城市綜合管廊經(jīng)濟(jì)斷面空間設(shè)計(jì)研究

袁飛楊， 劉永剛

(1.浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311200；2.中國鐵路蘭州局集團(tuán)公司蘭州高鐵基礎(chǔ)設(shè)施段，甘肅 蘭州 730000)

0 引 言

自2014年財(cái)政部、住建部開展關(guān)于城市綜合管廊試點(diǎn)工作以來，我國管廊建設(shè)突飛猛進(jìn)，至今全國共2批25個(gè)城市被確定為地下綜合管廊的試點(diǎn)城市，且管廊建設(shè)由試點(diǎn)城市逐步推廣至各大中城市。截至目前，全國在管廊建設(shè)上的投資累計(jì)已突破2 145億元[1]，僅2019年新建管廊項(xiàng)目就超過百個(gè)。在管廊建設(shè)項(xiàng)目火熱推進(jìn)背景下，我國城市綜合管廊建設(shè)還存在著若干問題，如建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善、設(shè)計(jì)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化流程、設(shè)計(jì)過程多學(xué)科交叉等?，F(xiàn)結(jié)合某市綜合管廊經(jīng)濟(jì)斷面空間設(shè)計(jì)開展研究，對(duì)其設(shè)計(jì)過程中的若干問題進(jìn)行探討，為同類設(shè)計(jì)提供參考。

1 入廊管線確定

根據(jù)某市城市總體規(guī)劃及綜合管廊專項(xiàng)規(guī)劃，確定入廊管道及纜線主要為DN600燃?xì)夤?、DN300燃?xì)夤堋N400給水管、DN300中水管、10 kV電力線纜、110 kV電力線纜、220 kV電力線纜及通信線纜等8個(gè)類別。

2 管廊經(jīng)濟(jì)斷面空間設(shè)計(jì)

2.1 斷面形式的比選

本項(xiàng)目管廊建設(shè)位于城市新區(qū)，地面以上構(gòu)筑物較少，為減少建設(shè)成本，采用明挖現(xiàn)澆施工為主，同時(shí)輔以頂管施工。目前國內(nèi)管廊建設(shè)項(xiàng)目中，管廊斷面主要分為矩形斷面、圓形斷面、異形斷面三種類型，其中矩形斷面與其他類型斷面相比，管廊艙室內(nèi)部空間的利用率更高，在頂管施工中其造價(jià)也更具有競爭力。同時(shí)鑒于實(shí)際施工的便捷性，經(jīng)綜合考慮，管廊斷面形式確定為矩形斷面。

2.2 管廊艙室劃分

入廊管線中包含燃?xì)?、高壓電力等具有較高安全風(fēng)險(xiǎn)的管線，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廊內(nèi)的空間布置。其中，燃?xì)夤艿佬鑶为?dú)設(shè)艙；高壓電力線纜不能與通信線纜同側(cè)敷設(shè)[2]，且考慮到高壓電纜運(yùn)營維護(hù)的特殊環(huán)境，宜將高壓電纜單獨(dú)設(shè)艙；中低壓電纜、通信線纜、給水管、中水管可集中在綜合艙中。因此，本管廊可按照多艙管廊進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)，劃分為燃?xì)馀?、高壓電力艙、綜合艙共3個(gè)艙室。

2.3 管廊艙室空間的設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范[2]，管廊內(nèi)艙室空間主要由入廊管線安裝維護(hù)空間和檢修人員、機(jī)具通行空間構(gòu)成。

2.3.1 入廊管線安裝維護(hù)空間

入廊管線安裝維護(hù)空間主要是為保證管線的正常安裝及運(yùn)營所必需的維護(hù)作業(yè)而預(yù)留的空間，由于管廊建設(shè)造價(jià)昂貴，通常會(huì)考慮遠(yuǎn)期規(guī)劃，將艙室斷面空間遵循必須且合理原則，對(duì)于不同類型的管廊按最經(jīng)濟(jì)尺寸設(shè)計(jì)。

