經(jīng)典試點工程 | 成都多種斷面、復(fù)雜、集約綜合管廊
編者導讀:成都作為第二批國家綜合管廊試點城市,開工建設(shè)了約146km綜合管廊(含已建和在建)。特點如下:
▶針對不同路段的實際路況及入廊管線情況,分別采用了微型管廊(2.6m×1.8m)、單層四艙、雙層五艙、雙艙斷面型式,大大增加了設(shè)計難度;
▶草金路管廊創(chuàng)新性設(shè)計成微型管廊(2.6m×1.8m)形式,將給水、電力和通信管線集約化布置,微型管廊結(jié)構(gòu)采用工業(yè)化預(yù)制拼裝,降低了工程成本和施工難度;
▶將監(jiān)控中心和管廊出入口與地下停車場、地下車站、下穿隧道等市政和公共建筑項目集約化統(tǒng)籌合建,節(jié)約成本,減少占地,同時減少了對城市景觀的影響;
▶在五艙室綜合管廊進行了多功能節(jié)點集約化布置、通風口小型化設(shè)計;
▶對艙室連通節(jié)點、外露設(shè)施消隱化等進行了巧妙設(shè)計。
該管廊工程斷面型式多樣、設(shè)計思路具有創(chuàng)新性,作者對設(shè)計要點敘述詳細,并均附有詳圖,小編特推薦給大家借鑒。

作者簡介:鄭軼麗(1979- ),女,遼寧沈陽人,碩士,成都市市政工程設(shè)計研究院 高級工程師,分院副院長,從事城市地下管線、給排水工程、地下綜合管廊、污水處理廠工程設(shè)計及研究工作。
1項目概況
成都作為第二批國家綜合管廊試點城市,根據(jù)成都市的城市發(fā)展需求和建設(shè)特點,編制完成了《成都市地下綜合管廊設(shè)計導則》,開工建設(shè)了約146km綜合管廊(含已建和在建)。針對不同路段的實際路況及入廊管線情況,設(shè)計采用了不同的管廊斷面,草金路管廊、日月大道綜合管廊、IT大道綜合管廊和已投入運營的國家級新區(qū)天府新區(qū)雅州路綜合管廊分別采用了微型管廊(2.6m×1.8m)、單層四艙、雙層五艙、雙艙斷面型式,大大增加了設(shè)計難度。
草金路微型管廊位于成都市武侯區(qū),布置于道路兩側(cè),全長約6km。受地鐵建設(shè)、現(xiàn)狀管線密集等影響,道路下空間資源有限,因此試驗采用微型管廊型式(2.6m×1.8m)(見圖1)。微型管廊納入10kV電力、給水配水管、通信。

圖1 草金路微型管廊
日月大道綜合管廊位于成都市青羊區(qū),工程范圍為三環(huán)路~繞城高速,全長約5.5km。綜合管廊標準斷面采用四艙型式(見圖2),寬約13.4m,高約3.8m。入廊管線分別為:10kV電力、通信、配水、110kV及以上電力、DN1400輸水、再生水、燃氣。

圖2 日月大道綜合管廊
IT大道綜合管廊位于成都市金牛區(qū)和高新西區(qū),工程范圍為清水河~繞城高速,全長約5.7km。受現(xiàn)狀管線、征地拆遷制約,綜合管廊標準斷面采用雙層五艙型式(見圖3),寬約8.75m,高約7.8m。上層為燃氣艙(1號艙)、綜合艙(2號艙)、排水艙(3號艙,金牛段為雨水艙、高新段為污水艙),下層為輸水艙(4號艙)、高壓電力艙(5號艙)。其中,入廊管線種類為: 110kV及以上高壓電力電纜、10kV電力電纜、DN1400輸水管、配水管、 再生水管、通信線纜、排水(金牛段為雨水、高新段為污水)、燃氣管。

圖3 IT大道綜合管廊
雅州路綜合管廊位于成都國家級新區(qū)天府新區(qū)的核心區(qū)域,全長約2.4km。管廊采用雙艙,分別為1號艙和2號艙(見圖4),寬約10.1m,高約3.8m。1號艙的管線有10kV電力、通訊、配水管、再生水,2號艙的管線有輸水管、預(yù)留再生水、預(yù)留能源管?紤]到今后與遠期規(guī)劃干線綜合管廊相連時1號艙車行檢修的需求,在1號艙設(shè)置了車行檢修通道。

