茂名濱海新區起步區城市地下綜合管廊設計實例研究

劉衡

茂名濱海新區起步區城市地下綜合管廊設計實例研究

劉衡

茂名濱海新區起步區城市地下綜合管廊建設工程分為：博賀灣大道綜合管廊工程、吉達大道綜合管廊工程和新城東路綜合管廊工程，建設總里程約為20.17km。其中博賀灣大道綜合管廊7.27km，配電房3座和控制中心1座；吉達大道綜合管廊9.52km，配電房4座和控制中心1座；新城東路綜合管廊3.38km，配電房1座。

綜合管廊；管廊斷面；消防系統；通風系統；電氣與自控系統；管廊結構

前言

綜合管廊設計應以市政道路下部空間綜合利用為核心，圍繞市政公用管線布局，對地下綜合管廊進行合理布局和優化配置，逐步形成和城市規劃相協調，城市道路下部空間得到合理、有效利用，具有超前性、綜合性、合理性、實用性的地下綜合管廊系統。

1　設計思路

根據對起步區政管線建設現狀及存在的問題調查分析，并結合綜合管廊這一市政基礎設施的特點，設計總體思路如下：

（1）市政管線盡量入廊：地下綜合管廊作為不同種類地下管線的載體，應協調平衡，盡可能收納較多的管線，以充分發揮其作用。

（2）斷面尺寸應近、遠期結合：管廊斷面設計不僅要滿足服務區域現階段的實際需求，而且要充分考慮城市的長遠發展，在地下綜合管廊內合理預留發展空間，減少或避免城市道路的重復開挖。

（3）合理安排建設時序：在充分調查、了解、研究、掌握服務城鎮、片區、小區實際需求的前提下，結合城市地塊開發建設、道路新建和改造建設計劃，合理安排管廊建設時序。

2　總體設計

2.1管廊設計原則

（1）綜合管廊布局應與城市功能分區、建設用地布局和道路網規劃相適應。

（2）綜合管廊工程規劃應結合地下管線現狀，在城市道路、軌道交通、給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等專項規劃及地下管線綜合規劃的基礎上，確定綜合管廊布局。

2.2管廊總體布局

綜合考慮濱海新區起步區的城市總體布局、城市組團功能及分區、用地性質及建設情況、市政管線規劃及建設情況、市政道路規劃及建設情況、綜合管廊系統布局等因素，提出起步區綜合管廊一期工程布局（見圖1）。

3　入廊管線及管廊斷面設計

3.1博賀灣大道綜合管廊

3.1.1入廊市政管線

根據現狀及規劃要求，博賀灣大道需入廊的地下市政管線有：DN800給水管、DN400～DN600再給水管、de300天然氣管、24回路10kV電纜、6回路110kV電纜及16孔通信管。

3.1.2管廊斷面設計

圖1　茂名濱海新區起步區城市地下綜合管廊平面總圖

根據入廊管線的種類及規模，設計采用3艙型式，管廊斷面外框尺寸8.8m×3.8m （寬×高），其中綜合艙凈尺寸3.5m× 3.2m，主要布置DN800管徑的給水管、DN400-DN600的再生水管和16孔通信管；電力艙凈尺寸2.4m×3.2m，主要布置110kV和10kV的電力管；燃氣艙凈尺寸1.8m×3.2m。具體布置見圖2。

圖2　博賀灣大道綜合管廊斷面圖

3.2吉達大道綜合管廊

3.2.1入廊市政管線

根據現狀及規劃要求，吉達大道需入廊的地下市政管線有：DN1200給水管、DN800再給水管、de200天然氣管、16回路10kV電纜及12孔通信管。

3.2.2管廊斷面設計

根據入廊管線的種類及規模，設計采用2艙型式，管廊斷面外框尺寸7.75m×4.2m （寬×高），其中綜合艙凈尺寸5.1m× 3.6m，主要布置DN1200管徑的給水管、DN800管徑的再生水管、12孔通信管和10kV電力管；燃氣艙凈尺寸1.8m×3.6m。具體布置見圖3。

