淺談城市綜合管廊設(shè)計
—— 以杭州灣新區(qū)玉海西路綜合管廊為例

劉前瑞， 陳 強

(中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010)

0 引 言

綜合管廊是近年來在國內(nèi)興起的一種市政管線敷設(shè)形式，即將多種市政管線集中設(shè)置于地下空間中，同時設(shè)置專門的檢修口、吊裝口、排水、消防、通風(fēng)設(shè)施及檢測控制系統(tǒng)的一種地下集約化、集成化的市政基礎(chǔ)設(shè)施。[1]

玉海西路所在的濱海新城啟動區(qū)塊位于寧波杭州灣新區(qū)核心區(qū)域。工程所在區(qū)域未來地塊人員分布密度大，管線承載量大，城市景觀要求高。為集約化利用道路地下空間資源，給城市發(fā)展預(yù)留空間，避免遠期因管線的維護、增減而造成地面的反復(fù)開挖，在規(guī)劃階段便確定在該道路下方建設(shè)綜合管廊。

1 入廊管線確定

1.1 相關(guān)規(guī)劃條件

在《寧波杭州灣新區(qū)總體規(guī)劃修編(2016-2030)》中，杭州灣新區(qū)濱海新城啟動區(qū)塊綜合管廊規(guī)劃為“兩橫四縱”的格局。玉海西路綜合管廊為北側(cè)“一橫”。

圖1 濱海新城“兩橫四縱”管廊布置圖

1.2 入廊管線確定

總體上依照控規(guī)，通過對現(xiàn)狀管線和規(guī)劃管線的梳理，綜合考慮相關(guān)文件精神和各部門意見，擬定入廊管線，具體見表1。

表1 入廊管線分類表

2 管廊設(shè)計

2.1 管廊標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計

綜合管廊橫斷面形式分為圓形和矩形兩種形式，分別適用于非開挖施工和明挖施工[2]。本工程現(xiàn)狀施工條件良好，采用明挖施工工藝，因此設(shè)計采用矩形斷面。

按照相關(guān)規(guī)范和部門技術(shù)要求，110 kV電力、燃氣管線均要單獨成艙；同時，結(jié)合本工程污水管徑大的實際情況，污水管線也單獨成艙，因此本工程全段涉及四個艙，分別為燃氣艙、電力艙、綜合艙和污水艙，各段根據(jù)入廊管線需求組合設(shè)置，具體標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸代表如圖2、圖3所示。

圖2 設(shè)計起點-杭州灣大道管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計圖

圖3 中興一路-K2+260段管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計圖

2.2 管廊平面設(shè)計

2.2.1 管廊總體平面位置

玉海西路管廊為支線綜合管廊，按照相關(guān)規(guī)范要求，宜設(shè)置在道路綠化帶、人行橫道或非機動車道下[3]。設(shè)計基于以下因素選址道路南側(cè)：①道路北側(cè)地塊面積較小，污水管道收集范圍小，污水干管主要收集南側(cè)地塊污水；②110 kV變電站布置在道路南側(cè)。

2.2.2 管廊穿越河道路線選擇

綜合管廊沿線共3次穿越規(guī)劃河道。考慮到綜合管廊斷面較大，為避免對河道和新建橋梁的影響，平面設(shè)計中在河道處將綜合管廊調(diào)整至道路人行道南側(cè)敷設(shè)，控制距離為綜合管廊北側(cè)外壁距離規(guī)劃橋梁南側(cè)人行道邊線10 m。綜合管廊平面轉(zhuǎn)彎角度不大于45°，有條件時按30°控制。

2.3 管廊豎向設(shè)計

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)管廊段

考慮入廊管線敷設(shè)、支線管線引出、廊外管線穿越、土建工程造價等多方面因素。標(biāo)準(zhǔn)段高程設(shè)計一般覆土為3.5～4.5 m，但由于道路在橋頭坡度較大，局部可達5.5 m以上。設(shè)計坡度按0.03%控制。在管廊過交叉路口段、特殊節(jié)點位置，根據(jù)要求避讓規(guī)劃市政管線和滿足節(jié)點的要求，局部覆土加深。

2.3.2 過河段

杭州灣新區(qū)規(guī)劃河底標(biāo)高為-0.37 m，管廊3次穿越河道，為保證綜合管廊運行安全，初步確定管廊頂部距離規(guī)劃河道底距離不小于2.50 m。河道兩側(cè)下彎段綜合管廊縱向坡度按1∶3控制，河底平直段按縱坡0.06%～0.08%控制。

2.4 管廊交叉節(jié)點設(shè)計

根據(jù)管廊布置總體規(guī)劃，玉海西路沿線分布多個管廊交叉節(jié)點。在節(jié)點布置上，設(shè)計采用的交匯方式見表1。

表2 管廊交叉節(jié)點的交匯方式

2.5 管廊附屬設(shè)施設(shè)計

2.5.1 投料口兼進風(fēng)口

為便于施工期間各種管線設(shè)備、材料安裝，綜合管廊內(nèi)需設(shè)置投料口。綜合艙考慮到給水管節(jié)吊裝長度，燃氣艙、綜合艙投料口尺寸為L×B=7 m×1.0 m，電力艙考慮到110 kV電力電纜較粗，轉(zhuǎn)彎半徑較大，投料口尺寸也為L×B=7 m×1.2 m，而污水艙考慮到污水干管管徑較大，投料口尺寸為L×B=7 m×1.5 m。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，投料口間隔不超過400 m。為便于施工，本工程每個防火分區(qū)均設(shè)置投料口，間隔距離不超過200 m。同時，為減少綜合管廊開孔數(shù)量，美化管廊凸出地面設(shè)施，擬將自然通風(fēng)口與投料口合建，將投料口凸出地面部分設(shè)計成自然通風(fēng)口矮風(fēng)亭，即高出地面段在墻壁四周開設(shè)通風(fēng)百葉窗，用于管廊內(nèi)進風(fēng)。為確保管廊內(nèi)失火時能夠立即關(guān)閉通風(fēng)口，百葉窗上均設(shè)置電動百葉，在管廊失火時能夠立即關(guān)閉，使火焰窒息，以便于滅火。