圖4 天府新區(qū)雅州路綜合管廊
2集約化布置設(shè)計
2.1 微型管廊
目前,在市政工程建設(shè)中,對工業(yè)化預(yù)制拼裝的要求越來越高,成都市人行道和綠道建設(shè)也開始大量采用預(yù)制板塊拼裝鋪設(shè)方式;谶@些原因,參考日本銀座共同溝的一些做法,在規(guī)范提出的三種綜合管廊形式外,試驗采用“微型管廊”形式。
微型管廊設(shè)計考慮容納10kV及以下等級的電力電纜、通信線纜、給水配水管或再生水配水管,采用淺埋溝道方式設(shè)計,在滿足管線安全布線的前提下,盡量緊湊布置廊內(nèi)空間,廊內(nèi)空間不考慮巡檢人員通行,廊內(nèi)也不考慮設(shè)置消防、通風等系統(tǒng)。微型管廊結(jié)構(gòu)采用工業(yè)化預(yù)制拼裝,管廊蓋板與人行道板合建,在出現(xiàn)事故搶險檢修時,均可揭開維護,不再進行傳統(tǒng)的土方挖填作業(yè),有利于城市環(huán)境的保護。在管廊沿線,電力電纜和通信線纜分支、穿線節(jié)點位置,配水管和再生水管閥門等位置設(shè)置尺寸較小的可開啟蓋板或運檢孔,滿足平時管線運營維護的需求,避免頻繁使用大型機具起吊管廊蓋板。微型管廊的使用一定程度上減小了在道路改擴建工程中綜合管廊建設(shè)的難度,也大大地節(jié)約了舊有管線的遷改費用,從而降低綜合管廊的投資成本。
2.2 監(jiān)控中心和綜合管廊出入口監(jiān)控中心和綜合管廊出入口是地下綜合管廊運營維護管理的核心設(shè)施,在規(guī)劃設(shè)計中,選址問題是一個爭論的焦點。把監(jiān)控中心和管廊出入口與其他市政和公共建筑項目集約化統(tǒng)籌合建是解決這個問題的一種思路。
在成都市地下綜合管廊建設(shè)試點中,根據(jù)每條管廊建設(shè)的區(qū)域特點,充分統(tǒng)籌和利用同步建設(shè)的其他市政項目的富余地下空間,采取集約化設(shè)計模式布置監(jiān)控中心,取得了較好的效果。比如:天府新區(qū)雅州路綜合管廊的監(jiān)控中心就與道路旁綠地下的公共地下停車場合建(見圖5);日月大道綜合管廊的監(jiān)控中心采用與地下BRT車站統(tǒng)籌合建方式。

圖5 天府新區(qū)雅州路綜合管廊監(jiān)控中心與公共地下停車場合建
3多功能節(jié)點設(shè)計
3.1 節(jié)點集約化布置
根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》的節(jié)點設(shè)計要求,綜合管廊的每個艙室應(yīng)設(shè)置人員出入口、逃生口、吊裝口、通風口、管線分支口。
按照規(guī)范的相關(guān)要求,敷設(shè)電力電纜的艙室和敷設(shè)燃氣管道的艙室,每個艙室的最大防火分隔間距為200m,同時每個艙室的每個防火分隔均應(yīng)設(shè)置1個逃生口、1個進風口、1個排風口(暫不考慮1個防火分隔內(nèi)只設(shè)1個通風口的情形);每2個防火分隔宜設(shè)置1個吊裝口。成都市試點的綜合管廊項目中,有較多項目包含了燃氣管道艙、高壓電力艙、綜合艙(含10kV電力)三艙。以三艙地下綜合管廊400m長為例(2個防火分隔),若每個艙室均單獨設(shè)置進風口、排風口、逃生口和吊裝口,節(jié)點的附屬設(shè)施數(shù)量見表1。三艙的地下綜合管廊,若每個艙室均單獨設(shè)置節(jié)點,就有21個孔口,其中高出地面的孔口達15個,對城市景觀造成較大影響。
表1 地下綜合管廊節(jié)點附屬設(shè)施數(shù)量統(tǒng)計
(以400m為例)
名稱 | 燃氣管道艙 | 高壓電力艙 | 綜合艙(含10kV電力) | 總計 |
進風口(高出地面) | 2 | 2 | 2 | 6 |
排風口(高出地面) | 2 | 2 | 2 | 6 |
逃生口(與地面齊平) | 2 | 2 | 2 | 6 |
吊裝口(高出地面) | 1 | 1 | 1 | 3 |
合計 | 7 | 7 | 7 | 21 |
名稱
燃氣管道艙
高壓電力艙
綜合艙
(含10kV電力)
總計
進風口
(高出地面)
排風口
(高出地面)
逃生口(與地面齊平)
吊裝口
(高出地面)
合計
21
綜合管廊內(nèi)多種管線集約布置,具有節(jié)省用地、檢修安裝方便、減少了車道上檢查井等優(yōu)點,但同時也衍生了外露孔口過多、對城市景觀影響較大等問題,這成為設(shè)計需要深入研究的一個問題。在多艙室綜合管廊設(shè)計中,采用設(shè)置多功能夾層方式,通過夾層的轉(zhuǎn)換,將除燃氣艙室以外的其他艙室的通風口、吊裝口、逃生口等設(shè)施集約布置于一體,同時在夾層的富余空間布置電器設(shè)備,這樣布置不僅提高了各節(jié)點附屬設(shè)施的利用效率,節(jié)約了空間,而且大大地減少了外露地面設(shè)施的數(shù)量。
以IT大道綜合管廊節(jié)點為例,每隔400m處的通風吊裝口如圖6所示,其中負一層為夾層空間,即為轉(zhuǎn)換空間;地面僅體現(xiàn)1處通風口、1處吊裝口和1處逃生口;僅有通風口高出地面不小于30cm。同時,將管線分支集約布置,管線分支口如圖7所示。管線分支口利用雙層結(jié)構(gòu)的特點,上層抬高后從上層的兩側(cè)分支,下層下沉后從下層的兩側(cè)分支。