(1) 燃?xì)馀摚篋N600燃?xì)夤堋N300燃?xì)夤芫鶠闊o縫鋼管，且為焊接連接，在艙室內(nèi)設(shè)支墩雙側(cè)敷設(shè)布置。管道安裝凈距如圖1所示。參考表1可得DN600燃?xì)夤馨惭b一側(cè)凈距指標(biāo)：b1取值500 mm，a取值500 mm，b2取值800 mm。同理，可得DN300燃?xì)夤馨惭b一側(cè)凈距指標(biāo)：b1取值400 mm，a取值400 mm，b2取值800 mm。

圖1 管道安裝凈距

表1 綜合管廊安裝凈距

(2) 高壓電力艙：考慮未來城市發(fā)展需要，將220 kV高壓線纜、110 kV高壓線纜按照多層雙側(cè)布置。為保證電纜正常敷設(shè)與固定，層間垂直距離應(yīng)滿足《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50217—2018)的規(guī)定[3]。其中，220 kV高壓線纜的支架的安裝設(shè)計(jì)，按照單層3根電纜布置，按照長度975 mm設(shè)計(jì)，共布置3層，層間距離設(shè)定為450 mm；110 kV高壓線纜的支架的安裝設(shè)計(jì)，按照單層3根電纜布置，支架長度取為700 mm，共布置3層，高壓線纜支架層間距離設(shè)定為350 mm。

(3) 綜合艙：綜合艙中，按照多層雙側(cè)布置，由低到高依次放置N400給水管、DN300中水管、10 kV電力線纜、通信線纜等。線纜支架長度取值700 mm，支架間豎直間距取值350 mm。

2.3.2 檢修人員、機(jī)具通行空間

為保障檢修人員、機(jī)具正常通行，燃?xì)馀搩?nèi)檢修通道凈寬取值1 m；高壓電力艙內(nèi)檢修通道凈寬取值1 m；綜合艙內(nèi)配備檢修車，通道寬度取值2.2 m。城市綜合管廊高度h不低于2.4 m[2]。為保證人員正常進(jìn)出空間使用，綜合考慮確定管廊斷面各艙室寬度和高度如下：

(1) 燃?xì)馀摚鹤钚挾萣燃min=0.5+0.6+1+0.3+0.4=2.8 m，最小高度h燃min=0.5+0.6+0.8=1.9 m。

(2) 高壓電力艙：最小寬度b電min=0.7+1+0.975=2.675 m，最小高度h電min=0.55×4=2.2 m。

(3) 水信電綜合艙：最小寬度b綜min=0.5+0.4+2.2+0.3+0.4=3.8 m，最小高度h綜min取N400給水管一側(cè)，可得h綜min=0.5+0.4+0.8+0.35×3=2.75 m。

綜合以上，可得管廊經(jīng)濟(jì)斷面寬度b=2.8+2.675+3.8=9.275 m，高度h為2.75 m。考慮到后期運(yùn)營的實(shí)用性及未來空間的拓展，管廊斷面只能在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大而不能減小。管廊斷面設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 管廊斷面設(shè)計(jì)圖

3 結(jié) 論

(1) 管廊作為市政基礎(chǔ)設(shè)施，設(shè)計(jì)使用年限為100年，在前期設(shè)計(jì)建造中需兼顧經(jīng)濟(jì)性與區(qū)域未來發(fā)展要求，可考慮在艙室兩側(cè)均設(shè)支架，以增大斷面利用率，為未來市政管線敷設(shè)預(yù)留空間。

(2) 城市綜合管廊設(shè)計(jì)規(guī)范尚待完善。管廊內(nèi)敷設(shè)管線種類多樣，包括電力、通信、燃?xì)?、熱力等，現(xiàn)有規(guī)范需進(jìn)一步細(xì)化完善，以保證工程建設(shè)質(zhì)量。

(3) 管廊斷面內(nèi)部空間設(shè)計(jì)過程中，按照規(guī)范取極限值構(gòu)成的理論空間為符合規(guī)范的最經(jīng)濟(jì)空間，最終方案空間只能擴(kuò)大而不能縮小。