水泥廠綜合管溝設計

劉雯婷（湖南省建筑材料研究設計院有限公司）

水泥廠綜合管溝設計

劉雯婷（湖南省建筑材料研究設計院有限公司）

結合國外某總承包水泥工程綜合管溝設計實例，對設計中需注意的要點進行總結，以期對綜合管溝的規劃設計有所參考和幫助。

水泥廠；綜合管溝；標準斷面

水泥廠內部管線（包括工藝管道，通信電力電纜，生產給水、回水管道，生活給水管道、生活污水管道，消防給水管道，雨水暗管或明溝等）一般都是沿道路直接埋地敷設的。針對水泥廠錯綜復雜的管線，管道標高交叉嚴重，管道定位互相擠占空間等現象，設計中采用地下綜合管廊。

綜合管溝亦稱共同溝、共同管道即在地下建造管線隧道，專門收容電力、通信、通訊、給水、熱力、排水等兩種以上管線于一體，同時設置專門的人員出入口、檢修口、材料吊裝口、管線分支口、進排風口以及放在檢測控制系統等設備的綜合設施。

1　綜合管溝的歷史

法國巴黎于1833年著手規劃第一條包含自來水管線、壓縮空氣管線、電信電纜、交通信號電纜的綜合管溝。英國倫敦于1861年開始建設包括煤氣管、自來水管、污水管以及其他電力電信等管線的綜合管溝。西班牙于1933年開始計劃建設綜合管溝。日本與1926年開始綜合管溝的建設。可見，在發達國家，綜合管溝已經存在了一個多世紀，而我國早在1958就在北京天安門廣場鋪設了1000多米的綜合管溝。可見綜合管溝系統在日趨完善的同時，規模也有越來越大的趨勢。

2　綜合管溝的設計

2.1綜合管溝的系統組成

綜合管溝系統由主體結構系統、消防系統、通風系統、供電系統、照明系統、監控與報警系統、排水系統及標識系統組成。在此我們主要介紹綜合管溝的主體結構系統、消防系統、排水系統。

2.2綜合管溝設計原則

電力與通信管線具有可變形、靈活布置、不易受到斷面變化限制、隨時穿纜的優點，基本上可兼容于同一貫道空間內，單獨設置地下電纜隧道。工藝管道、生產給水管道、生產回水管道、生活給水管道、消防給水管道可收容于同一室，根據管道漏水有可能造成水質污染的原則設計。綜合管溝通常不收容雨水和污水管道（因通常采用重力流），除非雨水下水道的縱坡與綜合管溝縱坡一樣才考慮，并且考慮到收容排水管線，會增加管溝埋深，產生有毒、易爆氣體，增加投資。此工程實例中，將綜合管溝分為兩室，電力與通信管線歸為一室即電纜隧道，由于電纜隧道為電氣專業設計，在此不作任何介紹；將雨水管道和污水管道設置到道路兩邊，其余管線歸為一室即下文中提到的綜合管溝。

2.3綜合管溝的設計類型

設計中考慮到水泥廠的實際情況需要，采用干線綜合管溝，支線綜合管溝，纜線綜合管溝相結合的方式。綜合管溝宜設置在機動車道、綠化帶下，其覆土深度應根據地下設施綜合規劃、道路施工、行車荷載及設計凍深綜合確定。考慮此工程實例中水泥廠規劃面積有限，布置緊湊，綠化帶比較少，將干線綜合管溝設置在機動車道下，其綜合管溝的中心線與道路中心線平行。由于水泥廠地下設施比較簡單，設置地下綜合管廊位置車流量相對比較少的，設計其覆土深度為700mm。

2.4綜合管溝的標準斷面

該水泥廠采用明挖現澆施工，故決定采用矩形斷面，這樣在內部空間使用方面比較高效，其斷面尺寸應考慮其容納的管線種類、規格、數量、管線運輸、安裝、運行、維護、檢修等要求綜合確定。

綜合管溝國標對斷面尺寸有約束但非強條。國標規定標準斷面內部凈高不宜小于2.4m。本工程中設計綜合管溝的標準斷面凈高為2.0m，主要是考慮到穿戴安全裝備的檢修人員平均身高1.8m，頂部照明燈具0.2m。綜合管溝的凈尺寸應滿足管理人員的日常檢修要求，單側設置支架或管道時，人行通道最小凈寬不宜小于0.9m。此工程中有生產循環給水管（最大直徑DN250）、生產循環回水管（最大直徑DN200）、生活給水管（最大直徑DN100）、消防給水管（最大直徑DN150），工藝管道（最大直徑DN200）共計五種管道，將其設置成三層，最上面一層為生產循環給水管和生活給水管，第二層為生產循環回水管和消防給水管，第三層為工藝管道，具體布置詳見圖1。

圖1　標準斷面

2.5綜合管溝的消防系統設計

2.5.1防火分區

防火分區對于控制火災的蔓延意義重大，設計中，根據《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838-2015），防火分區最大間距應不大于200m，本水泥廠設計綜合管溝長約648m，結合現場交叉口部分，將其分為6個防火分區，采取防火墻、甲級防火門進行防火分隔。

