瑯岐環島路二期地下綜合管廊工程設計分析

肖澤榮

(福州市規劃設計研究院 福建福州 350001)

瑯岐環島路二期地下綜合管廊工程設計分析

肖澤榮

(福州市規劃設計研究院 福建福州 350001)

結合福州市瑯岐環島路二期地下綜合管廊工程，闡述了綜合管廊的設計要點，詳細介紹了管廊的工藝設計、結構設計及施工方法，并闡述若干設計體會：一是對于軟土地基上建設綜合管廊，建議管廊結構基底與道路路基處理形式盡量一致；二是利用頂管穿越河道，應足夠重視頂管節段之間以及頂管與沉井之間的防水設計；三是設計軟土路基上的綜合管廊應考慮路基施工對綜合管廊的影響。

綜合管廊；工藝設計；結構設計；施工方法

0 引言

由于傳統直埋式管線占用道路的地下空間較多，管線的敷設往往又不能和道路的建設同步，道路建成后的管線增容擴容不但造成了“拉鏈路”現象，而且常導致管線事故頻發[1]。為提升管線建設水平，保障市政管線的安全運行，有必要采用新的管線敷設方式-綜合管廊。綜合管廊是指城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信和給排水等市政管線集于一體，并設有專門的投料口，管線分支口和完善的安全監測系統，實施統一規劃、統一建設和統一管理[2]。

瑯岐環島路二期地下綜合管廊是福州市第一條綜合管廊，筆者參與其設計和施工現場服務，回顧分析該項目工程，旨在為類似工程的設計人員提供借鑒。

1 項目背景

瑯岐島規劃為以生態旅游度假、健康養生、智慧創意、休閑宜居等綜合服務為主體的生態旅游島，其市政管線建設應能有力支撐該區域未來的發展，建設綜合管廊不僅能使瑯岐島的基礎設施建設上一個新臺階，同時其本身作為一種較新型的市政基礎設施標志，能夠促進瑯岐島的整體城市發展，引領瑯岐島開發的新方向，也是瑯岐島市政管線建設的新趨勢、新方向。

根據瑯岐島綜合管廊專項規劃，瑯岐島綜合管廊分為干線綜合管廊和支線管廊，其中干線管廊沿著瑯岐環島路西北段、東段及雁行江主干路布置，規劃長度約18.9km。本次修建的瑯岐環島路二期綜合管廊位于瑯岐島西側，全長約3.9km。

圖1 瑯岐島綜合管廊規劃

2 綜合管廊工藝設計

2.1納入綜合管廊的管線

瑯岐島地形平坦，環島路的道路縱坡較緩，若將雨污水納入綜合管廊內，管廊則需設置一定的縱坡，以滿足雨污水管的輸送要求，這樣勢必增加綜合管廊的埋置深度，最后將增加管廊的施工難度及工程造價，因此雨污水管不考慮納入本次設計的綜合管廊。另外，根據《城市綜合管廊工程技術規范》，燃氣管進入綜合管廊必須分倉設置，為了降低工程造價，燃氣管道也不考慮納入管廊。本次設計的綜合管廊僅將給水管、電力、通信、中水管納入廊內，燃氣、雨水、污水管道直埋于路下。管廊內管線如表1所示。

表1 綜合管廊內管線種類一覽表

2.2綜合管廊的管位布置

干線綜合管廊一般布置在道路中央綠化帶內，但根據瑯岐島用地規劃，環島路二期的管線需求主要集中在道路的西側，若將綜合管廊布置在道路中央綠化帶內，則需要設置大量的橫穿管溝，容易造成路面不均勻沉降和工程造價的增加，因此，該工程的綜合管廊布置在道路西側的非機動車道下。管廊管位布置如圖2所示。

圖2 管廊管位布置圖(單位：m)

