地下綜合管廊總體設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

王婭喬

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100000）

1 引言

綜合管廊是一種容納多種市政工程管線的地下構(gòu)筑物，包括給水、排水、燃?xì)?、熱力、電力、通信及再生水等。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，地下市政管線的密度越來越大，對(duì)管線安全運(yùn)行的要求也越來越高。傳統(tǒng)的直埋管線因其存在管線不易檢修、維修，或擴(kuò)容時(shí)需開挖路面、占用城市地下空間等問題，已越來越不能滿足城市發(fā)展的需求。綜合管廊作為一種現(xiàn)代化、集約化的城市基礎(chǔ)設(shè)施，通過將管線集中統(tǒng)籌、規(guī)劃、建設(shè)和管理，解決了因管道不易檢修導(dǎo)致的管線事故頻發(fā)、反復(fù)開挖路面以及地下管線線位混亂等問題，有利于節(jié)約城市地下空間、保障市政管線安全、降低管線檢修維護(hù)費(fèi)用、美化城市景觀、促進(jìn)城市集約高效和轉(zhuǎn)型發(fā)展，是市政管線敷設(shè)發(fā)展的趨勢(shì)。

本文結(jié)合具體工程案例對(duì)城市地下綜合管廊的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，對(duì)管廊設(shè)計(jì)的內(nèi)容及注意事項(xiàng)進(jìn)行了梳理，以期為同類型綜合管廊設(shè)計(jì)提供參考經(jīng)驗(yàn)。

2 工程概況

羲皇大道綜合管廊項(xiàng)目位于甘肅省天水市，項(xiàng)目設(shè)計(jì)起點(diǎn)為甘肅核地質(zhì)二一九大隊(duì)，終點(diǎn)為穎川河口，全長約11.65 km，其中，與有軌電車合建7.1 km，獨(dú)建4.5 km。綜合管廊基本位于道路中分帶下，結(jié)合道路升級(jí)改造及新建有軌電車同步建設(shè)綜合管廊。本文主要針對(duì)道路中分帶下綜合管廊的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。

3 總體設(shè)計(jì)原則

1）符合國家、地區(qū)相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

2）符合當(dāng)?shù)鼐C合管廊的規(guī)劃要求；

3）符合地區(qū)功能定位，把綜合管廊工程建成低碳生態(tài)、安全高效的現(xiàn)代化市政基礎(chǔ)設(shè)施體系的重要組成部分；高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)建設(shè)，使之為本地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供支撐和保障；

4）綜合管廊設(shè)計(jì)在確保運(yùn)行安全穩(wěn)妥可靠的基礎(chǔ)上，力求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、高效節(jié)能、管理維護(hù)方便；

5）最大限度地發(fā)揮工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

4 管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)

4.1 入廊管線

通常情況下，給水管道、電力電纜等都會(huì)被納入管廊內(nèi)。排水管道作為重力流，因受到坡度接入、引出高程的制約，需慎重考慮入廊，應(yīng)在有充分的規(guī)劃及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析的情況下納入管廊[1]。熱力管道為壓力管道，雖無坡度要求，但會(huì)發(fā)熱，且需要增加熱力補(bǔ)償器，根據(jù)規(guī)劃進(jìn)行具體考慮。燃?xì)夤艿酪蚱湟兹家妆奶匦砸话阈枰?dú)立設(shè)艙，與其他管線隔離。對(duì)于工業(yè)、煤氣、石油等特殊管道，目前不納入管廊[2]。

結(jié)合上述分析以及根據(jù)天水市市政管線規(guī)劃，入廊管線最終定為給水管、熱力管、電力及通信管線。

4.2 斷面形式及分艙設(shè)計(jì)

力管與電力管線不能同艙，因此，將10 kV 電力線與給水管合艙，為綜合艙；熱力管與通信管線合艙建設(shè)，為熱力艙。

管廊斷面尺寸需考慮艙室內(nèi)人行通道寬度大于1 m，凈高高于2.4 m，預(yù)留出各種閥門管件的安裝空間以及其他設(shè)備安裝及吊裝空間，同時(shí)，適當(dāng)留有未來管線規(guī)模擴(kuò)容的空間。

根據(jù)GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)規(guī)范》）中表5.3.6 對(duì)于管道與結(jié)構(gòu)凈距的要求，同時(shí)，考慮檢修通道和安裝熱力補(bǔ)償器的要求，將管廊高度定為3.2 m。寬度根據(jù)不同給水管道管徑和熱力管道管徑的采用不同寬度管廊的組合，綜合艙斷面內(nèi)尺寸為3.5 m×3.2 m、4.2 m×3.2 m，收納10 kV 電纜，可容納20 回路10 kV 電纜。綜合艙內(nèi)中間設(shè)置1.2 m 和1.4 m 的人員檢修通道。熱力艙分為4.8 m×3.2 m、5.4 m×3.2 m、6.2 m×3.2 m 共3 種斷面，容納熱力管道（DN800 mm、DN900 mm、DN1 000 mm、DN1 200 mm）、通信（4 排支架），同時(shí)，在管廊艙室內(nèi)預(yù)留管道增擴(kuò)容的條件。在綜合管廊頂板處，設(shè)置供水管道及附件安裝用的吊環(huán)，吊環(huán)間距4 m。圖1 為其中1 種斷面的標(biāo)準(zhǔn)斷面圖。

