合肥市某综合管廊工程设计要点探讨

杨 杰，余轶鹏，贾如升

(1.皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237012；2.合肥市市政设计院有限公司，安徽 合肥 230041)



合肥市某综合管廊工程设计要点探讨

杨 杰1，余轶鹏2，贾如升1

(1.皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237012；2.合肥市市政设计院有限公司，安徽 合肥 230041)

结合合肥市某综合管廊工程，从入廊管线选择、标准断面设计和管廊结构设计三个方面着重介绍了地下综合管廊的总体设计方法；同时，对综合管廊内的消防系统、排水系统、通风系统、电气系统及监控系统等附属设施设计进行阐述和分析。研究表明：合肥市新站区城市地下综合管廊工程技术上可行，具有一定的可操作性和可实施性，为类似工程提供参考。

综合管廊；市政管线；标准断面；附属设施；消防设计

近年来，伴随着我国新型城镇化建设步伐的加快，城市面貌日新月异，但“马路拉链”、城市“看海”等现象屡见不鲜，不仅给我们带来巨大的经济损失，甚至是侵吞了无辜的生命。因此，引入市政工程规划建设的新模式在我国快速城市化的发展时期迫在眉睫。综合管廊，也称综合管沟、共同管道、共同沟等[1-3]，顾名思义城市地下管线的综合走廊，即在城市地下建设一个隧道空间，收容给排水、电力、燃气、热力、通讯等各类工程管线的构筑物及附属设施。综合管廊的建设可有效减少交通拥堵，改善市容，提高环境质量，提升城市形象[4]。目前，随着国家住建部综合管廊试点城市工作的开展，综合管廊建设进入了快速发展期。以下结合合肥新站区少荃湖片区综合管廊建设，对工程设计要点进行探讨和总结。

1 工程概况

合肥市新站区位于城区东北部，是国家战略性新兴产业基地；少荃湖片区在新站区总体规划中是城市综合功能之核。根据区域定位和产业发展，少荃湖片区地下综合管廊被列入合肥市首批试点管廊工程，项目选址于新站区少荃湖北岸，区域范围为：东至护城路；南至荃湖北路；西至童亭路；北至白乳泉路，用地面积9.02平方公里。结合少荃湖片区各地块特点及道路交通规划，地下综合管廊的布置路段为：梅冲湖路、魏武路、文忠路、大众路，如图1。四条线路均为片区主干道，形成“口”字形布置，同时适当外延辐射周边地块；综合管廊全长10.5 km，工程中涉及的市政管线类型有给水、中水、污水、雨水、电力、通信、热力和燃气管线等。

2 综合管廊总体设计

2.1 入廊管线选择

2.1.1 给水管道

随着新型高强度化学管材在给水工程中的应用，管材的防腐问题得以解决。工程片区由合肥市三水厂、六水厂等联合供水，区域给水接自魏武路DN400管网，采用支墩将其敷设于地下综合管廊的底板上。此外，工程特别针对给水管道事故爆管设有报警装置，可根据液位开关、压力开关上的信号侦测异常情况并采取关阀和减压等措施等。

2.1.2 中水管道

中水管道作为给水管道的一种，纳入综合管廊不存在技术问题。新站区少荃湖片区规划供水普及率达到100%，中水回用率达到40%，因此本工程中水管道考虑纳入综合管廊。

2.1.3 排水管道

排水管道包括雨水管道和污水管道，两者均为重力流且埋深较深。在研究区域范围内，梅冲湖路规划有DN500雨水管涵，魏武路规划有DN500-DN1800雨水管道，文忠路和大众路规划有DN500的雨水管涵，结合工程实际地形情况，雨水管不进入地下综合管廊，规划片区雨水就近排入于湾、龚河湾、少荃湖水系。

少荃湖片区规划污水通过魏武路、西山驿路等主干管排至于湾污水处理厂，其中，魏武路规划有DN1600-DN1800的污水主干管，其余道路均规划有DN500的污水管。若将污水管道纳入地下综合管廊内，必须考虑其对地下综合管廊空间布局的影响；另外由于污水管道的纵坡变化较大，需增设多座污水泵站进行提升，大幅增加投资运营。因此，本工程不考虑将排水管线纳入地下综合管廊内。

