漢中市漢寧路綜合管廊工程設計

劉步云

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司）

1 引言

綜合管廊是21世紀我國新型城市市政基礎設施建設現代化的重要標志之一[1]，它避免了由于埋設或維修管線而導致路面重復開挖的問題，還為規劃發展需要預留了寶貴的地下空間。科技部、住建部都已把綜合管廊作為新城建設、舊城全面改造的一項市政管線綜合布置的新科技做深入地研究和推廣。

隨著漢中市城市化進程的加快，城市地下管線建設發展非常迅猛，但隨之而來的地下管線管理問題也越來越多。施工破壞地下管線造成的停水、停氣、停電以及通信中斷事故頻發；“馬路拉鏈”現象已經成為城市建設的痼疾；地下管線引發的問題已成為城市百姓心中難以消除的痛。

漢中市中心城區漢寧路管廊項目建設就是貫徹落實《國務院辦公廳關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》（國辦[2015]61號），做好地下綜合管廊建設項目，可以節約利用地下空間、防止道路反復開挖、增強地下管線的防災能力[2]。

2 工程概況

漢中市漢寧路是位于中心城區的一條城市主干路，道路全長為8728m，規劃道路紅線寬度為50m，道路下規劃有污水、雨水、給水、燃氣、電力和通信（見表1）。

表1 漢寧路規劃管線

3 總體設計

3.1 入廊管線確定

本次納入綜合管廊的管線有給水、電力和通信管線。雨水管線與污水管線管徑較大，雨污水管線排水為重力流，對城市地形要求較高，由于道路不可能一直順坡，進入綜合管廊必然會增加綜合管廊的埋深，且很難滿足排放的坡度和坡向，需要中途設置較多加壓泵站，增加重力管線接入的難度。根據規范要求[3]，燃氣管需單獨另設一艙。綜合考慮工程造價和工程安全性，本工程不將燃氣和雨污水管線納入綜合管廊。

3.2 綜合管廊斷面確定

綜合管廊共分為電力艙和水信艙兩個艙。電力管線單獨成艙，給水和通信管線共用一個艙。電力管線、通信管線和管廊自用電纜敷設于管廊兩側墻壁上的電纜橋架上，給水管敷設于支墩上。電纜橋架之間，給水管道與電纜橋架之間，給水管道與墻壁之間留出足夠空間，方便檢修，檢修通道凈寬為1.0m。通過綜合分析，確定水信艙凈尺寸為B×H=2.2×2.6m，電力艙凈尺寸為B×H=1.9×2.6m，考慮管廊 壁 厚，總 尺 寸 為B×H=4.95×3.25m（見圖1）。

圖1 綜合管廊標準斷面

3.3 綜合管廊平面設計

本次設計綜合管廊隨道路敷設，位于道路中心北側機非分隔帶下，管廊中隔墻中心線距離道路中心線為13.175m。管廊全長為8728m，共設置49個防火分區。防火分區的距離不應超過200m，每個防火分區可以作為一個獨立的通風區段，起點和終點各設置一個進風口和排風口。卸料口的設置距離小于400m，共設置26個卸料口。人員出入口的設置距離小于1000m，共設置6處人員出入口。同時，管廊內仍需要設置逃生口，保證人員的快速逃生。為了減少構筑物的種類，結合項目需要，將通風口、卸料口、人員逃生口合并成為集合三種功能為一體的構筑。A型風亭功能為逃生、卸料、進風，B型風亭的功能為逃生、排風（見圖2）。

圖2 綜合管廊平面布置示意圖

3.4 綜合管廊豎向設計

綜合管廊的埋深對工程造價影響很大。因此在滿足管廊使用功能的情況下，盡量減少埋深。管廊的敷設深度要考慮管廊的敷設位置及覆土要求，雨水、污水支管的埋深、風亭的敷設深度要求。最終確定管廊外頂覆土為2.5m～3.0m，在與雨水管、污水管、排洪渠等交叉時管廊局部下沉。管廊設計坡度盡量與道路坡度保持一致，坡度超過10%時，需要設置臺階或者防護地坪，并做防滑措施。

3.5 綜合管廊出艙設計

為了保證道路向兩側地塊和向交叉道路預留市政管線的需求，給水、電力、通信管線均需要設置出艙口。出艙口有兩種類型，A型為給水單獨出艙，主要是用于設置消火栓。B型為集合了給水、電力、通信一塊出艙的出艙口。除交叉路口外，每隔200m左右設置一處B型出艙口，給水、電力、通信管線出艙后預留至紅線外2.0m，末端設置檢查井。

3.6 支墩和支吊架設計

給水管道在管廊內敷設需要設置支墩，采用混凝土支墩，間距為6m，并通過管箍固定。電力和通信管線敷設在電纜橋架上，電纜橋架采用成品橋架，設置間距為1.0m。在管廊頂板隔10m設置一個吊環，用于管線的吊裝運輸。

