朔州市七里河片区综合管廊工程总体设计

2017-08-07曹丹旦

城市道桥与防洪 2017年7期

关键词：管廊管线污水

曹丹旦

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司,上海市 200092）

朔州市七里河片区综合管廊工程总体设计

曹丹旦

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司,上海市 200092）

朔州市七里河片区综合管廊共建设了怡西路、怡东路、顺义路共7.6 km的综合管廊。结合其设计特点,详细介绍了该工程纳入管线、断面选择、平面布局、节点设计等方面的设计经验,可供相关专业人员参考。

综合管廊；断面设计；管线分支口；通风口；污水管

1 概况

1.1 工程概况

本工程位于山西省朔州市朔城区七里河两岸,共包含怡西路、怡东路、顺义路三条综合管廊。总长度7.6 km,见表1、图1。

表1 主要工程量表

图1 七里河片区综合管廊总图布置图

根据朔州市的发展目标,在市政配套工程建设当中引入综合管廊这一地下管线综合建设及管理的新理念,做到城市基础建设与管理并重,保证大型市政主干管的安全运行,创造朔州市市政建设的新亮点,不仅能够优美城市环境,减少城市道路重复开挖对人民日常生活和交通带来的影响,同时对提升城市基础设施的现代化水平,将起到良好的示范和推动作用。

1.2 工程特点

（1）本工程入廊管线品种较全,包括电力、电信、给水、燃气、热力、污水管并预留中水管位。

（2）本工程综合管廊都要下穿跨越七里河,其中怡西路的污水管也需要下穿跨越七里河。七里河宽度较宽,过河段约150～300 m,均接近或超过一个防火分区的长度。

（3）为进一步减少道路重复开挖的可能性,本工程在相交路口均预留了过路支廊。

2 工程设计

2.1 纳入管廊的管线分析

从工程投资、管线维护、安全运营的角度出发,给水管、再生水管、电力电缆、电信电缆、热力管线纳入管廊已无问题。

燃气管线有防爆、防腐和防泄漏要求,将其纳入综合管廊需要设置单独隔离舱,地坪采用不产生火花地坪材料,除增加土建结构断面以外,附属设施中也需提高防灾报警、防火灭灾、通风等系统的等级。

排水管线本身是一种独立的系统,通常每隔一定的距离即要求设置人孔以供人员进入维修,并且所收集的污水会产生硫化氢等有毒、易燃、易爆的气体。若将污水管线纳入综合管廊中,当与其他管线同舱布置时,要求每隔一定的距离设置通风管道,以维持空气的正常流通,还需配备硫化氢的监测设备,同时,应设置检修通道给予养护人员操作空间；排水系统作为重力流管线,管廊纵坡应满足排水管线需求,管廊纵断设计时,应优先考虑与排水管线同坡,无法满足时,应保证排水管线坡度,通过调整管廊顶板标高来处理。

根据上述管线分析,纳入综合管廊的管线为电力管线、通信管线、给水管线、再生水管线、天然气管线、污水管线。故本工程纳入综合管廊的管线种类见表2。

表2 纳入综合管廊的管线种类及数量

2.2 综合管廊标准横断面设计

基于《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）中5.3节的断面布置原则,部分管道应单独设立舱室,如燃气管道,部分管道不能放置于同一舱室内,如热力管道与电力管线,结合国内已建成的综合管廊的情况,各类管线宜相互组合于同一舱室内的见表3。

表3 综合管廊内宜安装在同一舱室内的管线一览表

根据本工程的入廊管线的实际情况,综合考虑工程投资,本工程综合管廊均采用三舱断面,燃气单独成舱,给水、电力、电信管线同舱,怡西路污水与热力同舱、怡东路、顺义路污水与预留再生水同舱。因受污水管道出口处高程限制,污水管位于污水舱顶部,污水舱高程普遍高于其他舱室,为防止地基不均匀沉降,污水舱底板与替他舱室平齐,设置中隔板减少污水舱总高度方便污水舱维修,见图2、图3。

图2 怡西路综合管廊标准断面（单位:mm）

图3 怡东路、顺义路综合管廊标准断面（单位:mm）

2.3 平面及纵断面设计

综合管廊平面位置位于人行道与非机动车道下,投料口与通风口位于人行道上,与树池平齐,防火分区间距不大于200 m。管廊半径需要满足各类管线转弯半径要求,管廊转弯一般采用不小于165°的转角。

综合管廊的覆土深度应遵循”满足需求,经济适用”的原则,综合管廊埋深过浅,容易对地面设施造成影响,如绿化,市政管线交叉等；但综合管廊埋深越深,开挖土方量越大,地下开挖施工所需要的支护费用越高,综合管廊的结构尺寸也会提高,造成投资的增加,因此需要综合考虑。

本工程综合管廊竖向设计时纵坡原则上与道路纵坡基本一致,以减少土方量,同时在纵坡变化处应满足各类管线折角需要。在穿越路口处,为避让重力流管线,可以采用局部下凹或上跨的方法通过。为满足综合管廊正常运行,隔一定距离需要设置通风口、吊装口、人员进出口、管线引出口等构筑物,埋深应尽量保证其纵坡的平顺。