图1 少荃湖片区综合管廊区域布置

2.1.4 电力管线

电力管线从技术和维护角度而言纳入地下综合管廊没有障碍。少荃湖片区以110 kV电压等级作为本规划区的输电电压，中压配电电压等级为10 kV，低压配电电压为220/380 V。设计将电力电缆(110 kV)、通信电缆置于一舱，采用立柱和支架的形式进行敷设。

2.1.5 通信管线

通信管线纳入地下综合管廊需要解决信号干扰及防火等问题，光纤管线的日益普及显示其抗干扰的优势。规划区内的电信、移动、联通、网通、铁通及有线电视的光、电缆线路采用电讯管道共沟敷设。在主干路或者商业、工业聚集区域上，弱电排管孔数为4×6，其他区域上弱电排管孔数为3×4。

2.1.6 燃气管线

少荃湖片区规划气源为西气东输天然气，同时阜阳北路制气厂LNG释放站作为应急气源。目前，规范[5]对于燃气管线能否进入地下综合管廊没有明确规定，但在燃气管线纳入地下综合管廊时，严格要求分舱独立敷设，同时对于通风及检测的要求也大大提高，这样增加了工程的直接投资和维护管理成本。故本工程中燃气管线不进入管廊。

图2 综合管廊道路布置断面

2.1.7 热力管道

热力管道维修比较频繁，可考虑将其集中放置在地下综合管廊内，并采用支墩敷设于管廊的底板上。区域内东方热电厂位于淮海大道南侧，供热总规模410 t/h，道路上热力管径一般为DN300～DN400，该热电厂与合肥热电厂联合为新站区供热。

综上所述，少荃湖片区综合管廊工程设计将给水管道、电力电缆、通信电缆以及热力管道纳入地下综合管廊，并预留中水管道位置。

2.2 标准断面设计

2.2.1 综合管廊道路平面位置确定

地下综合管廊的平面位置主要考虑道路横断面、规划管位的安排以及管网附属设施的布置；另外，管廊每隔一定距离会有通向地面的通风口及人员出入口，需要考虑减小对道路通行及景观的影响。根据规划方案，本工程将地下综合管廊布置于道路的绿化带或人行道下。如图2所示。

2.2.2 综合管廊标准断面

综合管廊标准断面内部净宽和净高尺寸应根据容纳管线的种类、规格、数量、安装、运行、维护等要求综合确定[5]；对于经济合理的设计断面，还需考虑各特殊部位结构形式、分支走向，以及设置点的地质状况、沿线交通运输等。少荃湖片区管廊工程基本不穿越河流和地铁等，施工将采用明挖为主，综合管廊的断面形式采用矩形断面。

本工程综合管廊的标准断面设计有如下两种类型：(1)A型综合管廊：6.5 m×3.6 m双舱断面，容纳有2回110 kV高压电力电缆、10 kV中压电力电缆、通信电缆、给水管线(预留中水管线)和供热管线，内部预留有人行空间，如图3所示。(2)B型综合管廊：5.4 m×3.6 m双舱断面，容纳有10 kV中压电力电缆、通信电缆、给水管线(预留中水管线)和供热管线，内部预留有人行空间，如图4所示。片区各道路综合管廊断面类型及长度见下表1。

图3 A型综合管廊断面(6.5 m×3.6 m)

图4 B型综合管廊断面(5.4 m×3.6 m)

道路名称长度(km)管廊形式断面类型大众路(梅冲湖路～魏武路)1．3双舱A大众路(杨柳路～梅冲湖路)0．4双舱A大众路(魏武路～荃湖北路)0．4双舱A梅冲湖路(童亭路～大众路)2．4双舱A梅冲湖路(大众路～西山驿路)0．7双舱B文忠路(袁庄路～荃湖北路)2．6双舱B魏武路(文忠路～西山驿路)2．7双舱B合 计10．5

