世博文化公園綜合管廊改造工程設(shè)計方案研究

孫繼成

[上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海市 200125]

0 引 言

綜合管廊，又稱“綜合管道”或“共同溝”，指建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施[1]。從1994 年的上海張楊路綜合管廊算起，綜合管廊在國內(nèi)的發(fā)展已有29 年。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，綜合管廊項目建設(shè)在全國各地如火如荼的開展。截止到2021 年底，我國綜合管廊建成里程數(shù)達到6 707 km，其中2021 年新建綜合管廊為1 800 km[2]，城市綜合管廊的建設(shè)已成為衡量城市發(fā)展水平的重要標志[3]。

近年來，北京、上海等超大型城市的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出由增量發(fā)展向存量更新轉(zhuǎn)變的風向，城市用地變得越來越精細化[4]。一些早期建設(shè)的市政設(shè)施如綜合管廊與城市更新發(fā)展之間出現(xiàn)沖突的現(xiàn)象時有發(fā)生，如何因地制宜的開展綜合管廊建設(shè)，平衡已建綜合管廊與城市發(fā)展之間的矛盾也是今后綜合管廊改造工程中需要面對的重要問題。本文以世博文化公園綜合管廊改造工程為例，對城市更新過程中遇到的綜合管廊改造設(shè)計方案和要點進行了介紹，以供相關(guān)設(shè)計人員參考。

1 工程概況

現(xiàn)狀世博綜合管廊建于2009 年，綜合管廊沿博成路、國展路、后灘路、白蓮涇路敷設(shè)，其中國展路（夏滌路—高科西路）為雙艙，其余為單艙。總長為6.4 km，其中打浦路隧道和上南路段為管線直埋敷設(shè)。敷設(shè)有電力、通信電纜和給水管線，主要為沿線地塊提供市政供應(yīng)服務(wù)的管線提供通道，定位為支線型綜合管廊（見圖1）。

圖1 世博浦東園區(qū)綜合管廊現(xiàn)狀示意圖

根據(jù)最新區(qū)域控規(guī)，現(xiàn)狀世博管廊（夏滌路以東段）所在區(qū)域位于規(guī)劃世博文化公園范圍內(nèi)，該公園是上海市重大文化體育設(shè)施建設(shè)項目，建成后，將成為上海中心城區(qū)黃浦江沿岸的生態(tài)地標。園區(qū)內(nèi)部需要進行大規(guī)模的公園景觀建設(shè)，原有的土地性質(zhì)也發(fā)生變化，僅保留包括大歌劇院、溫室和保留世博場館群為主的建筑群。

為了保證世博文化公園綠化景觀的連續(xù)性以及滿足地區(qū)規(guī)劃調(diào)整對綜合管廊的要求，規(guī)劃提出園區(qū)內(nèi)的綜合管廊除保留夏滌路以東段（博成路）和薈萃110 kV 變電站以東段（國展路）外，其余予以拆除。同時規(guī)劃沿夏滌路（博成路至國展路段）建設(shè)綜合管廊，以滿足保留綜合管廊環(huán)形運行的要求（見圖2），這也是本工程研究的背景。

圖2 規(guī)劃新建綜合管廊平面示意圖

2 總體方案

2.1 改造工程整體原則

結(jié)合公園設(shè)計方案及周邊建構(gòu)筑物保留情況，本次改造工程遵循的整體原則為：

（1）確保施工期間保留段管廊使用功能的完整；

（2）不能影響園區(qū)內(nèi)近期保留設(shè)施的正常運行。

2.2 改造工程時序安排

由于園區(qū)施工進度安排的不同，世博文化公園綜合管廊改造工程難以同步實施完畢，按照實施先后順序主要分為三個子項，見圖3。

圖3 綜合管廊改造示意圖

（1）連通工程：對廢棄段和保留段管廊的拆除端口處進行系統(tǒng)切割和連通，確保后續(xù)施工期間夏滌路東側(cè)現(xiàn)狀保留段管廊的正常運行。

（2）處置工程：對夏滌路西側(cè)廢棄段管廊進行拆除，確保公園項目的實施。處置現(xiàn)狀綜合管廊長度約1 990 m。

（3）新建工程：新建夏滌路（博成路—國展路）綜合管廊，與保留段綜合管廊連接，從而形成管廊環(huán)路，發(fā)揮世博片區(qū)綜合管廊的服務(wù)功能。新建綜合管廊長度約380 m。

