談廈門市集美核心區(qū)地下綜合管廊給水管道設(shè)計(jì)

吳 藝 芳

(廈門水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司，福建 廈門 361009)

根據(jù)城市綜合管廊技術(shù)規(guī)范定義，綜合管廊是在城市地下建造的市政公用隧道空間，將電力、通信、供水等市政公用管線，根據(jù)規(guī)劃的要求，集中敷設(shè)在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理。綜合管廊適合于交通、管線設(shè)施較多的機(jī)動車道、城市主干道以及配合各種地下鐵道等工程地段，可以用于道路寬度難以滿足直埋鋪設(shè)多種管線的路段，同時(shí)避免路面反復(fù)開挖的問題。本文以廈門市集美新城核心區(qū)地下綜合管廊給水管道為例，對給水管道入廊設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，總結(jié)。集美新城核心區(qū)的綜合管廊于2010年開工建設(shè)，片區(qū)總規(guī)劃面積4.6 km2，片區(qū)結(jié)合主干管路網(wǎng)形成“三橫三縱”的網(wǎng)狀布置，覆蓋整個(gè)核心區(qū)，目前已建成大部分投入使用(見圖1)。

1 入廊管材比選及管道接口形式

管廊內(nèi)給水管道設(shè)計(jì)中首先關(guān)注的是管材的選用。常用的給水管材有鋼管、球墨鑄鐵管、PE管、鋼管等，通常選用時(shí)從管材的抗腐蝕性能、承壓能力、抗水錘能力、溫差變形等方面進(jìn)行比較(詳見表1)。目前，在管廊給水管道管材選用中，鋼管使用較普遍，球墨鑄鐵管也逐漸開始在推廣，PE管選用較少。由于管廊內(nèi)空間有限，選用的管材類型也要滿足現(xiàn)場的施工條件。核心區(qū)鋪設(shè)在管廊內(nèi)的給水管主要以輸配水管為主，管徑為DN200～DN500。因此，在管材選用中，鋼管、球墨鑄鐵管、PE管等均能滿足管徑要求，綜合以上各因素，集美核心區(qū)內(nèi)管廊給水管道主管材選用鋼管。其中鋼管又分焊接鋼管、無縫鋼管。鋼管具有強(qiáng)度高、耐震動、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。鋼管的焊縫質(zhì)量是影響其整體性能的最主要的因素之一，普通的焊接鋼管一般是采用卷板平板板材于現(xiàn)場人工焊接而成，而無縫鋼管一般在廠里采用熔融狀態(tài)的鋼水通過機(jī)械將其壓制成型，相比之下，無縫鋼管的質(zhì)量更穩(wěn)定，尤其是承壓能力上無縫鋼管較普通鋼管有很大提高。

表1 入廊管材比選

由于管廊內(nèi)管道為明敷，不存在回填土的作用力效應(yīng)，在選用主管材時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到管材的連接方式。鋼管有焊接、法蘭、溝槽連接。焊接安裝質(zhì)量對焊接工人技術(shù)依賴性強(qiáng)，質(zhì)量難穩(wěn)定;焊縫是薄弱處，口徑小時(shí)(管徑小于DN800)，管道內(nèi)補(bǔ)口是未能很好解決的難題,且對施工空間要求較大；法蘭連接有較好的強(qiáng)度和緊密性，應(yīng)用普遍,對施工空間要求較低,安裝簡易,但存在不能很快地裝配與拆卸，制造成本較高后期搶修不便等問題；溝槽連接安裝簡單，穩(wěn)定性好，對施工空間要求較低，DN300及以下口徑較為成熟，在房建上應(yīng)用普遍，最大口徑一般為DN600(CJ/T56—2001),存在缺點(diǎn)是只能較小的管徑應(yīng)用，且后期存在搶修不便的問題。球墨鑄鐵管有T型接口、自錨接口。球墨鑄鐵管由于其接口形式，在管廊中的使用較少，但隨著改良以及接口形式的多樣化，球墨鑄鐵管在管廊中的使用也越來越普遍。T型接口由于一體性較差，防脫性能差，在管線的拐彎處必須要設(shè)置抵抗軸向力的支墩，管廊內(nèi)支墩所占空間大，在轉(zhuǎn)彎段采用鋼管且必須要設(shè)置抵抗軸向力的支墩，管廊內(nèi)支墩所占空間大，支墩工程量大。采用自錨接口，屬于剛性接口，一體性強(qiáng)。但安裝間隙要求較高，制造成本較高，目前應(yīng)用案例較少。集美新城核心區(qū)管廊內(nèi)管道主要采用鋼管，法蘭連接或者焊接，集美新城核心區(qū)和美路管廊見圖2。