综上所述,本工程综合管廊标准段埋深6～7 m,板顶覆土深度3 m,穿越河道时,板顶高程距离河底高程大于1.0 m。最小纵坡3‰,过河段最大纵坡10%。

2.4 节点设计

综合管廊节点设计包括设置人员出入口、逃生口、吊装口、进风口、排风口、管线分支口等。是综合管廊设计中关键的内容。

2.4.1 综合井

为满足综合管廊的设备吊装、人员逃生、通风、以及设备用房需求,本工程设置综合井,分为两大类,其中综合井A包含设备吊装孔、人员逃生孔、机械排风口、防火分区、集水井、设备用房功能。不大于400 m设置一处。综合井B包含人员逃生孔、机械进风口、防火分区、集水井、设备用房功能。不大于400 m设置一处,与综合井A间隔布置。燃气舱独用一套系统,其他舱室合用通风口及夹层至地面层投料口。吊装口和逃生口设置在人行道上,并与人行道外侧做平,通风口均通过钢筋混凝土风道伸至绿化带内,高出地面1 000 mm。

2.4.2 端部井

端部节点设置在各条管廊的起终点,每条管廊2个。端部加宽,满足管线出线要求,并兼有逃生和进风的功能,做法与综合井相同。

2.4.3 管线分支口

为满足管线出入要求,需根据规划和结合地块性质,设置管线分支口。设置原则为:每个支路路口设置一处；支路间距大于200 m的,每隔200 m设置一处。

本工程三条道路综合管廊位于道路一侧人行道内。管线引出横穿道路过街至道路另外一侧时,通常采用管线直埋引出、上部箱涵引出及过街支廊引出等形式等形式。管道直埋引出,检修时需对道路进行开挖；采用过街支廊方式引出,可避免对管道检修时对道路进行开挖。因此,本工程管廊采用过街支廊形式引出,过街后在道路另一侧设置端井。支廊位于相交道路路口时,接线井不出地面,另设置检修通道引至两侧绿化带处,见图4。

图4 过路支廊剖面图（单位:mm）

本工程结合井需满足电力电缆、通信电缆、给水管、天然气管、热力管共5类管线的出入,引出管线为8回10 kV电力、9孔φ100通信、DN300给水、DN300天然气、DN300热力管。

2.4.4 下穿七里河节点

本工程三条管廊均采用倒虹方式下穿七里河,考虑冲刷,管廊结构顶距离规划河底不小于1 m,该段河道采用浆砌块石护底。

其中怡西路污水随管廊过河,污水倒虹管采用凹字形过河,敷设2根DN400污水管,一用一备。管道敷设于综合管廊内,进水井布设于桩号K2+410处,出水井布设于桩号2+265处,井内设置闸门,手动启闭。进水井之前设置沉泥井,落底为0.5 m。倒虹管上游标高为1 097.71 m,下游标高为1 097.20 m,设计流速0.95 m/s。

怡东路与顺义路污水不过河,管廊过河段缩减为两舱断面。其中怡东路河道宽度约300 m,远大于一个防火分区长度,故在河底偏一侧设置一处综合井,并在管廊两侧设置逃生通道兼做通风口至河岸后引至地面,地面逃生口、通风井高度高于河道百年洪水位1 m。

2.4.5 污水检查井

本工程污水管每隔一定距离需设置检查井接纳污水支管。因污水管埋深较浅,故污水检查井位于污水舱右上角,井底通行净空不小于2.0m,管廊外壁内侧另砌砖墙,确保污水不直接接触主体结构,设井筒至地面,见图5。

2.5 附属设备设计

供电按二级负荷供电,每条综合管廊 10 kV侧采用单母线接线,不设联络开关。正常运行时,两路10 kV电源同时供电,分列运行,当任何一路10 kV电源发生故障时,另一路10 kV电源均能满足本项目全部二级负荷供电。10 kV采用放射式及链式相结合的供电形式。在人员出入口开关站内设置一处开关站内设2套10 kV中压环网式开关柜（含进线柜、计量柜及至出线柜）,其中10 kV至变压器开关柜采用负荷开关加熔断器组,配置自供电源式EPF继电保护装置。

图5 污水检查井剖面图（单位:mm）

监控与报警系统包含通信系统、通风、水泵、照明控制系统、环境和设备监测系统、视频监控系统、入侵检测系统、电子巡查管理系统、火灾检测和报警系统、可燃气体探测和报警系统、防火门监控系统、语音通信系统以及出入口控制系统等。本系统通过信息化、自动化技术的实施应用,保障综合管廊内各项业务的正常运行,提升综合管廊管理人员的管理水平和工作效率。

通风系统按200 m一个防火分区划分通风区段。采用机械排风、机械进风方式以满足管廊内的散热通风及换气次数的要求,其中燃气舱设置燃气泄漏事故通风系统。各舱室通风换气次数:综合舱6次/h,燃气舱12次/h,水舱6次/h。

消防系统分舱室设计,燃气舱及水舱消防系统采用灭火器设计,每隔30 m放置两具MF/ABC5型手提式磷酸铵盐干粉灭火器,在每个人员出入口、投料口处设置有2具MF/ABC5型手提式磷酸铵盐干粉灭火器。综合舱消防系统采用超细干粉灭火系统。超细干粉灭火系统采用局部应用保护方式,手动和自动组网联动启动方式。每20 m标准断内,设有3个壁挂安装水平喷射式超细干粉灭火装置和3个悬挂安装垂直喷射式超细干粉灭火装置,采用膨胀螺栓固定于房间顶部和侧壁。