琅岐环岛路二期地下综合管廊工程设计分析

肖泽荣

(福州市规划设计研究院 福建福州 350001)

琅岐环岛路二期地下综合管廊工程设计分析

肖泽荣

(福州市规划设计研究院 福建福州 350001)

结合福州市琅岐环岛路二期地下综合管廊工程，阐述了综合管廊的设计要点，详细介绍了管廊的工艺设计、结构设计及施工方法，并阐述若干设计体会：一是对于软土地基上建设综合管廊，建议管廊结构基底与道路路基处理形式尽量一致；二是利用顶管穿越河道，应足够重视顶管节段之间以及顶管与沉井之间的防水设计；三是设计软土路基上的综合管廊应考虑路基施工对综合管廊的影响。

综合管廊；工艺设计；结构设计；施工方法

0 引言

由于传统直埋式管线占用道路的地下空间较多，管线的敷设往往又不能和道路的建设同步，道路建成后的管线增容扩容不但造成了“拉链路”现象，而且常导致管线事故频发[1]。为提升管线建设水平，保障市政管线的安全运行，有必要采用新的管线敷设方式-综合管廊。综合管廊是指城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信和给排水等市政管线集于一体，并设有专门的投料口，管线分支口和完善的安全监测系统，实施统一规划、统一建设和统一管理[2]。

琅岐环岛路二期地下综合管廊是福州市第一条综合管廊，笔者参与其设计和施工现场服务，回顾分析该项目工程，旨在为类似工程的设计人员提供借鉴。

1 项目背景

琅岐岛规划为以生态旅游度假、健康养生、智慧创意、休闲宜居等综合服务为主体的生态旅游岛，其市政管线建设应能有力支撑该区域未来的发展，建设综合管廊不仅能使琅岐岛的基础设施建设上一个新台阶，同时其本身作为一种较新型的市政基础设施标志，能够促进琅岐岛的整体城市发展，引领琅岐岛开发的新方向，也是琅岐岛市政管线建设的新趋势、新方向。

根据琅岐岛综合管廊专项规划，琅岐岛综合管廊分为干线综合管廊和支线管廊，其中干线管廊沿着琅岐环岛路西北段、东段及雁行江主干路布置，规划长度约18.9km。本次修建的琅岐环岛路二期综合管廊位于琅岐岛西侧，全长约3.9km。

图1 琅岐岛综合管廊规划

2 综合管廊工艺设计

2.1纳入综合管廊的管线

琅岐岛地形平坦，环岛路的道路纵坡较缓，若将雨污水纳入综合管廊内，管廊则需设置一定的纵坡，以满足雨污水管的输送要求，这样势必增加综合管廊的埋置深度，最后将增加管廊的施工难度及工程造价，因此雨污水管不考虑纳入本次设计的综合管廊。另外，根据《城市综合管廊工程技术规范》，燃气管进入综合管廊必须分仓设置，为了降低工程造价，燃气管道也不考虑纳入管廊。本次设计的综合管廊仅将给水管、电力、通信、中水管纳入廊内，燃气、雨水、污水管道直埋于路下。管廊内管线如表1所示。

表1 综合管廊内管线种类一览表

2.2综合管廊的管位布置

干线综合管廊一般布置在道路中央绿化带内，但根据琅岐岛用地规划，环岛路二期的管线需求主要集中在道路的西侧，若将综合管廊布置在道路中央绿化带内，则需要设置大量的横穿管沟，容易造成路面不均匀沉降和工程造价的增加，因此，该工程的综合管廊布置在道路西侧的非机动车道下。管廊管位布置如图2所示。

图2 管廊管位布置图(单位：m)

2.3综合管廊的横断面布置图

综合管廊除了安装管道位置外，还需预留宽度不小于1. 0m的维修通行通道。根据管线需求、设备安装、检修和巡查需要，本次设计的综合管廊西侧为电力仓，放置电力缆线，净宽高尺寸为1800mm×2500mm，东侧为综合仓，放置给水管、中水管和通信管，净宽高尺寸为3100mm×2500mm，管廊顶、底板厚为350mm，侧墙及中隔墙厚为300mm，外形结构尺寸为5800mm×3200mm。管廊横断面布置如图3所示。

