茂名滨海新区起步区城市地下综合管廊设计实例研究

刘衡

茂名滨海新区起步区城市地下综合管廊设计实例研究

刘衡

茂名滨海新区起步区城市地下综合管廊建设工程分为：博贺湾大道综合管廊工程、吉达大道综合管廊工程和新城东路综合管廊工程，建设总里程约为20.17km。其中博贺湾大道综合管廊7.27km，配电房3座和控制中心1座；吉达大道综合管廊9.52km，配电房4座和控制中心1座；新城东路综合管廊3.38km，配电房1座。

综合管廊；管廊断面；消防系统；通风系统；电气与自控系统；管廊结构

前言

综合管廊设计应以市政道路下部空间综合利用为核心，围绕市政公用管线布局，对地下综合管廊进行合理布局和优化配置，逐步形成和城市规划相协调，城市道路下部空间得到合理、有效利用，具有超前性、综合性、合理性、实用性的地下综合管廊系统。

1　设计思路

根据对起步区政管线建设现状及存在的问题调查分析，并结合综合管廊这一市政基础设施的特点，设计总体思路如下：

（1）市政管线尽量入廊：地下综合管廊作为不同种类地下管线的载体，应协调平衡，尽可能收纳较多的管线，以充分发挥其作用。

（2）断面尺寸应近、远期结合：管廊断面设计不仅要满足服务区域现阶段的实际需求，而且要充分考虑城市的长远发展，在地下综合管廊内合理预留发展空间，减少或避免城市道路的重复开挖。

（3）合理安排建设时序：在充分调查、了解、研究、掌握服务城镇、片区、小区实际需求的前提下，结合城市地块开发建设、道路新建和改造建设计划，合理安排管廊建设时序。

2　总体设计

2.1管廊设计原则

（1）综合管廊布局应与城市功能分区、建设用地布局和道路网规划相适应。

（2）综合管廊工程规划应结合地下管线现状，在城市道路、轨道交通、给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等专项规划及地下管线综合规划的基础上，确定综合管廊布局。

2.2管廊总体布局

综合考虑滨海新区起步区的城市总体布局、城市组团功能及分区、用地性质及建设情况、市政管线规划及建设情况、市政道路规划及建设情况、综合管廊系统布局等因素，提出起步区综合管廊一期工程布局（见图1）。

3　入廊管线及管廊断面设计

3.1博贺湾大道综合管廊

3.1.1入廊市政管线

根据现状及规划要求，博贺湾大道需入廊的地下市政管线有：DN800给水管、DN400～DN600再给水管、de300天然气管、24回路10kV电缆、6回路110kV电缆及16孔通信管。

3.1.2管廊断面设计

图1　茂名滨海新区起步区城市地下综合管廊平面总图

根据入廊管线的种类及规模，设计采用3舱型式，管廊断面外框尺寸8.8m×3.8m （宽×高），其中综合舱净尺寸3.5m× 3.2m，主要布置DN800管径的给水管、DN400-DN600的再生水管和16孔通信管；电力舱净尺寸2.4m×3.2m，主要布置110kV和10kV的电力管；燃气舱净尺寸1.8m×3.2m。具体布置见图2。

图2　博贺湾大道综合管廊断面图

3.2吉达大道综合管廊

3.2.1入廊市政管线

根据现状及规划要求，吉达大道需入廊的地下市政管线有：DN1200给水管、DN800再给水管、de200天然气管、16回路10kV电缆及12孔通信管。

3.2.2管廊断面设计

根据入廊管线的种类及规模，设计采用2舱型式，管廊断面外框尺寸7.75m×4.2m （宽×高），其中综合舱净尺寸5.1m× 3.6m，主要布置DN1200管径的给水管、DN800管径的再生水管、12孔通信管和10kV电力管；燃气舱净尺寸1.8m×3.6m。具体布置见图3。

3.3新城东路综合管廊

图3　吉达大道综合管廊断面图

3.3.1入廊市政管线

根据现状及规划要求，新城东路需入廊的地下市政管线有：DN1000给水管、DN300再给水管、de200～de300天然气管、24回路10kV电缆及16孔通信管。

3.3.2管廊断面设计

根据入廊管线的种类及规模，规划采用2舱型式，管廊断面外框尺寸6.55m×4.0m （宽×高），其中综合舱净尺寸3.9m× 3.4m，主要布置DN1000管径的给水管、DN300管径的再生水管、16孔通信管和10kV电力管；燃气舱净尺寸1.8m×3.4m。具体布置见图4。

图4　新城东路综合管廊断面图

4　消防系统设计

根据地下综合管廊内不同舱室的可燃物性质及火灾特点，采取不同的消防系统。将不同的消防系统通过各种组合方式，形成安全可靠、经济合理、组合最优的方案。

地下综合管廊内除了各种水管之外，还容纳了大量的电力电缆和通信电缆，虽然这些电缆多为阻燃电缆，但为了防止和扑灭地下综合管廊内发生的火灾，仍需在沟内设置必要的消防设施，除按间距20m间距设置磷酸铵盐干粉灭火器外，电力、管线舱还设置超细干粉无管网淹没式式灭火设备。对于变配电所，根据其电气火灾的特性，选用气体灭火系统。

