本文摘要：【摘要】以漢中市中心城區(qū)漢寧路綜合管廊工程為例，闡述了綜合管廊的設(shè)計內(nèi)容和方法。詳細介紹了其平面和豎向布置、管線出艙口、結(jié)構(gòu)防水、基坑支護、供配電、自控、照明、消防、排水、通風的設(shè)計，可供類似項目作為參考。 【關(guān)鍵詞】綜合管廊;防火分區(qū);基坑支護;附屬
【摘要】以漢中市中心城區(qū)漢寧路綜合管廊工程為例，闡述了綜合管廊的設(shè)計內(nèi)容和方法。詳細介紹了其平面和豎向布置、管線出艙口、結(jié)構(gòu)防水、基坑支護、供配電、自控、照明、消防、排水、通風的設(shè)計，可供類似項目作為參考。
【關(guān)鍵詞】綜合管廊;防火分區(qū);基坑支護;附屬設(shè)施
1引言
綜合管廊是21世紀我國新型城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代化的重要標志之一[1]，它避免了由于埋設(shè)或維修管線而導(dǎo)致路面重復(fù)開挖的問題，還為規(guī)劃發(fā)展需要預(yù)留了寶貴的地下空間�？萍疾�、住建部都已把綜合管廊作為新城建設(shè)、舊城全面改造的一項市政管線綜合布置的新科技做深入地研究和推廣。隨著漢中市城市化進程的加快，城市地下管線建設(shè)發(fā)展非常迅猛，但隨之而來的地下管線管理問題也越來越多。
施工破壞地下管線造成的停水、停氣、停電以及通信中斷事故頻發(fā);“馬路拉鏈”現(xiàn)象已經(jīng)成為城市建設(shè)的痼疾;地下管線引發(fā)的問題已成為城市百姓心中難以消除的痛。漢中市中心城區(qū)漢寧路管廊項目建設(shè)就是貫徹落實《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》(國辦[2015]61號)，做好地下綜合管廊建設(shè)項目，可以節(jié)約利用地下空間、防止道路反復(fù)開挖、增強地下管線的防災(zāi)能力[2]。
2工程概況
漢中市漢寧路是位于中心城區(qū)的一條城市主干路，道路全長為8728m，規(guī)劃道路紅線寬度為50m，道路下規(guī)劃有污水、雨水、給水、燃氣、電力和通信。
3總體設(shè)計
3.1入廊管線確定
本次納入綜合管廊的管線有給水、電力和通信管線。雨水管線與污水管線管徑較大，雨污水管線排水為重力流，對城市地形要求較高，由于道路不可能一直順坡，進入綜合管廊必然會增加綜合管廊的埋深，且很難滿足排放的坡度和坡向，需要中途設(shè)置較多加壓泵站，增加重力管線接入的難度。根據(jù)規(guī)范要求[3]，燃氣管需單獨另設(shè)一艙。綜合考慮工程造價和工程安全性，本工程不將燃氣和雨污水管線納入綜合管廊。
3.2綜合管廊斷面確定
綜合管廊共分為電力艙和水信艙兩個艙。電力管線單獨成艙，給水和通信管線共用一個艙。電力管線、通信管線和管廊自用電纜敷設(shè)于管廊兩側(cè)墻壁上的電纜橋架上，給水管敷設(shè)于支墩上。電纜橋架之間，給水管道與電纜橋架之間，給水管道與墻壁之間留出足夠空間，方便檢修，檢修通道凈寬為1.0m。通過綜合分析，確定水信艙凈尺寸為B×H=2.2×2.6m，電力艙凈尺寸為B×H=1.9×2.6m，考慮管廊壁厚，總尺寸為B×H=4.95×3.25m。
3.3綜合管廊平面設(shè)計
本次設(shè)計綜合管廊隨道路敷設(shè)，位于道路中心北側(cè)機非分隔帶下，管廊中隔墻中心線距離道路中心線為13.175m。管廊全長為8728m，共設(shè)置49個防火分區(qū)。防火分區(qū)的距離不應(yīng)超過200m，每個防火分區(qū)可以作為一個獨立的通風區(qū)段，起點和終點各設(shè)置一個進風口和排風口。卸料口的設(shè)置距離小于400m，共設(shè)置26個卸料口。人員出入口的設(shè)置距離小于1000m，共設(shè)置6處人員出入口。同時，管廊內(nèi)仍需要設(shè)置逃生口，保證人員的快速逃生。為了減少構(gòu)筑物的種類，結(jié)合項目需要，將通風口、卸料口、人員逃生口合并成為集合三種功能為一體的構(gòu)筑。A型風亭功能為逃生、卸料、進風，B型風亭的功能為逃生、排風。
3.4綜合管廊豎向設(shè)計
綜合管廊的埋深對工程造價影響很大。因此在滿足管廊使用功能的情況下，盡量減少埋深。管廊的敷設(shè)深度要考慮管廊的敷設(shè)位置及覆土要求，雨水、污水支管的埋深、風亭的敷設(shè)深度要求。最終確定管廊外頂覆土為2.5m～3.0m，在與雨水管、污水管、排洪渠等交叉時管廊局部下沉。管廊設(shè)計坡度盡量與道路坡度保持一致，坡度超過10%時，需要設(shè)置臺階或者防護地坪，并做防滑措施。
