃?xì)夤芫€不進(jìn)入綜合管溝。

3.2.3給水管類

給水管道類納入綜合管溝能給運營維護(hù)帶來十分便利的條件，可以十分容易確定管道爆裂、漏水點，而且避免了外界因素對管道帶來的擠壓、腐蝕等不利因素，也避免了反復(fù)開挖的影響。給水管為壓力管道，受綜合管溝橫縱斷面的影響也較低。綜合考慮，雙浦車輛段內(nèi)給水管道納入綜合管溝。

3.2.4污水管及廢水管

雙浦車輛段內(nèi)的污水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)是兩個相互獨立的系統(tǒng)，收集的污水、廢水會產(chǎn)生硫化氫、甲烷等毒害氣體，根據(jù)雙浦車輛段內(nèi)各排放單體及污水處理站的位置以及與市政管網(wǎng)的接駁點考慮，將污水和廢水系統(tǒng)的管線納入綜合管溝會極大的增加綜合管溝的長度，限制綜合管溝縱斷面坡度，加大綜合管溝的埋深和斷面尺寸，還需對毒害氣體的處理增設(shè)通風(fēng)、檢測、消防措施，極大的增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度，增加工程投資。另外，污水、廢水系統(tǒng)納入綜合管溝，還會增加綜合管溝內(nèi)其他管線與單體建筑的接駁問題。雙浦車輛段內(nèi)污水及廢水管道原則上單獨敷設(shè)，不納入綜合管溝。

3.2.5雨水管

雨水管作為重力流管線，納入綜合管溝內(nèi)會和污水、廢水管線產(chǎn)生同樣的技術(shù)問題，而且雨水主管道連接的支管眾多，對綜合管溝的防水、排水和內(nèi)部的管線產(chǎn)生的影響也較大。雙浦車輛段內(nèi)雨水管網(wǎng)不納入綜合管溝，在道路下敷設(shè)。

綜上所述，6號線雙浦車輛段的綜合管溝推薦所有的供電(不含室外照明電纜)、弱電線纜和給水管、消防管道納入室外綜合管溝，其他管線如燃?xì)夤?、污水管、廢水管等不納入。

3.3管溝設(shè)計

3.3.1覆土深度

根據(jù)既有的市政綜合管溝設(shè)計結(jié)合6號線雙浦車輛段總圖，考慮到過軌、管線敷設(shè)空間以及結(jié)構(gòu)的抗浮，綜合管溝埋地敷設(shè)段覆土厚度約1～1.2m。

3.3.2斷面形式、尺寸

雙浦車輛段綜合管溝采用埋地敷設(shè)與U型敞口敷設(shè)相結(jié)合的方式，埋地段與敞口段采用45°角管廊連接，以便于環(huán)網(wǎng)供電的粗大電纜敷設(shè)。設(shè)計了兩種型式的標(biāo)準(zhǔn)斷面，另有十字口、丁字口、人員出入口等較為復(fù)雜的特殊斷面。

根據(jù)入溝管線的情況，結(jié)合正常普通人的身高，標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)的凈高為2.5m，標(biāo)準(zhǔn)斷面凈寬按0.4m(支架寬)+1.2m(通道寬)+0.4(支架寬)=2m，采用單室斷面設(shè)計。綜合管溝標(biāo)準(zhǔn)斷面見圖2、圖3。

圖2　埋地段標(biāo)準(zhǔn)斷面(單位:mm)

圖3　U型敞口段標(biāo)準(zhǔn)斷面(單位:mm)

在此基礎(chǔ)上的雙浦車輛段綜合管溝施工，考慮采用明挖施工方式。根據(jù)設(shè)計，除個別點位外，基本屬于淺基坑開挖施工，工程措施費(如基坑支護(hù)、降水等)也較低。

3.3.3主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土的形式，采用抗?jié)B混凝土自防水，防水按二級防水設(shè)計。綜合管溝每隔一定距離設(shè)置變形縫，采用止水帶止水。

3.3.4地基加固設(shè)計

根據(jù)詳勘資料，雙浦車輛段的地質(zhì)條件較好，綜合管溝地基不需加固處理。

3.4附屬工程設(shè)計

3.4.1排水系統(tǒng)

由于雨水、綜合管溝內(nèi)清潔、管道破損、維修放空以及可能的滲水，將造成溝內(nèi)積水，因此設(shè)計上在綜合管溝內(nèi)設(shè)置了必要的排水設(shè)施。在綜合管溝內(nèi)設(shè)置排水溝，斷面尺寸按200mm×100mm，綜合管溝橫向坡度2 %，沿線順集水井方向坡度采用2 ‰。集水井設(shè)置于每段管溝的低處，間距不超過200m，有效容積不小于2m3。集水坑內(nèi)設(shè)置潛水泵，水泵根據(jù)液面高度可自啟動。集水井內(nèi)積水就近排入雨水井內(nèi)。

3.4.2通風(fēng)系統(tǒng)

綜合管溝U型口敞開段可將綜合管溝內(nèi)的高壓電纜熱量及其他一些廢氣及時排出，滿足通風(fēng)的要求，敞開段的設(shè)置考慮了防雨水倒灌、人員誤入、廢棄物投入和小動物爬入。

3.4.3動力照明系統(tǒng)

綜合管溝內(nèi)每隔10m設(shè)置照明燈，照度15lx，每隔50m設(shè)置一多孔插座，燈具、插座采用防潮防爆型。局部的維修照明采用便攜式工作燈，維修人員帶入。

綜合管溝內(nèi)的設(shè)備動力電纜采用耐火、難燃、無鹵電纜。

為保證溝內(nèi)設(shè)備及人員安全，所有設(shè)備應(yīng)有可靠接地，接地電阻滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.4.4通信系統(tǒng)

維修人員采用無線對講系統(tǒng)進(jìn)行通信。段內(nèi)的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)全面覆蓋綜合管溝各人員進(jìn)出口及敞開段。

3.4.5標(biāo)識系統(tǒng)

標(biāo)識包括向?qū)?biāo)識、專業(yè)管線標(biāo)識，以便于運營后的維護(hù)工作。標(biāo)識材料采用不銹鋼，不燃、防潮、防銹。

3.4.6人孔和投料孔的設(shè)計

綜合管溝U型敞開段可滿足管材及電纜敷設(shè)的要求，單一方向上敞開段最小尺寸大于8m(長)×1m(寬)。

4結(jié)束語

雙浦車輛段的綜合管溝設(shè)計較好的解決了車輛段內(nèi)室外管線存在的一些問題，同時工程造價較城市綜合管溝得到了降低。當(dāng)然，由于是首次在國內(nèi)地鐵車輛段內(nèi)采用此種綜合管溝設(shè)計，也存在考慮不周的情況，仍有待建成運營后的考驗。

[作者簡介]王棟(1979～)，男，本科，工程師，從事地鐵、國鐵車輛專業(yè)設(shè)計。

【中圖分類號】U284.24

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2016-04-14