5　通风系统设计

5.1综合管廊廊内

天然气舱：每个分区采用独立的通风系统，利用每个分区逃生口作为通风口，并在每个通风口内设置一台机械送（排）风机。逃生口及通风口均与景观绿化融为一体设计。

综合舱：每个防火分区采用独立的通风及排烟系统，在每个分区的两端各设置一个通风口，并在每个通风口内设置一台机械送（排）风（烟）机。

5.2设备间

设备间：地面上设置的控制中心、开关房、变配电所、路灯配电室、低压配电室、电气控制室采取自然进风、机械排风系统，通过窗户自然进风，侧墙安装轴流风机排风。

5.3风量计算

（1）综合管廊廊内：电力管道舱、热力舱的通风量在满足最小排风量6次/h同时，需确保风机运行不大于20min的情况下将沟内温度降至36℃以下，便于下人检修；天然气舱在满足通风换气不小于12次/h的同时，需确保风机运行不大于20min的情况下将沟内温度降至36℃以下，便于下人检修。

（2）设备间：控制中心、开关房、变配电所、路灯配电室、低压配电室、电气控制室按10次/h换气次数，电缆夹层按6次/h。

6　排水系统设计

由于地下综合管廊内管道维修的放空以及沟体本身的渗漏等，会造成一定的沟内积水，因此，沟内需设置必要的排水设施，以排除沟内的积水。在地下综合管廊内设有排水沟，其布置在地下综合管廊的一侧，排水沟断面尺寸采用200× 150mm，地下综合管廊横向拟设坡度2%。为保证地下综合管廊防火分区的隔断效果，每个防火分区的排水应自成系统，即在每个防火分区内的地下综合管廊最低点处设置集水井内，内设潜水排水泵将积水排入附近的雨水井内。其中，天然气舱排水系统独立设置。

7　标识系统设计

（1）综合管廊内部的控制设备、附属设施设置标识牌。附属设施如管线出舱口、逃生通道、逃生口、通风口、吊装口分别设置带编号的标识牌。灭火器设置带编号的标识牌。

（2）综合管廊内每隔20m设置一处里程标识。在交叉口和连接通道前设置方向标识牌。

（3）穿越箱涵和铁路处设置标识牌，并注明里程。

（4）综合管廊内的各专业管线每隔80m设置一处管线标识牌。

（5）变配电所前设置管廊介绍牌。

（6）综合管廊变配电所、连接通道、逃生通道处设置“禁止吸烟”标识牌。天然气舱通风口、吊装口、逃生口处设置“禁止烟火”标识牌。综合管廊内配电控制箱、配电间设置“有电危险”和“禁止触摸”标识。

（7）防火门两侧设置“注意脚下”标识。楼梯护栏处设置“当心坠落”标识牌。楼梯旁设置“注意碰头”标识牌。台阶上下处设置“小心台阶”标识。

8　电气与自控系统设计

电气设计包括配电系统、照明、建筑物防雷、接地及安全系统、火灾自动报警系统、弱电系统等。电气设计负荷等级按管廊内不同的用途和重要性分为二、三级。

根据沿线负荷布置情况及负荷分散、供电距离长的特点，综合管廊全线划分为12个供电区域，每个供电区域的供电范围约1.5km，设综合管廊专用变电所12座，每座变电所的配置基本相同，负荷容量基本接近。

设计拟将两座控制中心分别设置在博贺湾大道南段和吉达大道和吉港大道交界处，占地面积约分别为300m2，建筑面积约600m2，控制中心兼做消防控制室与值班室。

9　管廊结构设计

9.1管廊结构

管廊结构形式，主要有现浇钢筋混凝土和预制钢筋混凝土两种。根据实际情况，现浇施工工艺成熟，在结构整体性、防水性能、施工难度、施工机械等方面较预制结构有优势。设计综合管廊结构采用现浇钢筋混凝土管廊。

9.2变点所等建筑物

变配电房结构，均含一层地下室与管廊连接，地面一层，采用框架结构。对于上部结构，框架柱截面拟采用400× 400mm的，框架主梁及次梁宽度取200mm，主梁的梁高一般取梁跨度的1/8～1/12，次梁的梁高一般取梁跨度的1/12～1/16，屋面板厚度取120mm。

9.3基坑支护

设计基坑开挖深度为6～7m，适用于钢板桩支护。为保证基坑土方开挖、管廊结构施工、周边桥梁及车辆人员通行的安全，根据本工程基坑开挖深度、工程地质条件和周边地形，从安全、经济、合理、可行的角度出发，可考虑拉森钢板桩+放坡、拉森钢板桩+钢管撑两种支护方式。

9.4管廊过河、过快速路段节点设计

9.4.1管廊过河

博贺湾大道综合管廊在平面线位上有四处与河道垂直相交，管廊需下穿河道，河床平均深度约为3m。过河段应安排在枯水季节施工，采用钢板桩支护或土石围堰、明挖施工通过。

9.4.2管廊快速路

管廊需下穿现状快速路（茂名港大道）处，考虑采用顶推法通过，先对快速路进行托换保护后，管廊采用预制形式，顶推预制管廊通过。

10　结束语

茂名滨海新区起步区城市地下综合管廊的建设，既能促进地下空间集约利用，又能提高管线防灾能力、消除拉链路，从而建设出新型现代化、环境美好、和谐安全的城市。

[1]《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）.

[2]《城市工程管线综合规划规范》（GB20289-98）.

[3]《室外排水设计规范》（GB50014-2014）.

[4]《城镇燃气设计规范》（GB50028）.

[5]《电力电缆隧道设计规程》（DL/T5484）.

所获荣誉及奖励：广东省优秀工程勘察设计行业奖三等奖、广东省优秀工程咨询行业奖一等奖和三等奖。

研究成果：出版《中山市基于海绵城市理念下的市政项目优化设计研究》研究报告，已通过中山市住房与城乡建设局科技成果鉴定，并进行了社会公示。

TU990.3

A

2095-2066（2016）31-0172-03

2016-10-23

刘 衡（1986-），男，汉族，工程师，主要从事市政给水排水工程设计工作。