圖6 IT大道綜合管廊節(jié)點集約化設(shè)計1(通風吊裝口)

圖7 IT大道綜合管廊節(jié)點集約化設(shè)計2(管線分支口)
3.2 風口小型化設(shè)計
在滿足安全和功能的前提下,為了減少人行道上通風口對城市景觀的影響,節(jié)點內(nèi)通風口的小型化成為我們研究的另一個重要內(nèi)容。按照每隔200m一個防火分區(qū),進風與排風間隔設(shè)置,以IT大道綜合管廊(五艙室)的通風計算為例,除去1號艙(燃氣管道艙),分別采用同時通風和多艙室輪換通風進行比較(見圖8),具體計算結(jié)果見表2。

圖8 2、3、5號艙與4號艙輪換通風
表2 IT大道地下綜合管廊通風計算結(jié)果

可以看出,2號艙、3號艙、5號艙風機開啟時4號艙風機關(guān)閉,或者4號艙風機開啟時2號艙、3號艙、5號艙風機關(guān)閉,輪換通風比2號艙、3號艙、4號艙、5號艙同時通風,通風口面積優(yōu)化1.2m2,減少了40%。
經(jīng)過上述分析,多艙室地下綜合管廊,可以根據(jù)各個艙室的單個防火分區(qū)面積,合理安排不同艙室的輪換通風,以期最大程度的減少通風口面積,減小外露孔口尺寸,從而減小對城市景觀的影響。
3.3 艙室連通節(jié)點設(shè)計
目前成都市作為試點項目的綜合管廊基本為多艙室,并且在有需求有條件的艙室設(shè)有車行檢修通道。對于有車行檢修通道的艙室來說,通過設(shè)置這類艙室連通通道,可以實現(xiàn)綜合管廊各艙室共享車行檢修通道。
以成都市天府新區(qū)雅州路綜合管廊為例。該綜合管廊為雙艙布置,分別為1號艙(水電信綜合艙)和2號艙(輸水艙)。為讓2號艙共享使用1號艙的車行檢修通道,大約每500m設(shè)置兩個艙室的連通節(jié)點,在連通節(jié)點上設(shè)置防火門,確保各防火分區(qū)的分隔,見圖9。該艙室連通節(jié)點僅通過局部加高便實現(xiàn)了相鄰艙室的連通,利用較少的工程投資,實現(xiàn)綜合管廊各艙室共享車行檢修通道。雅州路綜合管廊運營后,該通道的使用頻率極高。

