長沙高鐵新城綜合管廊工程總體設計淺析

彭濤

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

0 引言

長沙市是2015年首批國家地下綜合管廊試點城市，計劃分為三批進行建設，分別是：第一批高鐵新城片區綜合管廊，長度為40.87 km；第二批湘江新區梅溪湖片區綜合管廊，長度為15.15 km；第三批湘府西路綜合管廊工程，長度為4.39 km。本文對筆者參與的長沙高鐵新城片區綜合管廊工程設計進行簡述，從片區建設的實際情況出發，分析了綜合管廊總體方案，重點對綜合管廊和沿線相關工程的關系以及實際工程中采用的解決方案進行闡述。最后對該工程的設計經驗進行總結，并提出思考建議，希望對未來城市地下綜合管廊的建設提供一些啟發和幫助。

1 工程概況

長沙高鐵新城綜合管廊分兩期實施，第一期實施工程包括瀏陽河以東的勞動東路延長線、高塘坪路、金桂路、中軸大道、香樟東路，以及瀏陽河以西京港澳高速東西輔道綜合管廊工程（見圖1）。

圖1 高鐵新城綜合管廊系統布置圖

2015年，擬開發建設區域在瀏陽河以西由于長沙南站的帶動作用，骨架路網已基本形成，同時完成了部分居住用地、商業開發的建設。瀏陽河以東尚未形成建設規模，已建設完成的主要是軌道交通黃興車輛段（位于勞動東路沿線南側）和地鐵2號線，正在建設的有會展中心等公共建筑物，以及長沙南站至長沙黃花機場的磁浮軌道（位于勞動東路延長線）、地鐵4號線等市政工程。

擬建設區域地勢平坦，屬于河流沖積階地，土層分布均勻，地質條件較好。

2 總體設計

2.1 斷面設計

根據高鐵新城片區管線綜合規劃及試點城市建設需求，管廊內擬納入管線的規模和種類見表1。

根據規范規定和當地實際情況的需求，該工程斷面設計主要遵循以下原則：

（1）天然氣管線單獨設置艙室。

（2）雨水管線以箱涵的形式與管廊共建。

表1 擬納入綜合管廊內的管線種類和數量

（3）110 kV和220 kV以上（含）等級電力電纜單獨設置艙室。

（4）僅在示范路段（勞動東路延長線）考慮設置檢修車。

根據以上原則對高鐵新城片區的綜合管廊標準斷面進行布置，其中典型路段綜合管廊斷面布置如圖2、圖3所示。

圖2 勞動東路延長線綜合管廊標準斷面圖（單位：mm）

圖3 香樟東路綜合管廊標準斷面圖（單位：mm）

2.2 平面、豎向設計

綜合管廊的平面設計主要依據如下原則：

（1）優先布置在道路紅線范圍內。若道路紅線范圍外綠地權屬明晰，也可布置在綠地內。

（2）優先布置在道路中央綠化隔離帶下方，其次是機非隔離綠化帶下方。若無條件時，則布置在人行道下方。

該工程中高塘坪路、金桂路綜合管廊位于中央綠化帶下方；勞動東路延長線、香樟東路、中軸大道和京港澳高速西輔道由于磁浮軌道、地下車行通道等限制，管廊布置在機非隔離綠化帶和人行道下方；京港澳高速東輔道綜合管廊布置在道路紅線外綠地內。典型位置關系圖如圖4、圖5所示。