3 改造工程設(shè)計方案

3.1 綜合管廊連通工程

本次設(shè)計時，為保證夏滌路西側(cè)綜合管廊拆除后保留段綜合管廊的正常使用，需要先進行綜合管廊內(nèi)部各機電系統(tǒng)的連通。在進行綜合管廊切割位置選取時，結(jié)合不同機電系統(tǒng)的分區(qū)方式進行選取，以減少機電系統(tǒng)的連通工作量。切割位置確定為原通風口（即防火分區(qū)處）處，從而保留完整的防火分區(qū)、通風分區(qū)以及排水分區(qū)，僅需考慮照明、供電以及監(jiān)控報警系統(tǒng)的連通。

供電系統(tǒng)部分，由于公園的實施，2 座原分變電站被拆除，為了保證由原分變電所供電的保留段管廊的正常運行，于夏滌路南北兩側(cè)分別新設(shè)一處動力配電裝置電源，用于向該部分管廊供電，待后期新建管廊建成后拆除。

監(jiān)控及報警系統(tǒng)則采用線路臨時性反向貫通的方式進行環(huán)通。利用保留段綜合管廊通信線路反向貫通，形成環(huán)網(wǎng)。

3.2 綜合管廊處置工程

拆除段現(xiàn)狀綜合管廊為單艙，平均埋深約2.2 m。處置范圍為：博成路0+000～0+924.1，國展路0+540～1+391.9，后灘路0+047～0+490。除去部分直埋段管線，總拆除長度約為1 990 m。

綜合管廊處置工程可以分成土建部分和機電部分，工序為先拆除機電系統(tǒng)，后拆除土建部分。

（1）機電系統(tǒng)處置

根據(jù)各機電系統(tǒng)的功能特性及施工安全的考慮，不同系統(tǒng)的拆除順序依次為：監(jiān)控及報警系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。施工時按照順序予以拆除即可。

（2）土建部分處置

若僅拆除綜合管廊突出地面的上部結(jié)構(gòu)和地下夾層部分，則可能對后續(xù)工程實施產(chǎn)生障礙，增加二次拆除費用；若按照土建結(jié)構(gòu)全部拆除模式，則可能會加大工程費用。因此在對現(xiàn)狀綜合管廊進行拆除時，需要結(jié)合工程所在地實際情況，對綜合管廊的拆除方式進行精細化設(shè)計。本次綜合管廊處置共涉及約1 900 m 的綜合管廊，結(jié)合世博文化公園設(shè)計方案，其中約270 m 現(xiàn)狀綜合管廊位于規(guī)劃景觀湖區(qū)域，約300 m 現(xiàn)狀綜合管廊位于規(guī)劃地下室區(qū)域，約1 420 m 現(xiàn)狀綜合管廊位于公園填挖方區(qū)域（即設(shè)計標高與現(xiàn)狀標高不一致區(qū)域）。因此處置方案可根據(jù)綜合管廊所處區(qū)域的不同分為部分挖除、全挖除和填埋三種處置方式。

a. 部分挖除

部分挖除主要針對處于規(guī)劃景觀湖區(qū)域的綜合管廊。景觀湖湖底標高0.30 m，湖面常水位2.80 m，綜合管廊平均頂標高2.30 m，與景觀湖沖突。對位于公園湖底以上部分的綜合管廊結(jié)構(gòu)予以拆除，湖底以下部分結(jié)構(gòu)保留，利用湖區(qū)開挖土方原地回填內(nèi)部空倉至湖底標高。該段管廊處置施工與公園湖泊開挖同步進行，節(jié)約施工成本。

b. 全挖除

全挖除主要針對處于規(guī)劃地下室區(qū)域。由于兩者在高程上存在沖突，為了避免綜合管廊土建結(jié)構(gòu)對后續(xù)地下室開挖施工造成影響，該段綜合管廊采取土建結(jié)構(gòu)全部拆除的方式進行處置。

c. 填埋

填埋主要針對位于公園填挖方區(qū)域的現(xiàn)狀綜合管廊。這部分綜合管廊采取整體回填的方式，將頂板開洞后，向內(nèi)部空腔回填50%棄渣結(jié)合50%氣泡混合輕質(zhì)土，頂板以上回填部分回填土應(yīng)滿足綠化種植要求，以滿足公園綠化的需求。

