談南京河西新區江東南路綜合管廊設計

劉文峰 尹力文

(中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176)

談南京河西新區江東南路綜合管廊設計

劉文峰 尹力文

(中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176)

以南京河西新區江東南路綜合管廊為例，從納入管線、橫斷面設計、布置位置設計、結構設計以及附屬設施設計等幾個方面重點介紹了綜合管廊的設計內容，同時提出了設計中遇到的問題與建議。

綜合管廊，橫斷面設計，附屬設施設計

1 概述

市政綜合管廊，又稱共同溝，即在城市地下建造一個隧道空間，將熱力、電力、通訊、給排水、燃氣等各種管線集于一體，并設有通風、照明、消防、排水、監控等配套附屬設施。

南京河西新區綜合管廊工程由4條管廊組成，分別為江東南路、紅河路、天保街、黃河路綜合管廊(見圖1)。其中江東南路綜合管廊西起紅河路，東至江山大街，總長度約4.0 km，它與紅河路綜合管廊、天保街綜合管廊、黃河路綜合管廊形成一個“豐”字形結構的河西新區綜合管廊系統。

江東南路是河西新區內的一條城市主干道，貫穿河西新區東西，道路紅線寬80 m，全長約4.5 km。沿江東南路敷設的規劃市政管線很多，主要包括中壓燃氣管線、給水管線、雨污水管線、蒸汽管線、電力電纜和通信電纜等，以及規劃軌道交通(地鐵和有軌電車)。鑒于該條路交通與管道功能十分重要，為集約化利用道路地下空間資源，給城市發展預留寶貴空間，同時避免道路建成后因新設或維修維護管線而導致開挖路面，因此，在規劃伊始便確定在該道路上敷設綜合管廊。

2 綜合管廊設計

2.1 納入的管線種類

根據規劃，江東南路上敷設的管線包括燃氣管線、給水管線、雨污水管線、蒸汽管線、電力電纜和通信電纜。對于燃氣管線，因其比較特殊，若納入綜合管廊需獨立分艙敷設，這樣將提高工程的直接投資、管理維護難度、管理成本，同時國內工程中燃氣管線絕大多數不納入管廊內，仍采用傳統的直埋敷設方式；對于雨污水管線，因其采用重力流，若納入綜合管廊將增加綜合管廊的埋深和斷面尺寸，造成工程投資的增加[1]。出于以上考慮，本工程中燃氣管線和雨污水管線不納入綜合管廊內，其余市政管線均納入綜合管廊。

因此，江東南路綜合管廊內敷設的管線有1根DN300～DN500給水管線，2根DN700的蒸汽管線，10 kV和220 kV的電力電纜，有軌電車供電電纜，通信電纜以及照明電纜。

2.2 綜合管廊橫斷面設計

綜合管廊橫斷面是整體設計的前提和核心，管廊斷面大小形式直接關系到所容納的管線數量以及工程造價和運行成本。管廊內的空間應滿足各管線敷設的間距要求以及行人通行的要求，還需滿足各管線安裝、檢修所需空間。

綜合管廊橫斷面形式分為圓形和矩形兩種形式。圓形斷面主要適用于非開挖施工工藝，明挖施工則宜采用矩形斷面。江東南路無現狀設施，綜合管廊埋深較淺，采用明挖施工，因此設計采用矩形斷面。

根據規劃，江東南路綜合管廊在紅河路以東采用雙艙結構，分別為水電艙和蒸汽艙，其中水電艙內敷設給水管線、10 kV和220 kV的電力電纜、有軌電車供電電纜和通信電纜，蒸汽艙內敷設蒸汽管線；紅河路以西管廊采用單艙結構，電力電纜和通信電纜布置在一個艙內(簡稱電艙)，標準斷面形式詳見圖2。

2.3 綜合管廊的布置位置

根據江東南路道路規劃橫斷面布置情況結合河道規劃，江東南路綜合管廊主要布置在道路北側綠化保護帶下，在友誼路以東之后布置在道路北側側分帶下。考慮到管廊內管線的二次敷設或維修更換，投料口均布置在綠化帶中，投料口上部覆土滿足綠化帶綠植的生長需求，通風井布置在綠化帶中。