2.3 结构设计

2.3.1 综合管廊结构设计

地下综合管廊属于城市生命线工程，结构的设计必须符合国家相关标准。管廊采用钢筋混凝土结构，主体结构强度等级为C30防水混凝土，抗渗等级为P6；钢筋采用HRB400和HP235级钢筋；管廊底部垫层采用C15素混凝土。根据管廊结构承受的主要荷载，采用结构自重及覆土重量抗浮设计方案，结构抗浮安全系数Kf>1.05。

2.3.2 综合管廊防渗设计

少荃湖片区综合管廊为现浇钢筋混凝土结构，分缝间距为20～30 m，可有效地消除钢筋混凝土因温度、收缩、不均匀沉降而产生的应力；在节与节之间设置变形缝，内设橡胶止水带，并用低发泡塑料板和双组份聚硫密封膏嵌缝处理，并在缝间设置剪力键，以减少相对沉降，保证沉降差不大于30 mm，确保变形缝的水密性。

3 综合管廊附属设施设计

3.1 消防系统

在综合管廊内的各种管线中，电力线路具有自身起火的可能性较大[6-7]，规范[8]要求对变电所、控制室等电缆密集且有人员值守的部位应设置灭火装置。在电气火灾中气溶胶灭火装置效果显著[9]，本工程电力舱拟采用S型气溶胶灭火系统；而对于给水、热力舱，由于无电力电缆且结构相对简单，一般均为无人状态，可配置一定数量的移动式灭火器。

少荃湖片区综合管廊电力舱按200 m长度设一个防火分区，工程共设124个防火分区。电力舱采用DKL型壁挂式S型气溶胶自动灭火装置，灭火设计密度取140 g/m3；给水、热力舱每隔20 m设置2具型号为MF/ABC4手提式磷酸铵盐干粉灭火器，充装重量为4 kg，灭火器优先设置于防火门附近。

3.2 排水系统

沿管廊各防火分区全长方向设置排水沟，横断面地坪以1%的坡度坡向排水沟，排水沟纵向坡度与管廊纵向坡度一致，但不小于3‰。在管廊投料口、通风口以及局部低洼点等适当部位设集水坑，内设1台排水泵，单泵排水量为25 m3/h，扬程15 m，功率2.2 kW；排水管接出综合管廊后就近接入道路雨水系统。

3.3 通风系统

在综合管廊每一区段，结合投料口利用百叶窗自然进风，两端各设机械排风机一台；通风口的面积根据综合管廊的截面尺寸、通风区间经计算确定。换气次数应在2次/h以上，换气所需时间不宜超过30 min。

3.4 电气系统

根据少荃湖片区综合管廊运行负荷要求，监控设备、应急照明为二级负荷，其他为三级负荷。控制中心设置一台250 kVA的10/0.4 kV变压器，在综合管廊沿线均匀设置7个160 kVA 的10/0.4 kV分变压器。在工程全线供电区域中，照明：230.4 kW；检修插座：1 280 kW；风机：173.9 kW，排水泵：585.2 kW，控制中心：150 kW，总装机容量约2 498.3 kW，计入变压器损耗，同期系数：0.37，经无功功率补偿后，总计算容量约826.8 kW，设置变压器容量为1 370 kVA，总负载率为66.1%。

3.5 监控系统

管廊自动化监控系统包括：设备监控系统；现场检测仪表；安保系统；电话系统；火灾报警系统。设置管廊控制中心一处，包括两套监控工作站、一套安防工作站、一套管理工作站、一套服务器柜、一套核心通讯柜(内装工业以太网交换机)、一套UPS柜。监控计算机通过工业以太网交换机与现场ACU控制器通讯，实时控制管廊内各设备的运行。