3.5綜合管廊出艙設(shè)計
為了保證道路向兩側(cè)地塊和向交叉道路預(yù)留市政管線的需求，給水、電力、通信管線均需要設(shè)置出艙口。出艙口有兩種類型，A型為給水單獨出艙，主要是用于設(shè)置消火栓。B型為集合了給水、電力、通信一塊出艙的出艙口。除交叉路口外，每隔200m左右設(shè)置一處B型出艙口，給水、電力、通信管線出艙后預(yù)留至紅線外2.0m，末端設(shè)置檢查井。
3.6支墩和支吊架設(shè)計
給水管道在管廊內(nèi)敷設(shè)需要設(shè)置支墩，采用混凝土支墩，間距為6m，并通過管箍固定。電力和通信管線敷設(shè)在電纜橋架上，電纜橋架采用成品橋架，設(shè)置間距為1.0m。在管廊頂板隔10m設(shè)置一個吊環(huán)，用于管線的吊裝運輸。
4綜合管廊結(jié)構(gòu)和基坑設(shè)計
4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計標準
�、俟芾冉Y(jié)構(gòu)設(shè)計合理使用年限為100年，結(jié)構(gòu)安全等級為一級。結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的安全等級與整體結(jié)構(gòu)的安全等級相同。②地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。③管廊環(huán)境類別：外側(cè)為二b類，管廊內(nèi)側(cè)為二a類。防水等級為二級，當管廊位于綠化帶下時，頂板加設(shè)耐根穿刺防水層。④管廊主體結(jié)構(gòu)耐火極限不低于3.0h。⑤管廊抗震設(shè)防烈度為7度，地震分組為第二組，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計特征周期值為0.40s;場地類別屬Ⅱ類，屬抗震一般地段，抗震等級二級。⑥抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)不低于1.05。⑦結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級為三級。裂縫最大寬度限制值不超過0.20mm，且不得貫通。
4.2管廊防水設(shè)計
綜合管廊防水等級為二級，結(jié)構(gòu)主體混凝土采用自防水混凝土(內(nèi)摻微膨脹高效抗裂防水劑)，結(jié)構(gòu)主體外側(cè)采用3.0mm厚改性瀝青聚乙烯胎防水卷材(自粘型)+PVC防塌陷板防水卷材保護層。變形縫采用復(fù)合防水措施。變形縫處綜合管廊外圍底板、壁板、頂板均設(shè)置CB350×8的中置式橡膠止水帶和聚硫密封膏止水，管廊與水土接觸的外圍周邊加設(shè)外貼式止水帶。
4.3管廊基坑設(shè)計
本項目地質(zhì)情況比較復(fù)雜，結(jié)合地勘資料和項目現(xiàn)場的時間情況，漢寧路管廊采用的基坑支護方式為放坡開挖+土釘墻支護或者鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁+橫向支撐的支護方式。
5綜合管廊附屬設(shè)施設(shè)計
5.1消防系統(tǒng)
綜合管廊防火分區(qū)間距不應(yīng)超過200m，每個防火分區(qū)通過200mm厚的防火墻配甲級防火門隔斷，防火門應(yīng)常閉。電力艙和水信艙設(shè)置手提磷酸銨鹽干粉滅火器和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。手提磷酸銨鹽干粉滅火器每隔20m配置2具(4kg，MFZ/ABC4)。電力艙設(shè)置超細干粉滅火系統(tǒng)，滅火裝置沿著管廊頂部采用均衡布置的方式懸掛在中間位置。管道穿越防火墻需要設(shè)置穿墻套管，套管和管道之間填充防火材料。
5.2排水系統(tǒng)
綜合管廊內(nèi)排水通過設(shè)置排水溝和集水坑實現(xiàn)，排水溝的尺寸為B×H=0.2×0.1m，排水溝坡度一般為3‰，最小縱坡為2‰。結(jié)構(gòu)和管道滲水通過排水溝排入集水坑，集水坑設(shè)置在防火分區(qū)的低點，集水坑尺寸為B×L×H=1.5×1.5×2.0m，集水坑內(nèi)設(shè)置兩臺潛水泵將排水提升至管廊外市政雨水井內(nèi)。
5.3通風系統(tǒng)