2.3綜合管廊的橫斷面布置圖

綜合管廊除了安裝管道位置外，還需預留寬度不小于1. 0m的維修通行通道。根據管線需求、設備安裝、檢修和巡查需要，本次設計的綜合管廊西側為電力倉，放置電力纜線，凈寬高尺寸為1800mm×2500mm，東側為綜合倉，放置給水管、中水管和通信管，凈寬高尺寸為3100mm×2500mm，管廊頂、底板厚為350mm，側墻及中隔墻厚為300mm，外形結構尺寸為5800mm×3200mm。管廊橫斷面布置如圖3所示。

2.4綜合管廊的豎向及排水設計

綜合管廊的縱坡基本與道路縱坡一致，按最小0.3%的排水縱坡設計，管廊遇到橋梁、涵洞等障礙物時，采用頂管穿越，管廊通過設置沉井與頂管連接。在管廊內的低點設置排水集水槽，內設排水潛水泵，以排除積水槽內的積水。在排水潛水泵出水管上安裝同口徑小阻力柔性橡膠圈、止回閥和檢修手動蝶閥，排水出水管出管廊后就近排入城市道路雨水系統。排水潛水泵具有自動啟停功能，排水泵的啟停由設于集水坑內的液位繼電器控制，高液位開泵，低液位停泵，超高液位報警。

2.5綜合管廊的投料口設計

投料口是管廊內的管線進料通道，同時兼做逃生井。為減少綜合管廊外露部分對景觀的影響，投料口設置在側分隔帶內，露出地面部分的高度為400mm，上蓋不銹鋼蓋板，設置防止從外側入侵設施，投料口尺寸為1200mm×700mm，其構造如圖4所示。

圖4 管廊投料口構造圖(單位：mm)

2.6綜合管廊穿河的節點設計

該項目的綜合管廊全長約2.9km，沿線與4條規劃河道相交，規劃河底標高約1.5m(羅零高程)。管廊穿越河道可以采用管廊結構直接穿越或者采用頂管穿越，該項目若采用管廊直接穿越河底，考慮抗浮及結構頂覆土厚度，管廊結構底標高達到-5.0以下，基坑的開挖深度將超過11m，施工難度極大，且造價高，因此該項目的綜合管廊穿越河底均采用頂管穿越，在河道兩側分別設置一個沉井與管廊銜接，該節點構造如圖5所示。

圖5 管廊穿越河道的節點構造(單位：mm)

2.7綜合管廊的消防設計

該項目的綜合管廊內設置防火分區，每隔200m設置防火墻，其中東西兩倉分為兩個防火分區，全線共設置20個防火分區，同時在東西兩個倉之間設置連通通道，并設置防火門。每個防火分區單獨設置通風排煙系統，通風分區之間的防火門采用常閉式防火門。電纜倉采用超細干粉自動滅火系統。管廊標準防火區間消防平面布置如圖6所示。

圖6 管廊標準防火區間消防平面布置(單位：mm)

利用設于中控室及管廊內的火災報警控制器、聯動控制設備進行消防自動報警及聯動控制，火災報警控制器通過耐火光纜聯網。聯動控制柜在接收報警控制器報警信號后，切斷相關部位的非消防電源，接通火災應急照明燈和疏散燈。其中電力倉，關閉相關部位的風機和防火閥并接受其反饋信號，啟動干粉滅火裝置并接受其反饋信號，干粉滅火完成后啟動風機和防火閥通風，對于綜合倉，關閉相關部位的風機和防火閥并接受其反饋信號，隔絕滅火完成后開啟風機和防火閥通風。

3 綜合管廊結構設計和施工方法

3.1綜合管廊的結構設計

該項目的綜合管廊采用鋼筋混凝土結構，為適應地基變形，減少不均勻沉降和混凝土收縮裂縫，結構沿縱向不超過30m設置一道變形縫。管廊結構按彈性地基上的閉合框架模型計算結構內力，據此進行結構的截面設計和配筋設計。頂底板及側墻均按偏心受壓構件計算。結構計算時考慮結構及設備自重、管溝內部管線自重、土壓力、地下水壓力、地下水浮力、汽車荷載以及其它地面活荷載，閉合框架的計算模型及彎矩包絡圖如圖7～圖8所示。

