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高强度开发地区综合管廊规划设计探讨—以深圳前海合作区为例

2017-10-12朱安邦刘应明

城乡建设 2017年19期
关键词:供冷管廊电缆

■ 袁 野 朱安邦 刘应明 徐 剑

高强度开发地区综合管廊规划设计探讨—以深圳前海合作区为例

■ 袁 野 朱安邦 刘应明 徐 剑

高强度开发区域涉及地上、地面、地下多维度开发。在高强度开发区域内进行综合管廊规划需要统筹协调区域内各类空间开发规划,形成“多规合一”,指导综合管廊的建设。本文以前海综合管廊规划建设为例,探讨了高强度开发区域综合管廊的规划中入廊管线、管廊建设区域、路由布局、断面设置、重要交叉节点、管理体制等相关问题并思考总结,以期为高强度开发地区城市综合管廊规划设计提供借鉴意义。

随着粤港澳大湾区规划的提出,前海合作区作为“粤港澳大湾区”重要核心之一,规划定位日益提升,未来也将面临地下空间资源紧张、交通压力大、未来市政需求量剧增等城市矛盾。综合管廊作为城市道路地下空间开发利用的重要部分,在保障城市供应、解决城市规划与市政管线发展变化之间的矛盾、缓解交通压力、提升城市品位有着非常大的作用。

本文以深圳市前海深港现代服务业合作区(简称“前海合作区”)综合管廊规划建设为例,旨在研究高密度开发区域综合管廊的规划。

一、规划背景

前海合作区位于珠江口东岸,深圳南山半岛西侧,用地范围沿前海湾呈扇形分布,由双界河、月亮湾大道、妈湾大道和前海湾海堤岸线合围而成,规划用地面积15平方公里,建设规模约2600万至3000万平方米,地下空间开发规模约800万平方米,区域规划就业人口65万人,居住人口15万人。早在2012年,前海合作区编制完成《前海合作区共同沟(电缆隧道)详细规划》。到目前为止,前海按照规划已经建成综合管廊(或者电缆隧道)合计达11km,其中,已完成主体结构并投入使用的综合管廊(电缆隧道)7.0km;已经完成主体结构的综合管廊(电缆隧道)3.2km;正在建设的综合管廊0.8km。2016年底,在新的要求及规划条件下,新的一版综合管廊规划启动。

二、高强度开发区域综合管廊规划若干问题

(一)综合管廊建设区域

根据《城市综合管廊工程技术规范》中规定,城市核心区、中央商务区、地下空间高强度成片集中开发区,重要广场、主要道路的交叉口、道路与铁路或河流的交叉处、过江隧道等都是城市综合管廊的宜建区域。

(二)入廊管线

传统市政管线包括给水管线、再生水管线、雨水管线、污水管线、电力管线、通信线缆、燃气管线。近年来随着科技进步和市政管线不断丰富,一些区域还敷设有供冷管线、供热管线、真空垃圾回收管等。

一般情况下,给水、再生水、电力、通信、供冷等市政管线可以直接纳入综合管廊内;天然气和供热管线需要采用单舱敷设的形式纳入综合管廊内,而且次高压燃气管道纳入综合管廊需要充分考虑管线的安全,并采取相应的安全措施;雨水和污水管线纳入综合管廊内,会显著增加综合管廊的建设成本。因此,一般情况下,雨水管线不纳入综合管廊内;而污水管线在竖向匹配时才将其纳入综合管廊。

(三)系统路由选择

根据《深圳市地下综合管廊工程规划》,路由布局一般结合电缆隧道、轨道交通、新改扩建道路、地下空间开发、新建市政干管、老旧管线和排水防涝行泄通道等因素进行综合分析。在各区综合管廊的编制过程中,要根据各个区域自己的特点来综合分析路由的布局,具体如下:

(1)城市地下管线数量较多或为主干系统的路段。

(2)高压电力走廊。

(3)容积率高,开发强度大的区域,同时考虑近期开发建设时序。

(4)城市主干道及交通流量大的城市道路沿线。

(5)城市公共轨道交通沿线。

(6)穿越河流、轨道、城市干道等重要节点处。

(7)城市道路宽度及断面形式难以满足直埋敷设多种管线的区域。

(四)与周边地下实施衔接关系

在高强度开发区域,地下设施复杂,包括地铁、地下人行道、地下道路、地下商业空间等。要求规划综合考虑各类地下设施与综合管廊的关系,综合管廊覆土深度应避让现有的地下轨道交通、水系与地下构筑物,确保其安全间距。对于地下轨道交通、地下综合体及排水管线等,可分为综合管廊避让地下开发项目和远期规划地下建(构)筑物宜避让综合管廊。综合管廊与地下构(建)筑物结合规划建设时,应对主线和节点处的竖向高程进行分析研究,确定综合管廊的覆土埋深。