3.3新城東路綜合管廊

圖3　吉達大道綜合管廊斷面圖

3.3.1入廊市政管線

根據現狀及規劃要求，新城東路需入廊的地下市政管線有：DN1000給水管、DN300再給水管、de200～de300天然氣管、24回路10kV電纜及16孔通信管。

3.3.2管廊斷面設計

根據入廊管線的種類及規模，規劃采用2艙型式，管廊斷面外框尺寸6.55m×4.0m （寬×高），其中綜合艙凈尺寸3.9m× 3.4m，主要布置DN1000管徑的給水管、DN300管徑的再生水管、16孔通信管和10kV電力管；燃氣艙凈尺寸1.8m×3.4m。具體布置見圖4。

圖4　新城東路綜合管廊斷面圖

4　消防系統設計

根據地下綜合管廊內不同艙室的可燃物性質及火災特點，采取不同的消防系統。將不同的消防系統通過各種組合方式，形成安全可靠、經濟合理、組合最優的方案。

地下綜合管廊內除了各種水管之外，還容納了大量的電力電纜和通信電纜，雖然這些電纜多為阻燃電纜，但為了防止和撲滅地下綜合管廊內發生的火災，仍需在溝內設置必要的消防設施，除按間距20m間距設置磷酸銨鹽干粉滅火器外，電力、管線艙還設置超細干粉無管網淹沒式式滅火設備。對于變配電所，根據其電氣火災的特性，選用氣體滅火系統。

5　通風系統設計

5.1綜合管廊廊內

天然氣艙：每個分區采用獨立的通風系統，利用每個分區逃生口作為通風口，并在每個通風口內設置一臺機械送（排）風機。逃生口及通風口均與景觀綠化融為一體設計。

綜合艙：每個防火分區采用獨立的通風及排煙系統，在每個分區的兩端各設置一個通風口，并在每個通風口內設置一臺機械送（排）風（煙）機。

5.2設備間

設備間：地面上設置的控制中心、開關房、變配電所、路燈配電室、低壓配電室、電氣控制室采取自然進風、機械排風系統，通過窗戶自然進風，側墻安裝軸流風機排風。

5.3風量計算

（1）綜合管廊廊內：電力管道艙、熱力艙的通風量在滿足最小排風量6次/h同時，需確保風機運行不大于20min的情況下將溝內溫度降至36℃以下，便于下人檢修；天然氣艙在滿足通風換氣不小于12次/h的同時，需確保風機運行不大于20min的情況下將溝內溫度降至36℃以下，便于下人檢修。

（2）設備間：控制中心、開關房、變配電所、路燈配電室、低壓配電室、電氣控制室按10次/h換氣次數，電纜夾層按6次/h。

6　排水系統設計

由于地下綜合管廊內管道維修的放空以及溝體本身的滲漏等，會造成一定的溝內積水，因此，溝內需設置必要的排水設施，以排除溝內的積水。在地下綜合管廊內設有排水溝，其布置在地下綜合管廊的一側，排水溝斷面尺寸采用200× 150mm，地下綜合管廊橫向擬設坡度2%。為保證地下綜合管廊防火分區的隔斷效果，每個防火分區的排水應自成系統，即在每個防火分區內的地下綜合管廊最低點處設置集水井內，內設潛水排水泵將積水排入附近的雨水井內。其中，天然氣艙排水系統獨立設置。

7　標識系統設計

（1）綜合管廊內部的控制設備、附屬設施設置標識牌。附屬設施如管線出艙口、逃生通道、逃生口、通風口、吊裝口分別設置帶編號的標識牌。滅火器設置帶編號的標識牌。

（2）綜合管廊內每隔20m設置一處里程標識。在交叉口和連接通道前設置方向標識牌。

（3）穿越箱涵和鐵路處設置標識牌，并注明里程。

（4）綜合管廊內的各專業管線每隔80m設置一處管線標識牌。

（5）變配電所前設置管廊介紹牌。

（6）綜合管廊變配電所、連接通道、逃生通道處設置“禁止吸煙”標識牌。天然氣艙通風口、吊裝口、逃生口處設置“禁止煙火”標識牌。綜合管廊內配電控制箱、配電間設置“有電危險”和“禁止觸摸”標識。