圖7 閉合框架計算模型(單位：kPa)

圖8 基本組合下的閉合框架彎矩包絡圖(單位：kN·m)

3.2綜合管廊的施工方法

考慮到該項目管廊結構的出線口、投料口及下穿河道與沉井連接等節點較多，綜合地質條件、施工工期、工程造價及施工難度等因素，最終認為該管廊結構宜采用現澆施工。管廊的基坑深度約6m，由于管廊基本位于淤泥段，無放坡開挖條件，因此采用“鋼板樁+鋼管內支撐”支護。鋼板樁既起圍護作用，同時可以起止水作用。鋼板樁采用U形鋼板樁，長度一般為12m，臨近建筑物段樁長為15m。鋼管支撐采用Φ351×16mm鋼管，基坑支護施工空間按1m考慮。標準斷面支護如圖9所示。

圖9 標準斷面支護圖(單位：mm)

4 結語

通過瑯岐環島路二期地下綜合管廊的設計和施工現場服務，筆者有以下幾點設計體會：

(1)該項目綜合管廊與道路路基基底均采用土體換填的軟基處理方式，管廊建成至今已有兩年多，管廊與路基之間未形成不均勻沉降，因此對于軟土地基上建設綜合管廊，建議管廊結構基底與道路路基的軟基處理形式盡量一致，避免管廊與路基的沉降不一致而導致路面塌陷。

(2)在管廊下穿河道段，為了減少開挖深度，降低施工難度，利用了頂管穿越河道，管廊結構通過沉井與頂管連接，但由于頂管節段之間以及頂管與沉井之間的防水設計未引起足夠重視，導致施工后不久出現了漏水現象，因此在今后的類似工程中應加強對以上位置的防水設計。

(3)由于管廊結構和道路路基施工交叉進行，在路基壓實過程中，已施工完的管廊結構發生了偏移現象，后通過計算分析，發現是路基壓實過程中，路基及管廊結構底的軟土產生了整體擾動，導致管廊偏移，因此對于軟土路基上的綜合管廊，設計時應考慮路基施工對綜合管廊的影響。

綜合管廊作為新型的集約化、科學化和綜合化的市政管線敷設方式及城市基礎設施建設模式，是城市建設發展之路的必然選擇?，樶h島路二期的地下綜合管廊，作為福州市建設的第一條綜合管廊，它的建成將為福州市下一步的綜合管廊全面建設提供示范作用。

[1] GB 50838-2015 城市綜合管廊工程技術規范[S].2015.

[2] 王恒棟，薛偉辰. 綜合管廊工程理論與實踐[M].北京：中國建筑工業出版社，2013.

AnalysisthedesignworkofUndergroundUtilityTunnelProjectinthesecondphraseofLangqiHuandaoRoad

XIAOZerong

(Fuzhou Planning Design & Research Institute ,Fuzhou 350000)

Taking Underground Utility Tunnel Project in the second phrase of Langqi Huandao Road in FuZhou as case study, the key design points of Underground Utility Tunnel were expounded, moreover, the process design, structural design and construction method of Underground Utility Tunnel were introduced in details. Some design experience could be obtained, including: 1. For the Underground Utility Tunnel built on soft soil foundation, the treatment method of the foundation of Underground Utility Tunnel is suggested to use the same method as subgrade. 2. The waterproof design between top tunnel segments or top tunnel and caisson should be paid attention to, when the top tunnel is used to cross river. 3. The influence of subgrade construction on the Underground Utility Tunnel should be considered in the design of Underground Utility Tunnel built on soft soil foundation.

Underground Utility Tunnel; Process design; Structure design; Construction method

TU990.3

A

1004-6135(2017)10-0086-04

肖澤榮(1977.11- )，男，高級工程師。

E-mail:529942757@qq.com

2017-08-17