談廈門市集美核心區地下綜合管廊給水管道設計

吳 藝 芳

(廈門水務規劃設計研究有限公司，福建 廈門 361009)

根據城市綜合管廊技術規范定義，綜合管廊是在城市地下建造的市政公用隧道空間，將電力、通信、供水等市政公用管線，根據規劃的要求，集中敷設在一個構筑物內，實施統一規劃、設計、施工和管理。綜合管廊適合于交通、管線設施較多的機動車道、城市主干道以及配合各種地下鐵道等工程地段，可以用于道路寬度難以滿足直埋鋪設多種管線的路段，同時避免路面反復開挖的問題。本文以廈門市集美新城核心區地下綜合管廊給水管道為例，對給水管道入廊設計進行探討，總結。集美新城核心區的綜合管廊于2010年開工建設，片區總規劃面積4.6 km2，片區結合主干管路網形成“三橫三縱”的網狀布置，覆蓋整個核心區，目前已建成大部分投入使用(見圖1)。

1 入廊管材比選及管道接口形式

管廊內給水管道設計中首先關注的是管材的選用。常用的給水管材有鋼管、球墨鑄鐵管、PE管、鋼管等，通常選用時從管材的抗腐蝕性能、承壓能力、抗水錘能力、溫差變形等方面進行比較(詳見表1)。目前，在管廊給水管道管材選用中，鋼管使用較普遍，球墨鑄鐵管也逐漸開始在推廣，PE管選用較少。由于管廊內空間有限，選用的管材類型也要滿足現場的施工條件。核心區鋪設在管廊內的給水管主要以輸配水管為主，管徑為DN200～DN500。因此，在管材選用中，鋼管、球墨鑄鐵管、PE管等均能滿足管徑要求，綜合以上各因素，集美核心區內管廊給水管道主管材選用鋼管。其中鋼管又分焊接鋼管、無縫鋼管。鋼管具有強度高、耐震動、重量輕的優點。鋼管的焊縫質量是影響其整體性能的最主要的因素之一，普通的焊接鋼管一般是采用卷板平板板材于現場人工焊接而成，而無縫鋼管一般在廠里采用熔融狀態的鋼水通過機械將其壓制成型，相比之下，無縫鋼管的質量更穩定，尤其是承壓能力上無縫鋼管較普通鋼管有很大提高。

表1 入廊管材比選

由于管廊內管道為明敷，不存在回填土的作用力效應，在選用主管材時應當考慮到管材的連接方式。鋼管有焊接、法蘭、溝槽連接。焊接安裝質量對焊接工人技術依賴性強，質量難穩定;焊縫是薄弱處，口徑小時(管徑小于DN800)，管道內補口是未能很好解決的難題,且對施工空間要求較大；法蘭連接有較好的強度和緊密性，應用普遍,對施工空間要求較低,安裝簡易,但存在不能很快地裝配與拆卸，制造成本較高后期搶修不便等問題；溝槽連接安裝簡單，穩定性好，對施工空間要求較低，DN300及以下口徑較為成熟，在房建上應用普遍，最大口徑一般為DN600(CJ/T56—2001),存在缺點是只能較小的管徑應用，且后期存在搶修不便的問題。球墨鑄鐵管有T型接口、自錨接口。球墨鑄鐵管由于其接口形式，在管廊中的使用較少，但隨著改良以及接口形式的多樣化，球墨鑄鐵管在管廊中的使用也越來越普遍。T型接口由于一體性較差，防脫性能差，在管線的拐彎處必須要設置抵抗軸向力的支墩，管廊內支墩所占空間大，在轉彎段采用鋼管且必須要設置抵抗軸向力的支墩，管廊內支墩所占空間大，支墩工程量大。采用自錨接口，屬于剛性接口，一體性強。但安裝間隙要求較高，制造成本較高，目前應用案例較少。集美新城核心區管廊內管道主要采用鋼管，法蘭連接或者焊接，集美新城核心區和美路管廊見圖2。

2 支線設計

管廊引出口的設計通常都是通過與管廊主體單位、市政管線產權單位溝通后確定各支線引出點。一般大約200 m間距一個引出口。引出分支通常有支廊引出和管線直埋引出兩種方式。本項目采用的是管線直埋引出方式。在支廊分支出口局部加寬、加高斷面。管線從管廊雙側側墻出廊，與預埋的過路套管銜接，并接至各類管線預留直徑，供道路兩側地塊需求。本項目采用的是管線直埋引出方式(詳見圖2)。根據消防規范，給水管每個不大于120 m的距離，引出支管設置消火栓，由于在進行管廊主體設計時可能考慮到引出口建設成本問題，引出口一般按照200 m間距一個，大于消火栓120 m間距，只能從同一個引出口埋設鋪設消火栓的支線，保證消火栓間距。

3 防腐

目前，在管廊中，鋼管使用較普遍，球墨鑄鐵管也逐漸開始在推廣，PE管選用較少。核心區內管道設計主管材為鋼管，其中部分為焊接鋼管，部分為無縫鋼管。在地下綜合管廊應用中，鋼管的弱點主要是抗腐蝕能力差。鋼管明敷，無法通過電化學防腐，只能通過防腐涂料。供水管線水泥沙漿襯里鋼管內防腐(標準CECS 10：89)或者IPN8710高分子無毒涂料鋼管內防腐；外防腐通常采用環氧富鋅+環氧云鐵+聚氨酯(涂料)，成品鋼管采用環氧樹脂粉末(詳見表2)。

表2 鋼管外防腐方式比選

4 管線的附屬設施

于管道隆起處設置排氣閥，于低凹處設置放空閥(放空閥就近管廊集水坑設置)，在每個防火分區的兩端各設置一個手電一體式的電動閥門(如圖3節6處)，支管設置手動閥門(圖3節5b處)，閥門檢修應當符合消火栓檢修的要求。電動閥門電源就近管廊雙電源低壓配電箱用電纜專線引入現場控制站。控制站內PLC根據采集管道內壓力信號及流量信號按工藝要求開/關相應的電動閥門，并且由光纖環網將控制站采集的信號聯通，通過控制站GRRS將控制站閥門運行狀況及壓力信號進行遠程傳輸。為方便日后運行維護管理，在設計階段應明確后續電動閥門或流量計遠傳信號的去向。

5 管道安裝凈距要求

表3 綜合管廊的安裝凈距

根據GB 50838—2015綜合管廊工程技術規范對管道安裝凈距規定,DN500管道與管廊主體最小凈距a(表3綜合管廊的安裝凈距)為DN500,目前設計施工中通常遇到的問題，管道距離側墻凈距為400 mm，達不到國標500 mm的要求，然而，管廊主體已立項并批概，無法調整管廊斷面。鋼管焊接空間不足，側面焊縫較難焊接；鋼管法蘭連接空間夠，但成本高，后期搶修不方便。在這種情況下，建議項目前期在管廊斷面設計時合理考慮安裝控件，或者實在無法調整斷面時，應盡早明確管道連接方式。

6 結語

通過對案例設計施工、運行維護的總結，可以在新項目中借鑒良好的經驗，對一些存在的問題進行改良。

參考文獻：

[1] GB 50838—2015,城市綜合管廊工程技術規范[S].

[2] GB 50013—2006,室外給水設計規范[S].

[3] GB 50268—2008,給水排水管道施工及驗收規范[S].

[4] 靳俊偉,彭 穎.山地城市綜合管廊規劃設計探討[J].給水排水，2015(3):115.

[5] 陳普立.淺談廣州大學城綜合管廊內給水管線的設計特點[J].廣東科技，2006(5):138-139.