（7）防火門兩側設置“注意腳下”標識。樓梯護欄處設置“當心墜落”標識牌。樓梯旁設置“注意碰頭”標識牌。臺階上下處設置“小心臺階”標識。

8　電氣與自控系統設計

電氣設計包括配電系統、照明、建筑物防雷、接地及安全系統、火災自動報警系統、弱電系統等。電氣設計負荷等級按管廊內不同的用途和重要性分為二、三級。

根據沿線負荷布置情況及負荷分散、供電距離長的特點，綜合管廊全線劃分為12個供電區域，每個供電區域的供電范圍約1.5km，設綜合管廊專用變電所12座，每座變電所的配置基本相同，負荷容量基本接近。

設計擬將兩座控制中心分別設置在博賀灣大道南段和吉達大道和吉港大道交界處，占地面積約分別為300m2，建筑面積約600m2，控制中心兼做消防控制室與值班室。

9　管廊結構設計

9.1管廊結構

管廊結構形式，主要有現澆鋼筋混凝土和預制鋼筋混凝土兩種。根據實際情況，現澆施工工藝成熟，在結構整體性、防水性能、施工難度、施工機械等方面較預制結構有優勢。設計綜合管廊結構采用現澆鋼筋混凝土管廊。

9.2變點所等建筑物

變配電房結構，均含一層地下室與管廊連接，地面一層，采用框架結構。對于上部結構，框架柱截面擬采用400× 400mm的，框架主梁及次梁寬度取200mm，主梁的梁高一般取梁跨度的1/8～1/12，次梁的梁高一般取梁跨度的1/12～1/16，屋面板厚度取120mm。

9.3基坑支護

設計基坑開挖深度為6～7m，適用于鋼板樁支護。為保證基坑土方開挖、管廊結構施工、周邊橋梁及車輛人員通行的安全，根據本工程基坑開挖深度、工程地質條件和周邊地形，從安全、經濟、合理、可行的角度出發，可考慮拉森鋼板樁+放坡、拉森鋼板樁+鋼管撐兩種支護方式。

9.4管廊過河、過快速路段節點設計

9.4.1管廊過河

博賀灣大道綜合管廊在平面線位上有四處與河道垂直相交，管廊需下穿河道，河床平均深度約為3m。過河段應安排在枯水季節施工，采用鋼板樁支護或土石圍堰、明挖施工通過。

9.4.2管廊快速路

管廊需下穿現狀快速路（茂名港大道）處，考慮采用頂推法通過，先對快速路進行托換保護后，管廊采用預制形式，頂推預制管廊通過。

10　結束語

茂名濱海新區起步區城市地下綜合管廊的建設，既能促進地下空間集約利用，又能提高管線防災能力、消除拉鏈路，從而建設出新型現代化、環境美好、和諧安全的城市。

[1]《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838-2015）.

[2]《城市工程管線綜合規劃規范》（GB20289-98）.

[3]《室外排水設計規范》（GB50014-2014）.

[4]《城鎮燃氣設計規范》（GB50028）.

[5]《電力電纜隧道設計規程》（DL/T5484）.

所獲榮譽及獎勵：廣東省優秀工程勘察設計行業獎三等獎、廣東省優秀工程咨詢行業獎一等獎和三等獎。

研究成果：出版《中山市基于海綿城市理念下的市政項目優化設計研究》研究報告，已通過中山市住房與城鄉建設局科技成果鑒定，并進行了社會公示。

TU990.3

A

2095-2066（2016）31-0172-03

2016-10-23

劉 衡（1986-），男，漢族，工程師，主要從事市政給水排水工程設計工作。