經(jīng)測算，這種分區(qū)處置的拆除方式相比于全拆除的拆除方式就工程費用方面節(jié)約工程費用約50%。

3.3 綜合管廊新建工程

新建夏滌路綜合管廊功能定位為支線型綜合管廊，同時考慮到與原有管廊的銜接，因此采用單艙斷面形式，外結(jié)構(gòu)尺寸與現(xiàn)狀單艙管廊一致，即3.3 m×3.8 m（見圖4）。新建綜合管廊長度約380 m。入廊管線與現(xiàn)狀綜合管廊一致，具體為：1 根DN300 給水管、24 孔通信線纜、21 孔10 kV 電力線纜。

圖4 夏滌路管廊艙型圖（單位：mm）

考慮到夏滌路道路東側(cè)為盧浦大橋，其下部承臺較大，難以布置綜合管廊，同時由于夏滌路不設(shè)置綠化帶，因此綜合管廊設(shè)置在夏滌路西側(cè)人行道下方。綜合管廊西側(cè)結(jié)構(gòu)邊線與道路紅線西邊線重疊，上部覆土按不少于3.0 m 控制。綜合管廊附屬設(shè)施如通風口、吊裝口、逃生口、管線分支口等均結(jié)合行道樹綠化隔離帶進行設(shè)置。消防、監(jiān)控等系統(tǒng)接入保留段綜合管廊系統(tǒng)。

本工程以不大于400 m 設(shè)通風區(qū)間，以不大于200 m 設(shè)防火區(qū)間，每約1.5 km 設(shè)分變電所。在每個通風區(qū)間兩端設(shè)通風口，每個防火區(qū)間內(nèi)設(shè)逃生口，分變電所及通風區(qū)間兩端的逃生口與通風口合建，通風口等露出地面部分需與公園景觀相結(jié)合，采用清水混凝土樣式。本工程綜合管廊節(jié)點有：吊裝口、管線分支口、通風口、逃生口、交叉節(jié)點等。吊裝口、通風口、逃生口等節(jié)點合并設(shè)置，節(jié)點數(shù)量見表1。

表1 節(jié)點數(shù)量表

本次新建380 m 綜合管廊共分為4 個防火分區(qū)，其中防火分區(qū)1 和4 與保留段綜合管廊防火分區(qū)對接（見圖5）。消防系統(tǒng)方面，保留段綜合管廊消防采用臨時高壓水噴霧系統(tǒng)，新建綜合管廊按新的設(shè)計標準，選用超細干粉滅火系統(tǒng)，采用全淹沒保護系統(tǒng)，按中危險級設(shè)計。對于部分與新建綜合管廊處于同一防火分區(qū)的保留段綜合管廊，保留原消防系統(tǒng)，同時增設(shè)超細干粉滅火系統(tǒng)，保護范圍向保留段綜合管廊延伸5 m。

圖5 新建管廊防火分區(qū)示意圖

由于本段綜合管廊長度較短，且保留段綜合管廊已建有管理中心，因此新建綜合管廊監(jiān)控及報警系統(tǒng)按納入保留段綜合管廊管理中心統(tǒng)一管理考慮。由于保留段綜合管廊建設(shè)距今已有十余年，因此在設(shè)計時需要考慮供電和監(jiān)控報警系統(tǒng)標準與現(xiàn)行標準有所差異，產(chǎn)品標準也有所不同。若在改造綜合管廊時同步更新保留段綜合管廊機電系統(tǒng)，則會產(chǎn)生較大的成本。經(jīng)過與現(xiàn)狀綜合管廊權(quán)屬單位、運維管理單位的溝通，供電系統(tǒng)部分由控制中心引出新建10 kV 纜線進行供電，并形成環(huán)網(wǎng)，監(jiān)控及報警系統(tǒng)單獨接入現(xiàn)狀綜合管廊管理中心?，F(xiàn)狀綜合管廊管理中心同步進行擴容，增設(shè)弱電柜、供電等配套設(shè)施以滿足新增系統(tǒng)的接入。