綜合管廊平面線形與道路一致，在友誼路交叉路口，因內河影響，綜合管廊的平面布置需從道路北側綠帶下方平移至道路北側側分帶下方，因此須將管廊局部進行彎折，轉彎角度為135°。

2.4 綜合管廊豎向設計

綜合管廊的埋深影響工程造價，也直接影響雨污水、燃氣等直埋管線的埋設及其他地下構筑物的實施，管廊的上部覆土還應滿足雨污水支管及其他公用管線的穿越等要求。經與規劃結合，保障其他管線與綜合管廊的豎向交叉不發生碰撞，確定綜合管廊覆土不小于2.50 m。縱斷面設計基本與道路縱斷面一致，同時考慮到管廊內重力流排水需求，其最小縱坡不小于0.3%，最大縱坡控制在10%以內，若縱坡大于10%，在底板設置防滑措施。

2.5 綜合管廊出入口設計

1)日常維護人員出入口布置。為方便檢修人員出入，在綜合管廊適當位置設置人員出入口。江東南路共設出入口5處，其中3處與人行地下通道結合設置(其中1處為參觀段出入口)，2處在地面單獨設置。

2)事故緊急人員逃生口布置。綜合管廊的事故緊急人員逃生口結合通風口設置，在通風口內設有爬梯，逃生口的間距不超過200 m。管廊熱力艙在兩通風口之間單獨增設一處蒸汽事故緊急人員逃生口，滿足蒸汽事故時緊急逃生，逃生口間距不超過100 m。

2.6 綜合管廊投料口設計

根據管廊內容納的管線情況，管廊的投料口設計尺寸為1.2 m×6.5 m，沿線不大于200 m設置1個投料口，且通風井合建。投料口位于綠化帶中，上方覆土，種植綠化。

2.7 管線引出形式設計

綜合管廊引出支管設計考慮以下原則：1)滿足沿線市政管線的功能要求；2)滿足與其他管線的相交要求；3)避免過路管線敷設的二次開挖。因此本工程中電力和通訊電纜采用預埋多孔管形式引出；給水管及蒸汽管采用直埋管形式引出，引出原則見表1。

表1 江東南路綜合管廊引出形式原則表

2.8 綜合管廊過河段設計

河西新區規劃河道底標高約3.5 m，江東南路綜合管廊沿線需穿越3條規劃河道。為保證管廊的連貫，并便于管線安裝及檢修，管廊過河時，采用倒虹形式設計從河底下1 m穿越。

2.9 地基處理與結構防水設計

該地區沉降主要源于淤泥質軟土，且屬于欠固結。隨著時間的延長土體自身會產生壓縮，當地下水位有所下降時(干旱季節或者周邊有基坑降水等)軟土會隨之產生壓縮沉降。因此，綜合管廊需要做樁基處理。樁型根據抗浮計算確定，采用φ400的管樁，經抗浮計算單艙及雙艙的標準段抗浮系數大于1.05，滿足規范要求。對于不滿足抗浮的管廊下沉段采用灌注樁(或方樁)進行處理。

結構防水以混凝土結構自防水為主；變形縫防水采用內設鋼邊橡膠止水帶，配合外貼橡膠止水帶及聚硫密封膠嵌縫處理的復合防水構造措施，同時地下管廊混凝土外側涂裝外防水材料。

2.10 綜合管廊附屬工程設計

1)排水工程設計。在管廊每個分區內設置排水溝收集積水，排水溝縱向坡度與管廊縱坡一致，坡向排水集水坑。在每個防火分區內低點設置排水集水坑，綜合管廊單艙段的集水坑設置在水電艙內，雙艙段在水電艙、熱力艙內分別設置集水坑。水電艙集水坑內不設潛污泵，通過連通管將水電艙排水排至熱力艙內集水坑，熱力艙集水坑內設置潛污泵。集水坑內積水經潛污泵提升后就近排入江東南路雨水系統。

集水坑的尺寸大小和潛污泵的流量擬按消防管網一次試水量計算確定。潛污泵流量Q=20 m3/h，揚程為15.0 m和22.0 m兩種規格。潛污泵的啟停由集水坑內的液位連鎖控制。

2)通風工程設計。本工程水電艙約200 m設置一個防火分區，防火分區間用防火門分隔，布有防火門的位置設通風井。蒸汽艙通風與水電艙通風共建。通風井采取自然送風、機械排風的通風方式。蒸汽艙的排風機設置止回閥，自然進風口處設格柵。水電艙排煙風機處設置止回閥及防火閥，進風口設防火閥。通風井兼作緊急出口。

