結(jié)合城市地下綜合管廊建設(shè)的燃?xì)夤芫€保護(hù)措施

高宇 鄒斌

(1.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán)）有限公司 200092； 2.上海水業(yè)設(shè)計(jì)工程有限公司 200092）

引言

傳統(tǒng)的燃?xì)夤芫€敷設(shè)一般采用直埋的方式。直埋管線容易受到土壤及地下水中的微生物腐蝕、 化學(xué)物質(zhì)腐蝕、 電化學(xué)腐蝕及雜亂電流腐蝕[1]。 直埋管線本身與外部環(huán)境直接接觸， 城市建設(shè)過程中由于管線資料缺失或施工開挖操作失誤等原因， 容易造成對(duì)既有管線的破壞， 輕則損壞管線保護(hù)層， 重則引起管線破損泄漏。 燃?xì)夤芫€直埋于土中， 不便于日常檢修與維護(hù)， 局部的破損泄漏沒有及時(shí)查明， 存在無法預(yù)知的安全隱患。

《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50838—2015）[2]明確規(guī)定燃?xì)夤芫€可以入廊。 燃?xì)夤芫€入廊， 防止了可能發(fā)生的第三方人為破壞、 方便了管線的日常檢修和維護(hù)、 解決了土壤及地下水引起管線腐蝕的問題、 避免了自然災(zāi)害及施工開挖對(duì)管線的不利影響， 可以有效解決直埋管線存在的問題， 也符合建設(shè)綜合管廊區(qū)域所有管線均需入廊的指導(dǎo)要求。

目前， 國(guó)內(nèi)燃?xì)夤芫€保護(hù)主要存在設(shè)置單艙入廊及設(shè)置保護(hù)箱涵兩種形式。 本文結(jié)合管廊建設(shè)設(shè)置保護(hù)箱涵的形式已經(jīng)在西寧市地下綜合管廊建設(shè)工程中進(jìn)行了探索和嘗試， 目前部分道路下燃?xì)夤芫€已經(jīng)投入使用超過兩年， 管線運(yùn)行情況良好。

1 管線入廊和保護(hù)方案

1.1 燃?xì)夤芫€單艙入廊

《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB50838—2015）規(guī)定， 燃?xì)夤芫€必須設(shè)置單艙入廊。 燃?xì)夤芫€與給水、 污水、 電力等其他管線相比， 具有易燃易爆的特點(diǎn)。 根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB50838—2015）規(guī)定， 各廊道、 艙室火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為管廊艙室內(nèi)安裝管線種類中最高火災(zāi)危險(xiǎn)性類別。 綜合管廊內(nèi)部各管線火災(zāi)類別見表1。

表1 綜合管廊火災(zāi)危險(xiǎn)性分類Tab.1 Fire risk classification of utility tunnel

由表1 可知， 燃?xì)夤芫€入廊， 相較于沒有燃?xì)夤芫€的綜合管廊， 艙室的火災(zāi)危險(xiǎn)性至少提高了兩級(jí)。 由于燃?xì)夤芫€入廊后可能發(fā)生嚴(yán)重的有限空間事故、 火災(zāi)和爆炸， 綜合管廊內(nèi)需增設(shè)大量的報(bào)警、 監(jiān)控、 通風(fēng)、 消防設(shè)計(jì)[3]， 供電、 照明、 排水、 溫控等也需增加防爆設(shè)計(jì)， 并設(shè)置人員巡檢、 事故逃生和救援預(yù)案。

通過這些安全措施， 結(jié)合現(xiàn)有的世界上已建成的帶燃?xì)馀摼C合管廊來看， 未見有相關(guān)安全事故的報(bào)道[4]。 燃?xì)夤芫€入廊安全性可以得到相當(dāng)程度的保證， 但燃?xì)夤芫€入廊建設(shè)投資較大， 由此帶來的管廊經(jīng)濟(jì)性問題卻成為了又一限制燃?xì)夤芫€入廊的因素。

1.2 燃?xì)夤芫€設(shè)置保護(hù)箱涵

結(jié)合綜合管廊建設(shè)設(shè)置燃?xì)夤芫€的保護(hù)箱涵， 箱涵可采用設(shè)置于管廊頂部或懸掛于管廊一側(cè)等形式， 也可以隨綜合管廊規(guī)劃建設(shè)與管廊主體分離。 主線燃?xì)夤芫€可以通過綜合管廊外掛燃?xì)庀浜姆绞椒笤O(shè)， 而在沒有地下綜合管廊的地區(qū)， 燃?xì)夤芫€可以采用與管廊主體分離的保護(hù)箱涵。 燃?xì)夤芫€保護(hù)箱涵內(nèi)填中粗砂， 做為燃?xì)夤芫€敷設(shè)的緩沖保護(hù)層， 同時(shí)砂土填滿箱涵， 即使發(fā)生燃?xì)庑孤┮矡o法達(dá)到其爆炸極限， 消除了燃?xì)庑孤┰诿荛]空間引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。 另外通過設(shè)置檢修井、 接出井等節(jié)點(diǎn)， 可以滿足燃?xì)夤芫€檢修、 接出等功能要求。

保護(hù)箱涵不僅可以起到與綜合管廊燃?xì)馀擃愃频膶?duì)燃?xì)夤芫€的保護(hù)作用， 同時(shí)造價(jià)低、 安全性高、 設(shè)置靈活， 是一種安全可行的保護(hù)措施。