图1 前海合作区综合管廊建设区域分区

三、前海合作区综合管廊规划

(一)综合管廊建设区域

通过分析现状用地情况、区域功能结构、用地功能布局、建筑密度分区、地下空间利用规划、城市更新规划、管线需求密集区域等几个因素综合考虑,前海合作区属于高密度开发区域都是综合管廊宜建设区域。桂湾和前湾片区内的主次干道基本已按规划建成或在建,这两个区域仅剩下支路未建设。而妈湾片区内主次干道都还未建成,具有同步实施综合管廊的时机。本次规划重点考虑在妈湾片区规划建设综合管廊,作为综合管廊优先建设区。

(二)入廊管线

前海合作区地下管线种类复杂,在入廊管线选择上,除了常见的给水、电力等管线外,还有供冷、供热、220kV高压电力电缆。重力流污水管线等几类特殊管线,以下对几种特殊入廊管线经行技术分析。

(1)220kV电力电缆

根据电力工程电缆设计规范,含有35kV及以上高压电缆以及穿越公路、铁道等地段,宜采用隧道。因此,220kV高压电力电缆应采用电缆通道的形式进行敷设。通常在设计电缆隧道时,宽度为3.4m,采用电力隧道结构的全线支护方式进行明挖施工的施工断面至少需要5.4m。采用电缆隧道敷设高压电缆开挖断面大。因此,在开挖断面时,纳入其他市政管线,同步实施综合管廊可以提高综合管廊的可实施性可实施性且节约大量建设成本。

(2)热力蒸汽管线

按照《深圳市地下综合管廊技术规程》中规定:蒸汽热力管线需要单舱布置;另外按照《城镇供热管网设计规范》中的相关规定,供热管网选线时宜避开土质松软地区、地震断裂地带以及高底薪水位区等不利地段。

热力管道压力较大,一般为0.8~1.6MPa,管材一般为钢管外套保温层,虽然外套保温层有隔水的作用,能够对热力管道进行保护,但实践证明,埋在地下的热力管道还是受到不同程度的腐蚀。例如滨海地区地下水腐蚀性较大,管道每隔几年就需要更换。热力管道纳入综合管廊可以有效地延长热力管道的使用年限,以及避免管道维修引起的交通堵塞。另外,综合管廊为管线扩容提供了一定的空间。所以,热力管线一般也纳入综合管廊中。

图2 结合电力电缆规划综合管廊断面示意图

前海区域属于填海区,地下水位整体较高,地下水水位平均1.7米。供热管线纳入综合管廊中,具有保护热力管线的作用,防止供热管线的腐蚀。

(3)供冷管线

供冷管线一般包括一根供冷管及一根回水管,为了防止能量的耗散,需要在供冷管外包裹一层保温层,因此使得供冷管线管径变大,占用管廊的空间较大。供冷管线纳入综合管廊并无特殊的要求,可以与电力、通信、给水等其它类型的管线同舱敷设。但在布置综合管廊的空间时需要重点考虑供冷管线的空间位置。

(4)重力流污水管线

污水重力流管自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供人员进入维修,并需设置泵站进行提升,并且所收集的污水会产生硫化氢、甲烷等有毒、易燃、易爆的气体,若将污水重力流管线纳入综合管廊中,不仅要求综合管廊的纵断面随之变化,而且也须每隔一定的距离设置通风管道,以维持空气的正常流动,有时还需配备硫化氢、甲烷气体的监测与自动防设备,无疑将极大的提高综合管廊的造价。综合管廊是否纳入某种管线,应以技术、经济、安全以及维护管理等因素综合考虑。在前海区域,重力流污水管线纳入综合管廊应遵循因地制宜、科学合理的原则,在经过技术经济比较后,再将污水管线纳入综合管廊。

前海合作区综合管廊将给水管、电力电缆、通信电缆以及天然气管构成了纳入综合管廊的基本管线,局部区域的重力流污水管满足竖向要求可考虑进入综合管廊,重力雨水管不入廊,考虑预留管线管径为DN300或DN400。为了满足市政消防供水及未来智慧城市大量分散的通信接入管道的需求,合理减少综合管廊管线出入口的数量,在设置综合管廊的路段,还应按传统直埋方式敷设消防供水管和12孔通信管道。

(三)综合管廊系统布局

深圳市前海合作区作为粤港澳大湾区经济发展引擎核心,具有国际竞争力的现代服务业区域中心和现代化国际化滨海城市中心,应用了很多先进市政技术,如220kV/20kV新型供电系统和集中供冷供热系统等。因此前海合作区的综合管廊路由布局结合高压电力线路和供冷供热管道路径、十三五道路建设计划、近期实施轨道交通和电缆隧道等时机提出综合管廊规划路由局部。

前海合作区采取220kV/20kV新型供电系统,一般采用了电缆隧道形式敷设在地下,且线路较多,单回路线路的负载容量较大,由于前海合作区开发需求,近期需建设专用电缆隧道总长度为4.61公里,将综合管廊和高压电缆隧道结合,同步规划,同步建设,同步验收是最经济和最具实施性。