4 设计探讨与建议

(1)城市地下综合管廊是一个涉及多个专业融合的复杂工程，而管廊断面设计及附属设施设计在整个工程中举足轻重。目前国内管廊工程的建设中，管廊断面可供参考的主要形式有单舱型、双舱型、三舱型和复合舱等，这需要结合工程的具体需求、道路入廊管线的类型及数量、城市基础设施完善情况及经济环境状况等因素；在管廊附属设施的设计时，消防系统的设计同样是工程的重中之重，所采取的主要形式有水喷雾灭火系统、高压细水雾灭火系统、气溶胶灭火系统以及超级干粉灭火系统等，除依据相关规范考虑具体的工程对象外，还需要结合灭火装置的机理、特性、响应及持续时间、以及后期的运行维护等综合选择。

(2)在涉及两条综合管廊碰撞处的节点设计是工程的难点所在。规范[5]对综合管廊内人员出入口、逃生口、吊装口、进风口和排风口等作了相关规定，而对于干线综合管廊与支线综合管廊交叉处的节点设计并未作工程上的统一要求。部分工程采取了“出线井”的衔接方式，在满足综合管廊内管道交叉布置、人员通行要求基础上，减少工程局部体积以节省投资。对于管线的交叉设计和优化处理，将在后期的工作中作进一步的学习和研究。

(3)推进城市地下综合管廊建设规划先行，必须在充分调研的基础上进行城市地下空间开发研究，探讨综合管廊工程建设的科学性和可行性；并考虑城市的远期发展规划，结合地方实际，减少工程建设的盲目性。

(4)自2003年以来，《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》(国发〔2013〕36号)、《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27号)、《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》(国办发〔2015〕61号)等一系列文件的密集发布，国家政策层面的支持力度空前。未来我们不止需要在技术方面提高综合管廊在地下空间规划的系统性和协调性，还需在运行管理模式上不断完善和创新，使综合管廊充分发挥其经济效益，社会效益和生态效益。

[1]钱七虎，陈晓强.国内外地下综合管线廊道发展的现状、问题及对策[J].地下空间与工程学报，2007，3(2)：78-81.

[2]王璇，陈寿标.对综合管沟规划设计中若干问题的思考[J].地下空间与工程学报，2006，2(4)：51-54.

[3]白海龙.城市综合管廊发展趋势研究[J].中国市政工程，2015(6)：78-81.

[4]范翔.城市综合管廊工程重要节点设计探讨[J].给水排水，2016，42(1)：117-121.

[5]建设部.GB 50838—2015城市综合管廊工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2015.

[6]宋丽丽，张建强，秦淑辉.青岛河东路综合管沟工程设计[J].给水排水，2010，36(4)：105-110.

[7]赵颖，朴兰.大连保税区填海区综合管沟设计[J].中国给水排水，2008，24(4)：47-50.

[8]建设部.GB50016—2014建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

[9]王建，王恒栋，祁峰.综合管沟消防设计研究[J].城市道桥与防洪，2008(1)：73-76.

Discussion on Design Points of a Utility Tunnel Engineering in Hefei City

YANG Jie1, YU Yipeng2, JIA Rusheng1

(1.DepartmentofArchitectureandCivilEngineering,WestAnhuiUniversity,Lu’an237012,China; 2.HefeiMunicipalDesignInstituteCo.,Ltd.,Hefei230041,China)

Combine the utility tunnel engineering in Hefei City, and focuses on the overall design method of utility tunnel by three directions with the Selection of Pipelines in utility tunnel, the design of standard cross-section and the design of Structure in utility tunnel; Presents and analyzes the design of accessorial works from the fire system, the city drainage system, the ventilation system, the electrical system and the monitoring system with utility tunnel at the same time. The study shows that the utility tunnel engineering is technically feasible in new station area in Hefei, it has something operability and practicability to do and provides

with other similar engineering.

utility tunnel; municipal pipeline; standard cross-section; accessorial works; fire design

2016-08-20

皖西学院校级自然项目(WXZR201618)。

杨杰(1983-)，男，安徽合肥人，讲师，硕士，研究方向：城市给排水工程与技术。

TU99

A

1009-9735(2016)05-0095-04