朔州市七里河片區綜合管廊工程總體設計

曹丹旦

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司,上海市 200092）

朔州市七里河片區綜合管廊工程總體設計

曹丹旦

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司,上海市 200092）

朔州市七里河片區綜合管廊共建設了怡西路、怡東路、順義路共7.6 km的綜合管廊。結合其設計特點,詳細介紹了該工程納入管線、斷面選擇、平面布局、節點設計等方面的設計經驗,可供相關專業人員參考。

綜合管廊；斷面設計；管線分支口；通風口；污水管

1 概況

1.1 工程概況

本工程位于山西省朔州市朔城區七里河兩岸,共包含怡西路、怡東路、順義路三條綜合管廊。總長度7.6 km,見表1、圖1。

表1 主要工程量表

圖1 七里河片區綜合管廊總圖布置圖

根據朔州市的發展目標,在市政配套工程建設當中引入綜合管廊這一地下管線綜合建設及管理的新理念,做到城市基礎建設與管理并重,保證大型市政主干管的安全運行,創造朔州市市政建設的新亮點,不僅能夠優美城市環境,減少城市道路重復開挖對人民日常生活和交通帶來的影響,同時對提升城市基礎設施的現代化水平,將起到良好的示范和推動作用。

1.2 工程特點

（1）本工程入廊管線品種較全,包括電力、電信、給水、燃氣、熱力、污水管并預留中水管位。

（2）本工程綜合管廊都要下穿跨越七里河,其中怡西路的污水管也需要下穿跨越七里河。七里河寬度較寬,過河段約150～300 m,均接近或超過一個防火分區的長度。

（3）為進一步減少道路重復開挖的可能性,本工程在相交路口均預留了過路支廊。

2 工程設計

2.1 納入管廊的管線分析

從工程投資、管線維護、安全運營的角度出發,給水管、再生水管、電力電纜、電信電纜、熱力管線納入管廊已無問題。

燃氣管線有防爆、防腐和防泄漏要求,將其納入綜合管廊需要設置單獨隔離艙,地坪采用不產生火花地坪材料,除增加土建結構斷面以外,附屬設施中也需提高防災報警、防火滅災、通風等系統的等級。

排水管線本身是一種獨立的系統,通常每隔一定的距離即要求設置人孔以供人員進入維修,并且所收集的污水會產生硫化氫等有毒、易燃、易爆的氣體。若將污水管線納入綜合管廊中,當與其他管線同艙布置時,要求每隔一定的距離設置通風管道,以維持空氣的正常流通,還需配備硫化氫的監測設備,同時,應設置檢修通道給予養護人員操作空間；排水系統作為重力流管線,管廊縱坡應滿足排水管線需求,管廊縱斷設計時,應優先考慮與排水管線同坡,無法滿足時,應保證排水管線坡度,通過調整管廊頂板標高來處理。

根據上述管線分析,納入綜合管廊的管線為電力管線、通信管線、給水管線、再生水管線、天然氣管線、污水管線。故本工程納入綜合管廊的管線種類見表2。

表2 納入綜合管廊的管線種類及數量

2.2 綜合管廊標準橫斷面設計

基于《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838-2015）中5.3節的斷面布置原則,部分管道應單獨設立艙室,如燃氣管道,部分管道不能放置于同一艙室內,如熱力管道與電力管線,結合國內已建成的綜合管廊的情況,各類管線宜相互組合于同一艙室內的見表3。

表3 綜合管廊內宜安裝在同一艙室內的管線一覽表

根據本工程的入廊管線的實際情況,綜合考慮工程投資,本工程綜合管廊均采用三艙斷面,燃氣單獨成艙,給水、電力、電信管線同艙,怡西路污水與熱力同艙、怡東路、順義路污水與預留再生水同艙。因受污水管道出口處高程限制,污水管位于污水艙頂部,污水艙高程普遍高于其他艙室,為防止地基不均勻沉降,污水艙底板與替他艙室平齊,設置中隔板減少污水艙總高度方便污水艙維修,見圖2、圖3。