2.5.2 機械排風(fēng)口

為避免綜合管廊內(nèi)溫度過高，保證火災(zāi)后能夠迅速排煙，綜合管廊內(nèi)需設(shè)置機械通風(fēng)裝置。由于防火墻和防火門將管廊分段，因此每個防火分區(qū)內(nèi)均需設(shè)置機械通風(fēng)口，并且由于自然通風(fēng)口位于各分區(qū)中部，為保證通風(fēng)效果，擬在防火分區(qū)兩端均設(shè)置機械通風(fēng)口。

排風(fēng)井出地面設(shè)置矮風(fēng)亭，盡量做到與路邊綠化帶或路中隔離帶融合協(xié)調(diào)。進、排風(fēng)亭百頁窗底高于地面250 mm以上，防止一般雨季積水進入。

2.5.3 檢修(逃生)孔

根據(jù)規(guī)范要求，綜合管廊內(nèi)需設(shè)置人員逃生孔，以便于事故時或火災(zāi)時工作人員能夠迅速逃離管廊。本次設(shè)計結(jié)合投料口和檢修孔進行逃生孔的設(shè)置。將逃生孔兼作檢修孔使用，并將其設(shè)置于投料口旁，與投料口共壁設(shè)置，節(jié)省工程投資，并且便于施工。

同時，為滿足緊急逃生口的要求，密封井蓋采用特殊設(shè)計，可從內(nèi)部方便開啟，外部只能用專用工具開啟。

2.5.4 集水坑

綜合管廊埋設(shè)于地面下，雖然基本為封閉結(jié)構(gòu)，但仍存在集水和排水要求。因此，要科學(xué)合理地設(shè)置排水設(shè)施，確保管廊不會受到水淹威脅。

2.5.5 出線井

出線井為綜合管廊重要內(nèi)容?？傮w布置上考慮各路口、地塊的管線種類數(shù)量的預(yù)留。出線井內(nèi)部考慮綜合管廊內(nèi)的電信、電力及供水管線引出時的相互影響和管線自身引出的技術(shù)要求?？紤]了電力電纜、通信電纜轉(zhuǎn)彎半徑的要求，同時考慮了給水管線的進出要求。

電力、電信暫按管廊雙側(cè)，每隔約100 m左右預(yù)留一處出線井；給水管線考慮到消火栓設(shè)置按每隔約120 m設(shè)置出水支管。

管線出管廊外，除電力、電信出線采用預(yù)留管塊方式外，其他管線采用直埋方式設(shè)置，過路段管線采用保護套管或素混凝土包封敷設(shè)。

2.5.6 管廊結(jié)構(gòu)及防水設(shè)計

本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，按三孔或四孔閉合框架設(shè)計。出線井、進出風(fēng)井及節(jié)點井為局部多層。

綜合管廊每20～25m設(shè)一道變形縫，采用橡膠止水帶止水，河道段變形縫采用引發(fā)縫，銅板止水帶止水；并在迎水面增設(shè)背貼式橡膠止水帶一道，止水帶內(nèi)側(cè)填雙組份聚硫密封膏。溝內(nèi)管道采用混凝土支墩架設(shè)，間距不大于5 m。

2.6 其他設(shè)計

設(shè)計中還包含建筑、景觀、通風(fēng)，抗震等多方面內(nèi)容。

3 設(shè)計工作中的問題與建議

3.1 管廊附屬設(shè)施對行車安全的影響

本工程投料口與通風(fēng)口河間，間隔距離不超過200 m，根據(jù)工藝設(shè)計要求，通風(fēng)口高于設(shè)計綠化帶高度1.8 m以上，構(gòu)筑物寬度在2 m以上。若該構(gòu)筑物設(shè)置在視距三角形范圍內(nèi)，勢必會對行車安全造成影響。因此，在總體設(shè)計時，要統(tǒng)籌考慮通風(fēng)口設(shè)計間距與行車安全的需求，如圖4所示。[4]

圖4 管廊構(gòu)筑物避開視距三角形區(qū)域

3.2 管廊地下“拐出段”與沿線用地

本工程中綜合管廊在橋頭處“拐出”，而道路紅線并未相應(yīng)拓展。這就為后期地塊設(shè)計留下了限制條件。因此，在類似項目初步設(shè)計報建階段，應(yīng)申請將地下綜合管廊“拐出”部分占地納入紅線范圍，以避免后期地塊建設(shè)與管廊建設(shè)的沖突。

4 結(jié) 論

與常規(guī)管線的布設(shè)方式相比，綜合管廊無論在安全性、經(jīng)濟性、城市管線的綜合管理以及城市環(huán)境保護等方面，都有明顯的優(yōu)勢，它是保證城市具有可持續(xù)發(fā)展能力的重要基礎(chǔ)設(shè)施，已成為21世紀城市現(xiàn)代化建設(shè)的趨勢和潮流。[5]

論文以寧波杭州灣新區(qū)玉海西路綜合管廊為例，簡要介紹了管廊設(shè)計全過程，并提出了設(shè)計過程中遇到的典型問題，供今后同類設(shè)計項目參考。