本綜合管廊工程配套的通風系統(tǒng)考慮平時通風和災(zāi)后清空通風，采用機械進風、機械排風的通風方式。每個防火分隔一端設(shè)機械進風井，另一端設(shè)機械排風井，對管廊形成推拉式的縱向通風換氣。綜合管廊內(nèi)通風系統(tǒng)在平時正常運行工況下采用定時啟�？刂啤．斈骋煌L區(qū)間的空氣溫度和氧氣濃度超過設(shè)定值，溫度或含氧量探測器報警，同時啟動該通風區(qū)段通風設(shè)備投入使用強制換氣，直到溫度下降和氧氣濃度達到要求并維持30min以上自動關(guān)閉通風設(shè)備，通風系統(tǒng)返回平時運行工況。
當工作人員需進入管廊進行檢修或巡查時，提前1h手動開啟巡邏區(qū)段內(nèi)風機，在檢修人員入廊檢修期間，風機一直保持開啟狀態(tài)，直到檢修結(jié)束。當任一艙防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，該防火分隔及相鄰兩個防火分隔的送、排風機停止運行，并關(guān)閉送風機和排風機下防火閥，兩端(常閉)防火門確保關(guān)閉，使著火區(qū)密閉缺氧，加速滅火減少損失。等確認火災(zāi)熄滅后，開啟該防火分隔和相鄰防火分隔的風機和電動防火閥，排出剩余煙氣。有害氣體已排除后返回平時運行工況。
5.4供電系統(tǒng)
綜合管廊內(nèi)的消防設(shè)備、監(jiān)控與報警設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備為二級負荷供電，其余為三級負荷供電。由沿線城市公網(wǎng)就近分別引入兩回路10kV電源進行供電，供電變壓器亦采用兩臺。兩回路電源要求同時工作，當一路電源發(fā)生故障時，由另一路電源帶全部負荷運行，兩路電源負荷保證率均要求100%。
5.5照明系統(tǒng)
綜合管廊監(jiān)控站與綜合管廊廊內(nèi)設(shè)置一般照明和應(yīng)急照明。綜合管廊內(nèi)人行道上的一般照明平均照度不小于15lx;出入口和設(shè)備操作處的局部照度為100lx。監(jiān)控室照明照度不小于300lx。管廊內(nèi)疏散應(yīng)急照明照度不低于5lx。正常照明配電箱采用手動/自動控制相結(jié)合的方式。手動控制包括控制箱箱面按鈕及設(shè)于該區(qū)間內(nèi)各出入口的按鈕盒控制，便于人員進出時開關(guān)燈;也可通過自動化系統(tǒng)PLC控制，以便于遠方監(jiān)視。不論何種控制方式，照明狀態(tài)信號均反饋至自動化系統(tǒng)PLC系統(tǒng)，當火災(zāi)發(fā)生時，由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動控制強制起動應(yīng)急照明，并切斷正常照明的供電。
5.6自控系統(tǒng)
本工程綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)包括環(huán)境與附屬設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、視頻監(jiān)控及安防系統(tǒng)、離線式巡檢系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計為基于PLC的集散控制系統(tǒng)。PLC控制器以太網(wǎng)連接，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的中央監(jiān)控設(shè)在監(jiān)控中心控制室。PLC控制站監(jiān)控范圍為防火分區(qū)內(nèi)各艙的設(shè)備及儀表。每個防火分區(qū)各倉分別設(shè)置溫濕度、氧氣、水位、液位、硫化氫檢測，所有儀表信號接入PLC，實時監(jiān)測管廊內(nèi)環(huán)境參數(shù)。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過系統(tǒng)前端監(jiān)控點攝像機采集圖像信息，系統(tǒng)主機處理后在相連的監(jiān)視器上反映監(jiān)控場景，在每段防火分區(qū)的每個倉內(nèi)設(shè)置3臺攝像機，分別實現(xiàn)兩邊的防火門入口及全倉的監(jiān)測，監(jiān)測任何進入防火分區(qū)內(nèi)的人員情況。管廊出入口及風口設(shè)置紅外雙鑒探測裝置，相應(yīng)感應(yīng)信號輸出到相應(yīng)PLC控制器進行監(jiān)控;當紅外入侵報警時，監(jiān)控中心立即在主監(jiān)控屏彈出報警現(xiàn)場畫面，啟動聲光報警并啟動相應(yīng)區(qū)域的照明，攝像機轉(zhuǎn)至報警現(xiàn)場進行攝像并錄制。在管廊每個倉內(nèi)的綜合管廊人員出入口、逃生口、卸料口、進風口、排風口;配電間及附設(shè)設(shè)備安裝處;管道閘門安裝處;電力電纜接頭處等設(shè)置電子巡視點。