2 蓋板箱涵保護(hù)燃?xì)夤芫€的工程應(yīng)用

2.1 外掛式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵

西寧市地下綜合管廊建設(shè)一期工程采用外掛式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵的保護(hù)措施。 結(jié)合管廊建設(shè)外掛式燃?xì)夤芫€的蓋板箱涵結(jié)構(gòu)斷面形式如圖1所示。

圖1 外掛式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵Fig.1 Implementation of out-cell gas pipeline box culvert with cover

結(jié)合綜合管廊建設(shè)的外掛式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵結(jié)構(gòu)， 與綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段一體， 外掛于綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段的旁側(cè)， 由箱涵本體及預(yù)制蓋板組成，箱涵本體具有向上開口， 預(yù)制蓋板用于覆蓋向上開口， 使箱涵與預(yù)制蓋板間共同形成燃?xì)夤芫€艙室。 外掛燃?xì)庀浜捻斆媾c綜合管路標(biāo)準(zhǔn)段的頂面相平齊。 外掛燃?xì)庀浜膳c綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段一次澆筑完成， 也可在綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段外壁板預(yù)留插筋， 二次澆筑外掛燃?xì)庀浜?為了提高結(jié)構(gòu)整體性， 外掛燃?xì)庀浜驴稍O(shè)置扶壁與綜合管廊連接。 燃?xì)夤芫€敷設(shè)于箱涵內(nèi)部， 燃?xì)夤芫€與箱涵間形成的空隙以中粗砂填實(shí)。

為了滿足燃?xì)夤芫€接出及檢修的功能要求，該燃?xì)夤芫€蓋板箱涵每隔一定距離設(shè)置燃?xì)忾y門井。 燃?xì)忾y門井井壁上設(shè)置預(yù)埋套管， 用以滿足燃?xì)夤芫€的接入或接出功能要求， 燃?xì)夤芫€與預(yù)埋套管間形成的空隙以阻火圈填實(shí)。 燃?xì)忾y門井同時(shí)設(shè)置檢修人孔及爬梯， 兼具燃?xì)夤芫€檢修的作用。 燃?xì)忾y門井內(nèi)部設(shè)置閥門操作桿及放空閥， 閥門操作桿及放空閥用于控制燃?xì)夤芫€的天然氣通斷、 放空程度。 檢修人員可通過地面上的檢修人孔進(jìn)入燃?xì)忾y門井內(nèi)， 操作閥門操作桿和放空閥關(guān)閉閥門、 放空管內(nèi)剩余天然氣， 達(dá)到檢修的目的， 燃?xì)忾y門井內(nèi)氣體冷凝形成的積水可通過在井內(nèi)設(shè)置集水坑排出。

2.2 分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵

西寧市地下綜合管廊建設(shè)二期工程采用分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵保護(hù)措施。 結(jié)合管廊建設(shè)分離式燃?xì)夤芫€的蓋板箱涵結(jié)構(gòu)斷面形式如圖2所示。

圖2 分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵Fig.2 Implementation of separate gas pipeline box culvert with cover

與外掛式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵結(jié)構(gòu)不同， 分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵與綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段完全脫開， 豎向上燃?xì)庀浜瓬\埋， 使得燃?xì)庀浜装宓着c管廊標(biāo)準(zhǔn)段頂板頂留有一定空間， 保證綜合管廊內(nèi)的市政管線能夠順利接出， 燃?xì)庀浜显O(shè)預(yù)制蓋板。 燃?xì)夤芫€與燃?xì)庀浜g也采用中粗砂填充， 保護(hù)燃?xì)夤芫€的同時(shí)可以有效避免燃?xì)庑孤┮l(fā)密閉空間事故甚至爆炸事故。 由于分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵淺埋， 減少了燃?xì)夤芫€敷設(shè)開挖工程量， 便于燃?xì)夤芫€敷設(shè)和將來必要的更換。 分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵結(jié)合綜合管廊規(guī)劃建設(shè)， 也可以根據(jù)支線燃?xì)夤芫€的排布規(guī)劃靈活設(shè)置。 分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵可以采用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)， 做到管線敷設(shè)與箱涵建設(shè)同步進(jìn)行。

根據(jù)燃?xì)夤臼褂眯枰?分離式燃?xì)夤芫€蓋板箱涵同樣設(shè)置相應(yīng)的燃?xì)庵Ь€閥井、 主線閥井， 以滿足道路兩側(cè)地塊的接出、 接入和燃?xì)忾y門的檢修需求。

3 結(jié)語(yǔ)

燃?xì)猹?dú)立艙室解決了燃?xì)夤芫€直埋帶來的問題， 降低燃?xì)夤芫€發(fā)生事故的可能性， 工程投資高。 結(jié)合綜合管廊建設(shè)設(shè)置燃?xì)夤芫€保護(hù)箱涵，中粗砂填充， 燃?xì)夤芫€事故率降低， 安全性及經(jīng)濟(jì)性得到解決， 是可行的燃?xì)夤芫€保護(hù)方案。 分離式較外掛式的保護(hù)箱涵具有埋深淺、 敷設(shè)檢修方便、 設(shè)置靈活、 可以采用預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)， 在實(shí)際工程中推薦采用。