2 支線設(shè)計(jì)

管廊引出口的設(shè)計(jì)通常都是通過與管廊主體單位、市政管線產(chǎn)權(quán)單位溝通后確定各支線引出點(diǎn)。一般大約200 m間距一個(gè)引出口。引出分支通常有支廊引出和管線直埋引出兩種方式。本項(xiàng)目采用的是管線直埋引出方式。在支廊分支出口局部加寬、加高斷面。管線從管廊雙側(cè)側(cè)墻出廊，與預(yù)埋的過路套管銜接，并接至各類管線預(yù)留直徑，供道路兩側(cè)地塊需求。本項(xiàng)目采用的是管線直埋引出方式(詳見圖2)。根據(jù)消防規(guī)范，給水管每個(gè)不大于120 m的距離，引出支管設(shè)置消火栓，由于在進(jìn)行管廊主體設(shè)計(jì)時(shí)可能考慮到引出口建設(shè)成本問題，引出口一般按照200 m間距一個(gè)，大于消火栓120 m間距，只能從同一個(gè)引出口埋設(shè)鋪設(shè)消火栓的支線，保證消火栓間距。

3 防腐

目前，在管廊中，鋼管使用較普遍，球墨鑄鐵管也逐漸開始在推廣，PE管選用較少。核心區(qū)內(nèi)管道設(shè)計(jì)主管材為鋼管，其中部分為焊接鋼管，部分為無縫鋼管。在地下綜合管廊應(yīng)用中，鋼管的弱點(diǎn)主要是抗腐蝕能力差。鋼管明敷，無法通過電化學(xué)防腐，只能通過防腐涂料。供水管線水泥沙漿襯里鋼管內(nèi)防腐(標(biāo)準(zhǔn)CECS 10：89)或者IPN8710高分子無毒涂料鋼管內(nèi)防腐；外防腐通常采用環(huán)氧富鋅+環(huán)氧云鐵+聚氨酯(涂料)，成品鋼管采用環(huán)氧樹脂粉末(詳見表2)。

表2 鋼管外防腐方式比選

4 管線的附屬設(shè)施

于管道隆起處設(shè)置排氣閥，于低凹處設(shè)置放空閥(放空閥就近管廊集水坑設(shè)置)，在每個(gè)防火分區(qū)的兩端各設(shè)置一個(gè)手電一體式的電動閥門(如圖3節(jié)6處)，支管設(shè)置手動閥門(圖3節(jié)5b處)，閥門檢修應(yīng)當(dāng)符合消火栓檢修的要求。電動閥門電源就近管廊雙電源低壓配電箱用電纜專線引入現(xiàn)場控制站?？刂普緝?nèi)PLC根據(jù)采集管道內(nèi)壓力信號及流量信號按工藝要求開/關(guān)相應(yīng)的電動閥門，并且由光纖環(huán)網(wǎng)將控制站采集的信號聯(lián)通，通過控制站GRRS將控制站閥門運(yùn)行狀況及壓力信號進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。為方便日后運(yùn)行維護(hù)管理，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)明確后續(xù)電動閥門或流量計(jì)遠(yuǎn)傳信號的去向。

5 管道安裝凈距要求

表3 綜合管廊的安裝凈距

根據(jù)GB 50838—2015綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范對管道安裝凈距規(guī)定,DN500管道與管廊主體最小凈距a(表3綜合管廊的安裝凈距)為DN500,目前設(shè)計(jì)施工中通常遇到的問題，管道距離側(cè)墻凈距為400 mm，達(dá)不到國標(biāo)500 mm的要求，然而，管廊主體已立項(xiàng)并批概，無法調(diào)整管廊斷面。鋼管焊接空間不足，側(cè)面焊縫較難焊接；鋼管法蘭連接空間夠，但成本高，后期搶修不方便。在這種情況下，建議項(xiàng)目前期在管廊斷面設(shè)計(jì)時(shí)合理考慮安裝控件，或者實(shí)在無法調(diào)整斷面時(shí)，應(yīng)盡早明確管道連接方式。

6 結(jié)語

通過對案例設(shè)計(jì)施工、運(yùn)行維護(hù)的總結(jié)，可以在新項(xiàng)目中借鑒良好的經(jīng)驗(yàn)，對一些存在的問題進(jìn)行改良。

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