圖1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

綜合管廊橫斷面形式根據(jù)容納管道的性質(zhì)、容量、地質(zhì)、地形及施工方法可分為圓形、箱形、馬蹄形等斷面形式[3]。箱形斷面通常采用明挖法，且空間利用率較圓形斷面更高。本工程為現(xiàn)狀道路改造，道路改造、雨污水管線以及有軌電車鋪設(shè)均采用明挖法施作，因此，確定斷面為箱形結(jié)構(gòu)，便于施工。

在布置管廊斷面時(shí)，需考慮各入廊管線間的相容性和排斥性，同時(shí)，對(duì)廊內(nèi)空間布局進(jìn)行合理規(guī)劃，避免浪費(fèi)。由于熱

5 管廊的平面縱斷設(shè)計(jì)

5.1 平面設(shè)計(jì)

根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》綜合管廊宜設(shè)在機(jī)動(dòng)車道或綠化帶下[4]。本工程所處規(guī)劃道路為城市主干路，規(guī)劃道路紅線寬60 m，道路中心綠化帶寬12 m，根據(jù)上述管廊的斷面尺寸，本管廊具備設(shè)在道路中心綠化帶下的條件。管廊整體走向與道路走向一致，管廊與道路關(guān)系如圖2 所示。

圖2 綜合管廊道路橫斷面設(shè)計(jì)圖

根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》的要求，防火分區(qū)的最大距離不超過200 m，因此，管廊全線共分為67 個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)用防火墻分隔。防火墻及防火門與進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井結(jié)合設(shè)置，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)1 個(gè)進(jìn)風(fēng)口和1 個(gè)排風(fēng)口，通風(fēng)區(qū)間不超過400 m。同時(shí)，根據(jù)規(guī)范，逃生口間距不超過200 m，吊裝口設(shè)置間距不超過400 m，逃生口、吊裝口和通風(fēng)口結(jié)合設(shè)置。類似于傳統(tǒng)直埋式市政管線的支線和路口預(yù)留管線，根據(jù)當(dāng)?shù)厥姓こ坦芫€規(guī)劃，沿線設(shè)置給水電力綜合出線口和熱力電信綜合出線口。各管道出線口設(shè)穿墻套管，因此，管廊主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)應(yīng)預(yù)留洞口，便于后續(xù)管道安裝。管道安裝完成后，應(yīng)對(duì)套管與管道間縫隙進(jìn)行封堵及防水處理。本工程出線管預(yù)留位置與當(dāng)?shù)匾?guī)劃相結(jié)合，分別在路口處和地塊中心處預(yù)留。

除此之外，在特殊位置（如過河段），由于橋梁結(jié)構(gòu)與管廊沖突，管廊從距離橋墩一定距離處繞開，轉(zhuǎn)彎處需考慮預(yù)留管道轉(zhuǎn)彎空間。

5.2 縱斷面設(shè)計(jì)

縱斷面設(shè)計(jì)所需要考慮的主要因素有以下幾點(diǎn)：

1）坡度?？紤]排水溝的最小坡度為0.2%，排水溝坡度與管廊主體坡度相同，因此，管廊主體最小坡度為0.2%，最大坡度不宜超過10%，超過10%時(shí)，應(yīng)在人員檢修道設(shè)置臺(tái)階，為方便管道安裝運(yùn)輸及管廊投入使用后的日常檢修。本工程不設(shè)臺(tái)階，最大坡度確定為10%，同時(shí)，由于熱力管道的夾角需小于5°，管廊折點(diǎn)處的坡度需考慮管道折點(diǎn)夾角。

2）綜合管廊的覆土深度應(yīng)根據(jù)地下設(shè)施豎向規(guī)劃、行車荷載、綠化種植及設(shè)計(jì)凍深等因素綜合確定。由于本工程位于綠化帶下，有種植要求，結(jié)合出線井的設(shè)置，考慮抗浮、綠化種植以及預(yù)留地下空間等要求，標(biāo)準(zhǔn)段覆土不小于2.8 m。

3）管廊縱斷面整體走向與道路縱斷面應(yīng)基本一致，在路口處或有道路橫過路管處與雨污水管有交叉處，與為避免與重力流管道沖突，可采取局部下沉或上抬的形式通過。管廊中下穿河道處需考慮綜合管廊外頂距河底距離大于1.0 m。采用明挖法施工時(shí)，管線與廊體凈距需滿足《技術(shù)規(guī)范》表5.2.2 的要求。

4）附屬設(shè)施處需考慮較高的節(jié)點(diǎn)夾層頂板覆土大于凍土深度，若在機(jī)動(dòng)車道下，還需考慮道路結(jié)構(gòu)層和行車荷載。