圖2 怡西路綜合管廊標準斷面（單位:mm）

圖3 怡東路、順義路綜合管廊標準斷面（單位:mm）

2.3 平面及縱斷面設計

綜合管廊平面位置位于人行道與非機動車道下,投料口與通風口位于人行道上,與樹池平齊,防火分區間距不大于200 m。管廊半徑需要滿足各類管線轉彎半徑要求,管廊轉彎一般采用不小于165°的轉角。

綜合管廊的覆土深度應遵循”滿足需求,經濟適用”的原則,綜合管廊埋深過淺,容易對地面設施造成影響,如綠化,市政管線交叉等；但綜合管廊埋深越深,開挖土方量越大,地下開挖施工所需要的支護費用越高,綜合管廊的結構尺寸也會提高,造成投資的增加,因此需要綜合考慮。

本工程綜合管廊豎向設計時縱坡原則上與道路縱坡基本一致,以減少土方量,同時在縱坡變化處應滿足各類管線折角需要。在穿越路口處,為避讓重力流管線,可以采用局部下凹或上跨的方法通過。為滿足綜合管廊正常運行,隔一定距離需要設置通風口、吊裝口、人員進出口、管線引出口等構筑物,埋深應盡量保證其縱坡的平順。

綜上所述,本工程綜合管廊標準段埋深6～7 m,板頂覆土深度3 m,穿越河道時,板頂高程距離河底高程大于1.0 m。最小縱坡3‰,過河段最大縱坡10%。

2.4 節點設計

綜合管廊節點設計包括設置人員出入口、逃生口、吊裝口、進風口、排風口、管線分支口等。是綜合管廊設計中關鍵的內容。

2.4.1 綜合井

為滿足綜合管廊的設備吊裝、人員逃生、通風、以及設備用房需求,本工程設置綜合井,分為兩大類,其中綜合井A包含設備吊裝孔、人員逃生孔、機械排風口、防火分區、集水井、設備用房功能。不大于400 m設置一處。綜合井B包含人員逃生孔、機械進風口、防火分區、集水井、設備用房功能。不大于400 m設置一處,與綜合井A間隔布置。燃氣艙獨用一套系統,其他艙室合用通風口及夾層至地面層投料口。吊裝口和逃生口設置在人行道上,并與人行道外側做平,通風口均通過鋼筋混凝土風道伸至綠化帶內,高出地面1 000 mm。

2.4.2 端部井

端部節點設置在各條管廊的起終點,每條管廊2個。端部加寬,滿足管線出線要求,并兼有逃生和進風的功能,做法與綜合井相同。

2.4.3 管線分支口

為滿足管線出入要求,需根據規劃和結合地塊性質,設置管線分支口。設置原則為:每個支路路口設置一處；支路間距大于200 m的,每隔200 m設置一處。

本工程三條道路綜合管廊位于道路一側人行道內。管線引出橫穿道路過街至道路另外一側時,通常采用管線直埋引出、上部箱涵引出及過街支廊引出等形式等形式。管道直埋引出,檢修時需對道路進行開挖；采用過街支廊方式引出,可避免對管道檢修時對道路進行開挖。因此,本工程管廊采用過街支廊形式引出,過街后在道路另一側設置端井。支廊位于相交道路路口時,接線井不出地面,另設置檢修通道引至兩側綠化帶處,見圖4。

圖4 過路支廊剖面圖（單位:mm）

本工程結合井需滿足電力電纜、通信電纜、給水管、天然氣管、熱力管共5類管線的出入,引出管線為8回10 kV電力、9孔φ100通信、DN300給水、DN300天然氣、DN300熱力管。