4 綜合管廊結構和基坑設計

4.1 結構設計標準

①管廊結構設計合理使用年限為100年，結構安全等級為一級。結構中各類構件的安全等級與整體結構的安全等級相同。

②地基基礎設計等級為乙級。

③管廊環境類別：外側為二b類，管廊內側為二a類。防水等級為二級，當管廊位于綠化帶下時，頂板加設耐根穿刺防水層。

④管廊主體結構耐火極限不低于3.0h。

⑤管廊抗震設防烈度為7度，地震分組為第二組，設計基本地震加速度值為0.10g，設計特征周期值為0.40s；場地類別屬Ⅱ類，屬抗震一般地段，抗震等級二級。

⑥抗浮穩定性抗力系數不低于1.05。

⑦結構構件的裂縫控制等級為三級。裂縫最大寬度限制值不超過0.20mm，且不得貫通。

4.2 管廊防水設計

綜合管廊防水等級為二級，結構主體混凝土采用自防水混凝土（內摻微膨脹高效抗裂防水劑），結構主體外側采用3.0mm厚改性瀝青聚乙烯胎防水卷材（自粘型）+PVC防塌陷板防水卷材保護層。

變形縫采用復合防水措施。變形縫處綜合管廊外圍底板、壁板、頂板均設置CB350×8的中置式橡膠止水帶和聚硫密封膏止水，管廊與水土接觸的外圍周邊加設外貼式止水帶。

4.3 管廊基坑設計

本項目地質情況比較復雜，結合地勘資料和項目現場的時間情況，漢寧路管廊采用的基坑支護方式為放坡開挖+土釘墻支護或者鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁+橫向支撐的支護方式（見圖3）。

圖3 基坑施工現場

5 綜合管廊附屬設施設計

5.1 消防系統

綜合管廊防火分區間距不應超過200m，每個防火分區通過200mm厚的防火墻配甲級防火門隔斷，防火門應常閉。電力艙和水信艙設置手提磷酸銨鹽干粉滅火器和火災自動報警系統。手提磷酸銨鹽干粉滅火器每隔20m配置2具（4kg，MFZ/ABC4）。電力艙設置超細干粉滅火系統，滅火裝置沿著管廊頂部采用均衡布置的方式懸掛在中間位置。管道穿越防火墻需要設置穿墻套管，套管和管道之間填充防火材料。

5.2 排水系統

綜合管廊內排水通過設置排水溝和集水坑實現，排水溝的尺寸為B×H=0.2×0.1m，排水溝坡度一般為3‰，最小縱坡為2‰。結構和管道滲水通過排水溝排入集水坑，集水坑設置在防火分區的低點，集水坑尺寸為B×L×H=1.5×1.5×2.0m，集水坑內設置兩臺潛水泵將排水提升至管廊外市政雨水井內。

5.3 通風系統

本綜合管廊工程配套的通風系統考慮平時通風和災后清空通風，采用機械進風、機械排風的通風方式。每個防火分隔一端設機械進風井，另一端設機械排風井，對管廊形成推拉式的縱向通風換氣。

綜合管廊內通風系統在平時正常運行工況下采用定時啟停控制。當某一通風區間的空氣溫度和氧氣濃度超過設定值，溫度或含氧量探測器報警，同時啟動該通風區段通風設備投入使用強制換氣，直到溫度下降和氧氣濃度達到要求并維持30min以上自動關閉通風設備，通風系統返回平時運行工況。

當工作人員需進入管廊進行檢修或巡查時，提前1h手動開啟巡邏區段內風機，在檢修人員入廊檢修期間，風機一直保持開啟狀態，直到檢修結束。

當任一艙防火分區內發生火災時，該防火分隔及相鄰兩個防火分隔的送、排風機停止運行，并關閉送風機和排風機下防火閥，兩端（常閉）防火門確保關閉，使著火區密閉缺氧，加速滅火減少損失。等確認火災熄滅后，開啟該防火分隔和相鄰防火分隔的風機和電動防火閥，排出剩余煙氣。有害氣體已排除后返回平時運行工況。

5.4 供電系統

綜合管廊內的消防設備、監控與報警設備、應急照明設備為二級負荷供電，其余為三級負荷供電。由沿線城市公網就近分別引入兩回路10kV電源進行供電，供電變壓器亦采用兩臺。兩回路電源要求同時工作，當一路電源發生故障時，由另一路電源帶全部負荷運行，兩路電源負荷保證率均要求100%。