圖9 天府新區(qū)雅州路綜合管廊艙室連通節(jié)點
4外露設(shè)施消隱化設(shè)計
對于綜合管廊的吊裝口,滿足管道安裝和更換需求的吊裝口長度至少6米(單節(jié)管道長度),寬度根據(jù)管徑進行控制。若吊裝口在人行道露出地面,不僅占據(jù)人行道的寬度,影響人行道的使用功能,而且極大的破壞了人行道的景觀。我院與管線權(quán)屬單位和運行維護單位就管線安裝及后期運行維護過程中可能出現(xiàn)的問題進行分析與統(tǒng)計,得出如下結(jié)論:
(1)大管徑管道能與土建施工同步進行,可以解決利用吊裝口初次安裝的問題。
(2)按照規(guī)范相關(guān)要求,成都市綜合管廊內(nèi)壓力管道采用鋼管、重力流污水管道采用球墨鑄鐵管道、燃氣管道采用無縫鋼管,管道設(shè)計使用壽命均達到50年以上,在使用壽命周期內(nèi)合理監(jiān)控和保養(yǎng),大規(guī)模更換管道的概率很小,大型吊裝口的使用頻率非常低。
(3)目前據(jù)統(tǒng)計,供水管道爆管和燃氣管漏氣等問題,多數(shù)是由于道路改造過程中無法對其準確定位,施工開挖對其造成的破壞;排水管道的漏水主要是塑料管道自身的變形和鋼筋混凝土管道的腐蝕。對于管道與閥門或檢查井的節(jié)點,大多由腐蝕及沉降等問題導致漏水。管道入廊后,通過加強日常監(jiān)控和保養(yǎng)維護,可盡量避免爆管和節(jié)點漏水,因此大型吊裝口的使用頻率非常低。
因此,成都市為減少大型吊裝口對城市地面景觀的影響,對在人行道下的大型吊裝口,采用防水封閉于人行道結(jié)構(gòu)以下的做法,并在地面上設(shè)置明顯的標識,進一步減少地面構(gòu)筑物。同時,通風口集約了小型吊裝口的功能,平時檢修和維護僅用通風口。只有對管道進行大規(guī)模更換時才啟用大型吊裝口(見圖10、圖11)。

圖10 外露設(shè)施消隱化處理方式一

圖11 外露設(shè)施消隱化處理方式二
5重力流污水管道入廊設(shè)計
重力流污水管道的設(shè)計受限條件較多,一般情況下,“管道埋設(shè)深度為4~6米、管道坡度與道路坡度接近”的重力流污水管道入廊較為經(jīng)濟合理,也有利于整個綜合管廊的統(tǒng)籌設(shè)計。
重力流污水管道入廊設(shè)計,需要重點解決支管接入、管道檢修、污水管內(nèi)排氣、運行安全等問題。結(jié)合成都市綜合管廊建設(shè)試點經(jīng)驗,應(yīng)注意以下幾點:
(1)入廊的污水管道首先必須保證有良好的排放條件,不能出現(xiàn)排水出路不暢,管道帶壓運行的情況。
(2)污水管道進入綜合管廊前,應(yīng)設(shè)置檢修閘門(閘槽)和沉泥井。
(3)廊內(nèi)污水管道,在管道交匯處、轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處、跌水處以及直線管段每隔一定距離處設(shè)置檢查井。在支管接入、轉(zhuǎn)彎、跌水處的檢查井應(yīng)為升頂檢查井,即升出廊體至地面,兼做排氣用,升頂檢查井間距不大于200米;其余檢查井可采用密封井形式,不再設(shè)置通氣管(見圖12)。污水管道的檢修可在廊內(nèi)進行,清掏則通過升頂檢查井來進行。若升頂檢查井無法清掏,或者廊內(nèi)檢修有必要時,則可通過打開廊內(nèi)的密封井進行相關(guān)操作。打開密封井前,相鄰的兩端升頂檢查井應(yīng)提前打開通風。隨后,涉及的通風區(qū)間、相鄰兩端通風區(qū)間也應(yīng)打開通風,工作人員做好防護措施后,方能進入開啟密封井。

圖12 成都入廊污水管道檢查井做法
(4)相交道路污水管道采用管頂平接方式接入廊內(nèi)污水管道;用戶預(yù)留支管采用跌水方式接入,數(shù)量不超過3條,并考慮設(shè)置沉泥槽。
(5)廊內(nèi)的污水管道和檢查井建設(shè)完成后,必須進行閉水試驗。
本文詳細內(nèi)容參見2019年1月《中國給水排水》第2期《成都地下綜合管廊復(fù)合型集約化總體設(shè)計》,作者:鄭軼麗,謝魯,曾小云;單位:成都市市政工程設(shè)計研究院
該文標準引用格式:
鄭軼麗,謝魯,曾小云. 成都地下綜合管廊復(fù)合型集約化總體設(shè)計[J]. 中國給水排水,2019,35(2):72-78.
Zheng Yili, Xie Lu, Zeng Xiaoyun. General design of composite intensive underground urban utility tunnel in Chengdu[J]. China Water & Wastewater, 2019,35(2):72-78 (inChinese).
編輯:孔紅春
制作:文凱
官方網(wǎng)站:www.cnww1985.com