4 關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計

新建綜合管廊在夏滌路- 博成路、夏滌路- 國展路交叉結(jié)點需要與保留段綜合管廊進行接艙。與新建工程不同，在進行新舊管廊對接時需要考慮設(shè)計方案對于綜合管廊原有結(jié)構(gòu)以及防水的影響，需要在不破壞保留段綜合管廊結(jié)構(gòu)和功能的前提下予以接入。

在北側(cè)夏滌路與博成路連接節(jié)點處，新建綜合管廊和保留段綜合管廊均為單艙，將連接節(jié)點處保留段綜合管廊南側(cè)土建結(jié)構(gòu)進行拆除，西側(cè)予以封堵，北側(cè)土建結(jié)構(gòu)予以保留，同時在節(jié)點北側(cè)和西側(cè)預(yù)留管線分支口以供管線接入需求（見圖6）。廊內(nèi)通信管線、給水管線沿新建管廊東側(cè)鋪設(shè)，電力管線沿夏滌路管廊西側(cè)鋪設(shè)，均順接至保留段博成路管廊。

圖6 新建夏滌路與博成路節(jié)點示意圖

在南側(cè)夏滌路與國展路連接節(jié)點處，保留段綜合管廊為雙艙，分為電力艙和綜合艙，新建綜合管廊為單艙（綜合艙）。綜合管廊內(nèi)共有三類管線需要接入，其中信息和給水管道需要接入國展路綜合艙，電力纜線需要接入國展路電力艙。若采用與博成路相交節(jié)點類似的處理方式，破除靠近新建綜合管廊一側(cè)的側(cè)墻和頂板，但是由于該節(jié)點西側(cè)仍有部分綜合管廊予以保留，該種施工方式需要在保留段綜合管廊中間位置破除側(cè)墻和頂板，對于保留段綜合管廊主體結(jié)構(gòu)破壞較大，也對新舊綜合管廊接合處防水也提出了更高要求。

考慮到博成路與夏滌路路口有管線出入要求，需要設(shè)置管線分支口，因此對夏滌路- 博成路節(jié)點采用外包結(jié)構(gòu)+ 局部開孔的方式進行處理（見圖7）。根據(jù)廊內(nèi)管線連通需求，于保留段綜合管廊北側(cè)墻體開方孔進行信息管線的連接，于頂板開圓孔進行給水管道的連接。電力纜線方面，在保留段管廊綜合艙和電力艙頂板上方施做一圈外部結(jié)構(gòu)墻體，凈高為1.5 m，形成頂板上方抬升區(qū)域，電力纜線經(jīng)新建綜合管廊從上方跨越保留段管廊，經(jīng)國展路綜合管廊電力艙頂部開孔向下。同時頂板上方施做的外包結(jié)構(gòu)兼做管線分支口，滿足綜合管廊的進出線要求，給水管道和電力纜線直接從頂部空間接出，保留段綜合艙頂板開孔以便信息管線經(jīng)管線分支口接出。該種接艙方式最大限度的減少了對于保留段管廊本體結(jié)構(gòu)的破壞，同時保證了綜合管廊新舊結(jié)構(gòu)接合的防水效果。

圖7 新建夏滌路與國展路節(jié)點示意圖

5 結(jié) 語

本文以世博文化公園綜合管廊改造工程為例，較為系統(tǒng)的論述了世博文化公園綜合管廊改造過程中涉及的連通、處置及新建三個階段，并對各個階段中的設(shè)計方案進行了介紹。本工程共計處置原綜合管廊長度約1 900 m，新建綜合管廊長度約380 m，工程實施完成后新建綜合管廊將與現(xiàn)狀綜合管廊融合，形成夏滌路- 博成路- 白蓮涇路- 國展路的新綜合管廊環(huán)狀體系，為保障世博濱江地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展保駕護航。

設(shè)計方案充分考慮了工程周邊復(fù)雜的客觀條件以及世博文化公園的同步實施進度，遵循分階段實施，因地制宜的原則，在滿足現(xiàn)有城市更新開發(fā)需求的基礎(chǔ)上，保留了現(xiàn)狀綜合管廊的功能，減少了對其正常運行的影響，同時降低了工程的施工成本，具有較強的可實施性，望為后續(xù)相似工程提供參考。