2.5.2消防器材

根據水泥廠綜合管溝容納的管線種類，綜合管溝室火災危險性為戊類。在其室內沿線，人員出入口、逃生口處設置移動式滅火器、黃沙箱等滅火器材，滅火器材的設置間距不應大于50m。

2.5.3防排煙系統

排風口為自然與機械相結合，可將每個排風系統兼作火災時的排煙系統，排風機選用雙宿高溫排煙風機，正常通風換氣次數不小于2次/h，事故通風換氣次數不小于5次/h。

2.5.4監控與報警系統

綜合管溝應設置監控系統對其綜合管溝內環境參數進行監測與報警，對各類管線的溫度，濕度，、集水坑內的水位、管溝內的O2濃度、通風設備的狀態進行監測和控制。當管溝內含電力電纜時應設置火災自動報警系統。

2.6綜合管溝的排水系統

考慮到綜合管溝內容納管線基本為水管，在綜合管溝的底板設置排水溝用于輸送管溝內管道的跑、冒、滴、漏至集水坑，其排水區間坡度根據道路坡度確定，不宜小于0.5%，在其排水區間的最低點設置集水坑，用于輸送和收集溝內檢修時泄水，集水坑的有效容積根據滲入綜合管溝內的水量和排水揚程確定，按不小于2m3的有效容積設計，長1.2m×寬1.2m×高2m，并設置自動水位潛水泵。其排水就近接入水泥廠區雨水排水系統，并在排水管的上端設置止回閥。

2.7特殊情況的技術處理

2.7.1管線引出

管線引出方式分為立體交叉和平面交叉。采取立體交叉時在保證工作人員同行需求可能需要加深斷面。平面交叉需要考慮管線的轉彎半徑，并兼顧工作人員操作的的必要空間。本水泥廠設計中，標準斷面凈高設計有2m，加之管線種類不多，管線直徑不大，在不加深斷面的基礎上采取立體交叉的方式將管線引出。管線直接穿出管溝時通過設置柔性防水套管，既可以防止水進入管溝，又可以防止沉降引起的管道爆裂漏水。

2.7.2與既有管道的交叉

綜合管溝與非重力流管交叉時綜合管溝的埋深保持不變，管線在綜合管溝上不或下部穿越；當其與重力流管交叉時，為保證重力流管道的埋深不變，可以通過局部降低綜合管溝的埋深并在既有重力流管道的下部穿越或者局部調整管溝內管道位置通過設置柔性防水套管使既有重力流管道直接穿過綜合管溝。本水泥廠工程實踐中，污水管道為重力流管道，考慮到降低綜合管溝的埋深會增加施工難度，以至于增加投資，采取改變污水管道走向，盡量避免污水管道與綜合管溝交叉，不可避免時局部調整管溝內管道位置使污水管道直接穿過綜合管溝，并做好防水措施。

2.7.3防水

管線直接穿出管溝時通過設置柔性防水套管，既可以防止水進入管溝，又可以防止沉降引起的管道爆裂漏水。

3　綜合管溝的設計探討

目前我們國家無統一的技術規范來明確各類管線在綜合管溝中的布置及相互間的防護問題，設計中僅僅根據直埋管線的經驗來確定管線在管溝中的相對位置；對各類管線的分支等細節的處理考慮不夠充分，導致部分管溝空間被管道占用，以致檢修不便。

地下綜合管溝火災不易發現，危險性大，控制火災和撲救火災難度大，一旦發生火災，損失嚴重，而設計中缺乏相應的消防規范最為依據，相類似的設計案例比較少，以致無法準確判斷消防設施是否能滿足實際需求。

4　綜合管溝在工業領域的前景

管線按各自系統直接埋設在土層中，檢修不便，容易損壞，以及出現問題，不易發現漏損點，降低生產供應能力，并且由于各種管線的埋設深度不以，容易造成沖突。綜合管溝可以保持路容完整和美觀，美化了廠區環境，還避免了因鋪設和維修各種管線重復開挖，降低路面返修費用和工程管線的維修費用。

然而，綜合管溝的建設不便分期修建，一次性投入大，如果預測失誤，造成管溝容量不足或過大，將導致需要在整合管溝附近再敷設其它管線，容易造成干擾事故或者浪費空間。

因而，目前國內綜合管溝的建設相對發達國家比較少，大部分都應用在城市市政管線中，在工業領域應用少之又少。

［1］李德強.綜合管溝設計與施工.中國建筑工業出版社，2008.

［2］《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838-2015）.中華人民共和國住房和城鄉建設部.

［3］王小寧，穆 宜.國內綜合管廊的發展.中國電機工程學會可靠性專業委員會、城市供電專業委員會學術年會，2010.

［4］白海龍.城市綜合管廊發展趨勢研究.中國市政工程，2015.

TU990.3

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2095-2066（2016）26-0257-02

2016-8-30