5.5 照明系統

綜合管廊監控站與綜合管廊廊內設置一般照明和應急照明。綜合管廊內人行道上的一般照明平均照度不小于15lx；出入口和設備操作處的局部照度為100lx。監控室照明照度不小于300lx。管廊內疏散應急照明照度不低于5lx。

正常照明配電箱采用手動/自動控制相結合的方式。手動控制包括控制箱箱面按鈕及設于該區間內各出入口的按鈕盒控制，便于人員進出時開關燈；也可通過自動化系統PLC控制，以便于遠方監視。不論何種控制方式，照明狀態信號均反饋至自動化系統PLC系統，當火災發生時，由火災自動報警系統聯動控制強制起動應急照明，并切斷正常照明的供電。

5.6 自控系統

本工程綜合管廊監控與報警系統包括環境與附屬設備監控系統、儀表系統、視頻監控及安防系統、離線式巡檢系統、通信系統及火災自動報警系統。

環境與設備監控系統設計為基于PLC的集散控制系統。PLC控制器以太網連接，環境與設備監控系統的中央監控設在監控中心控制室。PLC控制站監控范圍為防火分區內各艙的設備及儀表。每個防火分區各倉分別設置溫濕度、氧氣、水位、液位、硫化氫檢測，所有儀表信號接入PLC，實時監測管廊內環境參數。

視頻監控系統通過系統前端監控點攝像機采集圖像信息，系統主機處理后在相連的監視器上反映監控場景，在每段防火分區的每個倉內設置3臺攝像機，分別實現兩邊的防火門入口及全倉的監測，監測任何進入防火分區內的人員情況。

管廊出入口及風口設置紅外雙鑒探測裝置，相應感應信號輸出到相應PLC控制器進行監控；當紅外入侵報警時，監控中心立即在主監控屏彈出報警現場畫面，啟動聲光報警并啟動相應區域的照明，攝像機轉至報警現場進行攝像并錄制。

在管廊每個倉內的綜合管廊人員出入口、逃生口、卸料口、進風口、排風口；配電間及附設設備安裝處；管道閘門安裝處；電力電纜接頭處等設置電子巡視點。

綜合管廊內設置電話系統，電話主機設置在監控中心，每個分區通風口設置電話主機，電話主機通過光纖接入監控中心主機。每個防火分區每隔50m設置一臺電話副機，副機接入對應的電話主機。

火災自動報警系統的功能是實現對綜合管溝的全程監測，將火災報警信息及時、準確地傳輸到監控中心，實現火情預警、火災報警、火災處理及疏散，使管溝內的人員及時撤離現場，保護人身安全。

5.7 標識系統

本次綜合管廊標識系統共分8類，分別為管廊介紹與管理牌、入廊管線標識、設備標識、管廊功能區與關鍵節點標識、警示標識、方位指示標識、樁號標識、重要節點位置標識。

管廊介紹與管理牌主要標明片區綜合管廊規劃、管廊建設時間、規模、容納管線基本情況等內容，明確管廊管理情況、單位、責任人、組織構架等內容。

入廊管線標識主要標注各類入廊管線屬性，包括名稱、規模、產權單位、緊急聯系電話等內容，設備標識主要標注管廊內各類設備的名稱、基本數據、使用方法、緊急聯系電話等內容，管廊功能區與關鍵節點標識主要標注管廊中各類功能區及關鍵點編號與名稱，警示標識主要起警示、提示各類安全隱患的作用，方位指示標識主要標注管廊運營里程、方向方位、參照點等內容。

管廊介紹與管理牌主要布設于主要出入口。入廊管線標識主要布設于各類入廊管線上。設備標識主要布設于各類設備周邊。管廊功能區與關鍵節點標識主要布設于各類功能區及關鍵節點處醒目位置。警示標識主要布設于管廊內各危險隱患周邊醒目位置。方位指示標識主要布設于管廊內各關鍵位置節點。其中運營里程樁號沿程布設，間距為25m。各類標識牌布設時均應保證其指示功能，并保證過往人員有良好的視線條件。

6 結語

漢寧路所在區域為城市中心區域，漢寧路管廊的建設可以提高中心城區區建設現代化程度和市政基礎設施的標準，保證市政管線穩定、高效地運轉，便于管理和檢修，避免“馬路拉鏈”對街道景觀的破壞，營造良好的城市生態系統，增加城市管線的綜合防災抗災能力和使用壽命。

同時，漢寧路管廊采用的是PPP模式實施，由中交第四公路工程局有限公司與漢中市城市建設投資有限公司聯合成立漢中中交基礎設施投資有限公司，對中心城區地下綜合管廊投資、建設、運營、維護。以政府和社會資本合作方式參與城市基礎設施和綜合管廊建設的企業，可以探索通過發行企業債券、中期票據、項目收益債券等市場化方式融資[4]。本項目可作為中交集團實施PPP模式的案例。