5）出線分支口的出線管需避免與道路兩側(cè)重力流管線的沖突。

6）由于給水管道在高點(diǎn)需要設(shè)置排氣閥，在低點(diǎn)需要設(shè)置排泥閥，且反復(fù)出現(xiàn)折點(diǎn)對(duì)于壓力流管道的水力條件不佳，因此，盡量保持管廊的平順性。

6 管廊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

6.1 出線分支口設(shè)計(jì)

管廊分支口為綜合管廊重要節(jié)點(diǎn)，本項(xiàng)目沿相交道路及地塊中部適當(dāng)距離設(shè)置管廊分支口，均采用直埋出線方式，以滿足各種管線的出線需求。

6.2 通風(fēng)井

綜合艙、熱力艙每個(gè)通風(fēng)分區(qū)一端為進(jìn)風(fēng)井和進(jìn)風(fēng)亭，另一端為排風(fēng)井和排風(fēng)亭。相鄰?fù)L(fēng)分區(qū)的通風(fēng)井、風(fēng)亭合建，在管廊頂板上設(shè)置夾層，預(yù)留通風(fēng)孔口，每座通風(fēng)井處均預(yù)留電氣控制箱、配電箱等放置空間。

6.3 進(jìn)、排風(fēng)亭

進(jìn)、排風(fēng)亭均采用低矮風(fēng)亭，進(jìn)、排風(fēng)亭間距通過計(jì)算確定，一般不大于400 m。進(jìn)、排風(fēng)亭設(shè)置在道路綠化隔離帶或周邊綠地內(nèi)。風(fēng)亭采用水平防雨通風(fēng)百葉。風(fēng)亭百葉底部高出道路緣石0.3 m，以防止雨水倒灌。

6.4 逃生孔口

綜合管廊的事故人員逃生口結(jié)合通風(fēng)井和分支節(jié)點(diǎn)設(shè)置，間距不大于200 m。出地面逃生井蓋尺寸為1 m×1 m，逃生井蓋設(shè)置電子監(jiān)控系統(tǒng)。

6.5 吊裝口

綜合管廊內(nèi)的管線安裝是在管廊主體建設(shè)工程完成之后進(jìn)行，因此，需預(yù)留管道和設(shè)備的吊裝口，同時(shí)，吊裝口也是今后綜合管廊內(nèi)管線維修、更新的投放口。管廊吊裝口通過管廊上設(shè)置夾層形式進(jìn)行管道吊裝，設(shè)置間距不大于400 m。吊裝口設(shè)置頂部總吊裝口和夾層分吊裝口，其中，總吊裝口頂部通向在道路人行步道或綠化隔離帶內(nèi)，分吊裝口設(shè)置在管廊夾層中板上。

6.6 人員出入口、分控室及分配電室

綜合管廊的人員出入口主要用于供管廊維護(hù)人員進(jìn)入管廊進(jìn)行維修、檢修、搶險(xiǎn)。人員出入口間距不大于2 km，與地面相通。本項(xiàng)目人員出入口與分控室和分配電所合建。

7 排水系統(tǒng)

7.1 標(biāo)識(shí)系統(tǒng)

為便于綜合管廊內(nèi)部管線的分類管理、安全引導(dǎo)、警告警示而設(shè)置的銘牌或顏色標(biāo)識(shí)。包括管廊導(dǎo)向標(biāo)識(shí)、管線標(biāo)識(shí)、設(shè)備運(yùn)行標(biāo)識(shí)及安全提示，一般根據(jù)后期管理的需要設(shè)置。

7.2 排水系統(tǒng)

在綜合管廊的低點(diǎn)設(shè)置集水坑及自動(dòng)水位排水泵，在管廊底板單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置排水明溝，并通過明溝將管廊內(nèi)集水匯入集水坑，之后就近排入附近雨水井?？v坡隨管廊縱坡變化，且排水溝的縱向坡度不小于0.2%。潛水泵井壓力出水管穿出綜合管廊的構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)后接入附近污水井，出水管端頭設(shè)置帶破壞真空的逆止閥，管道坡度根據(jù)檢查井位置現(xiàn)場(chǎng)找坡，坡度不小于1%。

除此之外，附屬系統(tǒng)還包括通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、逃生系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、有害氣體及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控及安防系統(tǒng)、井蓋監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控中心等，對(duì)于管廊功能的發(fā)揮具有重要作用，是管廊必不可少的組成部分。

8 結(jié)語

隨著我國綜合管廊建設(shè)的日益推進(jìn)，采用綜合管廊使市政管線集約化，是城市現(xiàn)代化進(jìn)程的必然趨勢(shì)。設(shè)計(jì)者們應(yīng)該多向國內(nèi)外優(yōu)秀案例學(xué)習(xí)，吸收先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，并結(jié)合不同地域現(xiàn)階段發(fā)展的特點(diǎn)和遠(yuǎn)期規(guī)劃方向，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際特征，充分考慮管廊的長期使用和管廊的需要進(jìn)行細(xì)化、人性化設(shè)計(jì)。