圖4 勞動東路延長線綜合管廊、道路位置關系圖（單位：mm）

圖5 高塘坪路綜合管廊、道路位置關系圖（單位：mm）

綜合管廊豎向設計主要考慮兩種情況：

（1）有雨水箱涵等重力流管線共建的情況。綜合管廊豎向坡度應滿足排水需求。

（2）無重力流管線情況。綜合管廊豎向埋深一般為2.5～3 m，主要滿足綠化種植、抗浮等要求，豎向坡度滿足覆土及自身排水需求即可。

2.3 節點設計

2.3.1 交叉口

交叉口設置在兩條管廊相交處，一般為上下層交叉結構，便于管廊內管線和檢修人員的互通。由于交叉口處一般為雨污水等重力流管線的交匯處，綜合管廊還應做好相應避讓措施。

2.3.2 人員出入口

人員出入口是為了便于檢修人員或其他特殊情況人員進出綜合管廊而設置的出地面節點。該工程為了減少出地面節點對道路景觀的影響，在勞動東路延長線結合人行過街地道共設置了三處暗埋式人員出入口。在此處管廊需倒虹由人行地道下方穿越，為保證雨水箱涵坡度，設計將雨水箱涵與管廊分離（見圖6）。

圖6 勞動東路延長線綜合管廊人員出入口平、剖面圖（單位：mm）

2.3.3 通風口

通風口主要功能是保障通風設施的安裝及運行，一般還兼顧人員逃生及配電設備間的功能。該工程綜合艙和天然氣艙分別設置專用通風口，通過出地面格柵與外界空氣進行交換。出地面格柵應盡量布置在綠化隔離帶內（見圖7）。

圖7 綜合管廊通風口平、剖面圖

2.4 與相關工程關系及處理

綜合管廊是線性的地下構筑物，常與道路上其他市政設施發生平面和豎向沖突，因此設計階段協調處理好綜合管廊與規劃的、在建的其他設施的平面、豎向關系，將有利于工程實施。

2.4.1 與磁浮軌道的關系

長沙南站至機場的磁浮軌道在高鐵新城片區內采用高架形式沿勞動東路延長線敷設，其軌道橋墩已實施完成，并在綜合管廊開工建設階段實現了通車運行。磁浮軌道標準橋墩為獨立橋墩結構，采用四樁承臺，樁基類型為直徑1～1.5 m的人工挖孔樁，樁端持力層為中風化泥質粉砂巖（見圖 8）。

圖8 磁浮軌道現狀圖

根據《城市軌道交通結構安全保護技術規范》（CJJ/T 202—2013），規定城市軌道交通結構外部作業凈距控制應符合相關要求（見表2）。

表2 城市軌道交通結構外部作業控制凈距要求 m

為避讓磁浮軌道橋墩，盡量減少綜合管廊施工對其產生影響，將綜合管廊主線布置在道路南側輔道和人行道下方，外輪廓線距橋墩承臺邊基本大于15 m，基坑采用放坡開挖形式（見圖9）。

圖9 放坡開挖基坑剖面圖（單位：mm）

根據規劃，片區金桂路、高塘坪路、東四線管廊均與勞動東路延長線管廊相交，并向北延伸。三段管廊均由磁浮橋墩下穿過。為減小實施過程中對橋墩產生的影響，管廊平面設計時調整了線形，使管廊外輪廓與橋墩距離大于10 m，同時基坑開挖時采用人工挖孔樁護壁，控制距離滿足規范要求（見圖 10）。

圖10 交叉口處管廊橫穿軌道橋墩平面圖

2.4.2 與地鐵的關系

片區內規劃有多條地鐵線路，其中與此次工程相關的主要有地鐵2號線、4號線一期等，其中2號線主體已完成，管廊建設期間實現了通車運行；4號線一期計劃近期建設，管廊建設期間已開工。相關安全控制距離見表2。

2號線在片區段沿中軸大道敷設，位于道路北側綠地內，在中軸大道和金桂路交叉口西北角出光達站后，橫穿金桂路，向北進入黃興車輛段。在該段范圍內，2號線軌頂標高約為28.5 m，采用明挖形式建造，結構板頂標高約34.5 m，金桂路設計路面標高約36.5 m，結構板頂覆土約2 m。由于2號線已先期建設完成并進入運行階段，金桂路綜合管廊在橫跨2號線處采用排管方案穿越（見圖11）。