綜合管廊內設置測量含氧量裝置，當氧氣濃度過低時，檢測儀報警，自動開啟排風機，保證新鮮空氣進入管廊。當管廊內氧氣指標達到要求時，工作人員方可進入。

3)消防工程設計。綜合管廊屬于密閉空間，其(水)電艙內的電力線路具有局部產生相間短路、對地短路、接觸不良等各種可能，或由于線路過載而產生起火，本工程經過比選在(水)電艙內采用高壓細水霧開式滅火系統，系統由高壓細水霧泵組、不銹鋼管道、區域閥箱組、高壓細水霧噴頭和火災報警系統組成。蒸汽艙內因其一般不易發生火災，因此不設置滅火裝置。

江東南路綜合管廊細水霧滅火系統和其他三條管廊共建，其中該管廊西段與紅河路、天保街管廊共用一套細水霧泵組(1號泵房)進行保護，中段單獨使用一套細水霧泵組(2號泵房)進行保護，東段與黃河路管廊共用一套細水霧泵組(3號泵房)進行保護。

根據相關設計規范的要求，管廊的每個防火分區(約200 m)作為一個消防分區，細水霧噴霧強度按電纜滅火強度1.3 L/(min·m2)計算，噴頭流量特征系數K根據不同的防火分區分別取0.95和0.7，噴頭最不利點工作壓力取10 MPa，系統持續供水時間不小于20 min。經過計算系統最大設計流量Q=798 L/min(1號消防泵站范圍)，3套系統設計流量均不大于800 L/min，因此每個泵房內泵組均為8用1備，單臺泵Q=100 L/min，H=14 MPa，N=30 kW。

4)綜合監控系統設計。本工程設置綜合監控系統，其作為河西新區綜合管廊監控系統的一部分，管廊內所有信號過光纖環網傳至綜合監控中心與其他路段(黃河路、紅河路、天寶街)的管廊監控信號集中監控。監控系統可監控設置在管廊內部的檢測儀表(如氧氣濃度、有毒氣體濃度、溫度、濕度等)和各種電氣設備(風機、潛污泵等)工作狀態。

5)其他。管廊內還設有火災報警系統、安全防范系統和綜合通訊系統。

3 設計問題

目前，綜合管廊工程已成為市政建設的熱點。根據國內的工程案例，綜合管廊工程的設計和施工仍存在以下問題值得探討：

1)綜合管廊屬于地下大型構筑物，不能隨意進行局部調整和修改，所以必需重視前期規劃。在管廊設計階段應充分考慮各專業管線的需求，使管廊能滿足各種管線的敷設，同時還應充分考慮各種管線的相互交叉關系、道路擴寬等因素的影響，避免在建成后仍有反復開挖路面等情況出現。

2)在設計過程中，應充分考慮管線增容的預留空間，提高附屬設施及運行管理系統的綜合性和高效性，利用一次性高投入創造長久的社會效益和經濟效益，以避免重復投資。

3)目前管廊運行模式不清晰。綜合管廊建成后，其運行管理模式、收費和維護不明確，導致部分管線單位不愿意將管線敷設于綜合管廊內。因此管廊建設初期應成立對應的主管部門對各管線單位進行協調管理，使綜合管廊能充分發揮城市綜合管網載體的作用。

[1] 李德強.綜合管溝設計與施工[M].北京:中國建筑工業出版社,2009.

Discussion on the design of south Jiangdongroad municipal tunnel in Nanjing Hexi new district

LIU Wen-feng YIN Li-wen

(MCC Capital Engineering & Research Incorporation Limited, Beijing 100176, China)

Base on south Jiangdong road municipal utility tunnel in Nanjing Hexi new district, from the position into the pipeline, the cross-sectional design, layout design, structural design as well as subsidiary facilities design several aspects, the paper emphatically introduces the key design of municipal utility tunnel, at the same time it puts forward the problems in the design and the suggestions.

municipal utility tunnel, cross-section design, subsidiary facilities design

1009-6825(2014)36-0132-03

2014-10-15

劉文峰(1982- )，男，工程師； 尹力文(1982- )，男，高級工程師，注冊電氣工程師

TU990.3

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