綜合管廊內(nèi)設(shè)置電話系統(tǒng)，電話主機設(shè)置在監(jiān)控中心，每個分區(qū)通風口設(shè)置電話主機，電話主機通過光纖接入監(jiān)控中心主機。每個防火分區(qū)每隔50m設(shè)置一臺電話副機，副機接入對應(yīng)的電話主機�；馂�(zāi)自動報警系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)對綜合管溝的全程監(jiān)測，將火災(zāi)報警信息及時、準確地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)火情預(yù)警、火災(zāi)報警、火災(zāi)處理及疏散，使管溝內(nèi)的人員及時撤離現(xiàn)場，保護人身安全。
5.7標識系統(tǒng)
本次綜合管廊標識系統(tǒng)共分8類，分別為管廊介紹與管理牌、入廊管線標識、設(shè)備標識、管廊功能區(qū)與關(guān)鍵節(jié)點標識、警示標識、方位指示標識、樁號標識、重要節(jié)點位置標識。
管廊介紹與管理牌主要標明片區(qū)綜合管廊規(guī)劃、管廊建設(shè)時間、規(guī)模、容納管線基本情況等內(nèi)容，明確管廊管理情況、單位、責任人、組織構(gòu)架等內(nèi)容。入廊管線標識主要標注各類入廊管線屬性，包括名稱、規(guī)模、產(chǎn)權(quán)單位、緊急聯(lián)系電話等內(nèi)容，設(shè)備標識主要標注管廊內(nèi)各類設(shè)備的名稱、基本數(shù)據(jù)、使用方法、緊急聯(lián)系電話等內(nèi)容，管廊功能區(qū)與關(guān)鍵節(jié)點標識主要標注管廊中各類功能區(qū)及關(guān)鍵點編號與名稱，警示標識主要起警示、提示各類安全隱患的作用，方位指示標識主要標注管廊運營里程、方向方位、參照點等內(nèi)容。管廊介紹與管理牌主要布設(shè)于主要出入口。
入廊管線標識主要布設(shè)于各類入廊管線上。設(shè)備標識主要布設(shè)于各類設(shè)備周邊。管廊功能區(qū)與關(guān)鍵節(jié)點標識主要布設(shè)于各類功能區(qū)及關(guān)鍵節(jié)點處醒目位置。警示標識主要布設(shè)于管廊內(nèi)各危險隱患周邊醒目位置。方位指示標識主要布設(shè)于管廊內(nèi)各關(guān)鍵位置節(jié)點。其中運營里程樁號沿程布設(shè)，間距為25m。各類標識牌布設(shè)時均應(yīng)保證其指示功能，并保證過往人員有良好的視線條件。
6結(jié)語
漢寧路所在區(qū)域為城市中心區(qū)域，漢寧路管廊的建設(shè)可以提高中心城區(qū)區(qū)建設(shè)現(xiàn)代化程度和市政基礎(chǔ)設(shè)施的標準，保證市政管線穩(wěn)定、高效地運轉(zhuǎn)，便于管理和檢修，避免“馬路拉鏈”對街道景觀的破壞，營造良好的城市生態(tài)系統(tǒng)，增加城市管線的綜合防災(zāi)抗災(zāi)能力和使用壽命。同時，漢寧路管廊采用的是PPP模式實施，由中交第四公路工程局有限公司與漢中市城市建設(shè)投資有限公司聯(lián)合成立漢中中交基礎(chǔ)設(shè)施投資有限公司，對中心城區(qū)地下綜合管廊投資、建設(shè)、運營、維護。以政府和社會資本合作方式參與城市基礎(chǔ)設(shè)施和綜合管廊建設(shè)的企業(yè)，可以探索通過發(fā)行企業(yè)債券、中期票據(jù)、項目收益?zhèn)仁袌龌绞饺谫Y[4]。本項目可作為中交集團實施PPP模式的案例。
參考文獻
[1]鄧惠晗.淺談綜合管廊在市政工程中的設(shè)計應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2013(7):362-365.
[2]王貝貝，戴素娟.淺談我國城市地下綜合管廊建設(shè)的必要性以及發(fā)展前景[J].安徽建筑，2015(6):43-44.
[3]GB50838-2015.城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].
[4]焦軍.PPP在綜合管廊中的應(yīng)用[J].混凝土世界，2016(82):14-17.
作者：劉步云
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