前海合作区属于填海地区,地下水位高且具有腐蚀性。根据《城镇供热管网设计规范》(CJJ-34-2010)供热管网宜避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及搞地下水位区等不利地段。综合管廊结合供冷供热管道来进行路由布局可以有效保护大口径的供冷供热管道。

前海合作区综合管廊路由布局同时考虑了与周边区域综合管廊的衔接,如与南山区月亮湾大道北段架空线改造入地项目,兴海大道综合管廊和西北干线通廊的相接;与宝安区临海路和宝安大道综合管廊的相接,使得管廊系统化完整化。形成了“两线一面”总体路由布局,综合管廊规划规模为15.3km,含高压电力舱14.2km,占规划管廊92%;含热力舱7km,占规划管廊45%;含供冷管道2.2km,占规划管廊14%。路由布局选择充分分析了建设时机,综合近期道路建设,轨道交通建设,电力隧道等工程,统筹安排综合管廊建设时序。

图3 前海合作区系统路由布局示意图

(四)竖向及三维控制

前海合作区综合管廊实施的关键是与周围地下空间的协调。前海合作区地下设施包括地铁、地下人行道、地下道路、水廊道等。统筹布局综合管廊与地下设施的竖向及三维控制是前海综合管廊成功实施的关键。

(1)与地铁间的控制要求

前海合作区轨道线路13条线路,形成线路总长46公里、41座车站站的高密度轨道系统和1座大型前海综合交通枢纽。轨道网络密度3.5公里/平方公里。综合管廊先于地铁施工的情况,为保证管廊和地铁的垂直间距,可适当减少管廊埋深,覆土厚度控制在不小于2米。地铁区间段一般采用盾构方式施工,为避免施工时对管廊造成破坏,设计时应将地铁区间段顶板与管廊地板间距离控制在不小于5米;综合管廊与地铁同时施工或后于地铁施工的情况,在地铁区间,应重新复核区间段的抗浮等技术要求,在地铁站体段,管廊可与地铁站体结合设置,可共板布置。

(2)与地下人行道或地下道路

根据《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)相关规定,综合管廊与地下构筑物的最小净距应根据地质条件和相邻构筑物性质确定,且不得小于下表规定:

与地下构筑物水平净距表

在处理综合管廊和地下空间的关系时,一般应根据开发建设时序,互为设计边界条件,总体考虑结合或预留;综合管廊与地下空间应是有条件的结合,应充分考虑管廊和地下空间在功能上的区别,在满足管廊工艺设计的基础上,确定地下空间规划方案,尽量避免在结合过程中产生新的矛盾。

(4)与水廊道间的控制要求

前海合作区内规划双界河水廊道、桂庙河水廊道、铲湾河水廊道、环状水廊道,这四条水廊道均为泄洪通道,不作为航道,根据《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)相关规定,综合管廊穿越河道时应该选择在河床稳定的河段,最小覆土深度应满足河道整治和综合管廊安全运行的要求,并应符合以下规定:在其他河道下面敷设时,顶部高程应在河道底设计高程1.0m以下。

综合管廊需穿越大型水系,规划建议综合管廊由水系下方穿越。建设方式为:与河道同期施工或待河道实施完成后随道路建设,同期施工。

(五)管线分支口

前海合作区地下空间开发规模约800万平方米(不含地下道路及轨道设施),综合管廊的分支管的设置宜考虑入廊管线的公共需求,应充分与周边地块地下空间相衔接,满足各类管线接入的功能需求。

除了路口预留分支管廊外,还需在路段(特别是开发强度较高的成片地下空间集中开发地块或街坊、城市更新等)集中设置分支管廊,并通过综合管廊、分支管廊、地下室集中设置的市政桥架等,构成连续、可靠的云通廊。

前海合作区在2015年发布了一版《深圳市前海深港现代服务业合作区共同沟管理暂行办法》(以下简称“管理办法”),明确规定了前海合作区综合管廊的投资、建设、运营维护的相关条例,相关的管理条例面临修订。前海合作区可根据自身的实际情况,以深圳市相关的政策法规修订管理条例。

1.建设区域:前海合作区为高密度开发区,均为综合管廊宜建区。

2.路由布局:主要结合220kV高压电力通道和集中供冷供热系统,打造综合管廊干支管系统。

3.竖向及三维关系:高强度开发区域规划建设综合管廊需要统筹协调与其他地下空间设施的竖向及三维关系。在高强度开发区域优先安排综合管廊布置在浅层空间。

4.管线分支口:与地块衔接可通过分支管廊、地下室集中设置的市政桥架等,构成连续、可靠的云通廊。

深圳市城市规划设计研究院有限公司;

深圳市前海深港现代服务业合作区管理局)

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