圖11 金桂路管廊排管過地鐵方案（單位：mm）

4號線由瀏陽河西側沿勞動東路進入片區，向東南方向經長沙南站沿中軸大道敷設至杜家坪路后轉向南延伸，近期在片區內設6座車站，其中京珠東站和桂花大道站分別與京港澳高速東輔道和香樟東路綜合管廊垂直交叉。

擬建設地鐵站體覆土一般3 m左右，高度15 m左右。綜合管廊難以直接從地鐵站上方或下方穿越。經與軌道部門協商，地鐵站體采用預留下凹槽的方式，下凹槽寬度略大于管廊外包寬度，管廊由站體上方穿過，既可以滿足地面道路鋪裝要求，對地鐵站功能影響也較小（見圖12）。

圖12 香樟東路管廊過地鐵站方案平、剖面圖

2.4.3 與現狀管線關系

根據現場收集資料，京港澳高速東輔道有一根現狀DN600次高壓天然氣管線，其大部位于東輔道外側綠地內，局部位于東輔道紅線內，與綜合管廊線位有多處交叉。該管線在管廊建設期范圍內需保證天然氣連續供應，待東輔道綜合管廊建成后，再遷改至綜合管廊內，因此在綜合管廊建設過程中需對該管線臨時保護。

2.4.4 與變電站及電力隧道關系

電力纜線是綜合管廊內重要的市政管線。其管線自身的系統性較強，需在各等級變電站間互聯互通，系統內的110/220 kV及以上電壓等級的電纜一般還要自建電力隧道敷設。綜合管廊在建造過程中要處理好與各變電站、電力隧道之間的接口關系。

根據電力專項規劃，片區內與綜合管廊相關的電力設施共兩處：金桂路沿線110 kV光達變電站一座，需與金桂路綜合管廊連通；勞動東路延長線至京港澳高速段電力隧道，其西端與京港澳高速綜合管廊連通，東端接入勞動東路延長線綜合管廊。

在光達變電站處，金桂路綜合管廊設置電力專用引出通道引出至道路紅線邊，與變電站內電力通道連通。

勞動東路延長線綜合管廊電力艙向西延伸，在位置適宜處由南側穿越磁浮軌道橋墩至道路北側，并預留通道接電力隧道（見圖13）。

圖13 勞動東路延長線管廊接電力隧道平面圖

京港澳高速東輔道綜合管廊在與電力隧道相交處，由綜合管廊電力艙接入電力隧道頂管工作井內，實現電力電纜的連通。

3 結語

長沙高鐵新城片區綜合管廊是第一批國家地下綜合管廊試點工程，建設時間緊、任務重，需與片區內其他多項工程協調實施界面，并且在國內第一次系統地將天然氣管線納入到管廊內。因此在建設過程中遇到了較多困難，也積累了許多經驗，在此一并梳理，希望可供未來綜合管廊建設參考。

（1）新城區在規劃階段應統籌考慮軌道交通、道路交通、綜合管廊及地下空間等工程，協調相互之間的平面、豎向關系及實施界面，有利于建設階段工程順利實施。

（2）綜合管廊納入的管線種類應實事求是。綜合管廊是城市基礎設施的轉型提升，其規模大小應尊重城市的客觀需求，不宜片面追求大而全，納入的管線種類也應優先考慮重要的生命線。

（3）綜合管廊在總體設計過程中應盡量整合各類功能節點，減少特殊節段數量，讓綜合管廊回歸其作為市政管線輸送、配給廊道的本質。

（4）綜合管廊的總體設計，如標準斷面、功能節點布置等，應創造條件實現標準化。標準化的設計不僅在建設期內有利于工程開展，也可為后期簡便高效的運營管理創造條件。

（5）綜合管廊實施過程中應同步開展入廊管線的各項建設工作，切實做到統一規劃、統一建設，以免給將來管線入廊帶來困難或造成公共資源浪費。