2.4.4 下穿七里河節點

本工程三條管廊均采用倒虹方式下穿七里河,考慮沖刷,管廊結構頂距離規劃河底不小于1 m,該段河道采用漿砌塊石護底。

其中怡西路污水隨管廊過河,污水倒虹管采用凹字形過河,敷設2根DN400污水管,一用一備。管道敷設于綜合管廊內,進水井布設于樁號K2+410處,出水井布設于樁號2+265處,井內設置閘門,手動啟閉。進水井之前設置沉泥井,落底為0.5 m。倒虹管上游標高為1 097.71 m,下游標高為1 097.20 m,設計流速0.95 m/s。

怡東路與順義路污水不過河,管廊過河段縮減為兩艙斷面。其中怡東路河道寬度約300 m,遠大于一個防火分區長度,故在河底偏一側設置一處綜合井,并在管廊兩側設置逃生通道兼做通風口至河岸后引至地面,地面逃生口、通風井高度高于河道百年洪水位1 m。

2.4.5 污水檢查井

本工程污水管每隔一定距離需設置檢查井接納污水支管。因污水管埋深較淺,故污水檢查井位于污水艙右上角,井底通行凈空不小于2.0m,管廊外壁內側另砌磚墻,確保污水不直接接觸主體結構,設井筒至地面,見圖5。

2.5 附屬設備設計

供電按二級負荷供電,每條綜合管廊 10 kV側采用單母線接線,不設聯絡開關。正常運行時,兩路10 kV電源同時供電,分列運行,當任何一路10 kV電源發生故障時,另一路10 kV電源均能滿足本項目全部二級負荷供電。10 kV采用放射式及鏈式相結合的供電形式。在人員出入口開關站內設置一處開關站內設2套10 kV中壓環網式開關柜（含進線柜、計量柜及至出線柜）,其中10 kV至變壓器開關柜采用負荷開關加熔斷器組,配置自供電源式EPF繼電保護裝置。

圖5 污水檢查井剖面圖（單位:mm）

監控與報警系統包含通信系統、通風、水泵、照明控制系統、環境和設備監測系統、視頻監控系統、入侵檢測系統、電子巡查管理系統、火災檢測和報警系統、可燃氣體探測和報警系統、防火門監控系統、語音通信系統以及出入口控制系統等。本系統通過信息化、自動化技術的實施應用,保障綜合管廊內各項業務的正常運行,提升綜合管廊管理人員的管理水平和工作效率。

通風系統按200 m一個防火分區劃分通風區段。采用機械排風、機械進風方式以滿足管廊內的散熱通風及換氣次數的要求,其中燃氣艙設置燃氣泄漏事故通風系統。各艙室通風換氣次數:綜合艙6次/h,燃氣艙12次/h,水艙6次/h。

消防系統分艙室設計,燃氣艙及水艙消防系統采用滅火器設計,每隔30 m放置兩具MF/ABC5型手提式磷酸銨鹽干粉滅火器,在每個人員出入口、投料口處設置有2具MF/ABC5型手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。綜合艙消防系統采用超細干粉滅火系統。超細干粉滅火系統采用局部應用保護方式,手動和自動組網聯動啟動方式。每20 m標準斷內,設有3個壁掛安裝水平噴射式超細干粉滅火裝置和3個懸掛安裝垂直噴射式超細干粉滅火裝置,采用膨脹螺栓固定于房間頂部和側壁。

3 結語

綜合管廊工程是一項設計多個專業,相互配合相互協調的系統工程。同時還需要與相關管線專項設計單位進行溝通與協調,對于設計人員的組織協調能力提出較高的要求。

污水管入廊,目前國內類似工程尚不多見,現有規范對于污水入廊的相關條文也比較少,朔州市七里河片區綜合管廊工程設計,考慮了包括污水管在內的多種工程管線入廊,為國內類似工程提供寶貴經驗。

TU992

B

1009-7716（2017）07-0285-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.087

2017-04-07

曹丹旦（1981-）,男,上海人,工程師,從事市政工程設計工作。