2.4综合管廊的竖向及排水设计

综合管廊的纵坡基本与道路纵坡一致，按最小0.3%的排水纵坡设计，管廊遇到桥梁、涵洞等障碍物时，采用顶管穿越，管廊通过设置沉井与顶管连接。在管廊内的低点设置排水集水槽，内设排水潜水泵，以排除积水槽内的积水。在排水潜水泵出水管上安装同口径小阻力柔性橡胶圈、止回阀和检修手动蝶阀，排水出水管出管廊后就近排入城市道路雨水系统。排水潜水泵具有自动启停功能，排水泵的启停由设于集水坑内的液位继电器控制，高液位开泵，低液位停泵，超高液位报警。

2.5综合管廊的投料口设计

投料口是管廊内的管线进料通道，同时兼做逃生井。为减少综合管廊外露部分对景观的影响，投料口设置在侧分隔带内，露出地面部分的高度为400mm，上盖不锈钢盖板，设置防止从外侧入侵设施，投料口尺寸为1200mm×700mm，其构造如图4所示。

图4 管廊投料口构造图(单位：mm)

2.6综合管廊穿河的节点设计

该项目的综合管廊全长约2.9km，沿线与4条规划河道相交，规划河底标高约1.5m(罗零高程)。管廊穿越河道可以采用管廊结构直接穿越或者采用顶管穿越，该项目若采用管廊直接穿越河底，考虑抗浮及结构顶覆土厚度，管廊结构底标高达到-5.0以下，基坑的开挖深度将超过11m，施工难度极大，且造价高，因此该项目的综合管廊穿越河底均采用顶管穿越，在河道两侧分别设置一个沉井与管廊衔接，该节点构造如图5所示。

图5 管廊穿越河道的节点构造(单位：mm)

2.7综合管廊的消防设计

该项目的综合管廊内设置防火分区，每隔200m设置防火墙，其中东西两仓分为两个防火分区，全线共设置20个防火分区，同时在东西两个仓之间设置连通通道，并设置防火门。每个防火分区单独设置通风排烟系统，通风分区之间的防火门采用常闭式防火门。电缆仓采用超细干粉自动灭火系统。管廊标准防火区间消防平面布置如图6所示。

图6 管廊标准防火区间消防平面布置(单位：mm)

利用设于中控室及管廊内的火灾报警控制器、联动控制设备进行消防自动报警及联动控制，火灾报警控制器通过耐火光缆联网。联动控制柜在接收报警控制器报警信号后，切断相关部位的非消防电源，接通火灾应急照明灯和疏散灯。其中电力仓，关闭相关部位的风机和防火阀并接受其反馈信号，启动干粉灭火装置并接受其反馈信号，干粉灭火完成后启动风机和防火阀通风，对于综合仓，关闭相关部位的风机和防火阀并接受其反馈信号，隔绝灭火完成后开启风机和防火阀通风。

3 综合管廊结构设计和施工方法

3.1综合管廊的结构设计

该项目的综合管廊采用钢筋混凝土结构，为适应地基变形，减少不均匀沉降和混凝土收缩裂缝，结构沿纵向不超过30m设置一道变形缝。管廊结构按弹性地基上的闭合框架模型计算结构内力，据此进行结构的截面设计和配筋设计。顶底板及侧墙均按偏心受压构件计算。结构计算时考虑结构及设备自重、管沟内部管线自重、土压力、地下水压力、地下水浮力、汽车荷载以及其它地面活荷载，闭合框架的计算模型及弯矩包络图如图7～图8所示。

图7 闭合框架计算模型(单位：kPa)

图8 基本组合下的闭合框架弯矩包络图(单位：kN·m)

3.2综合管廊的施工方法

考虑到该项目管廊结构的出线口、投料口及下穿河道与沉井连接等节点较多，综合地质条件、施工工期、工程造价及施工难度等因素，最终认为该管廊结构宜采用现浇施工。管廊的基坑深度约6m，由于管廊基本位于淤泥段，无放坡开挖条件，因此采用“钢板桩+钢管内支撑”支护。钢板桩既起围护作用，同时可以起止水作用。钢板桩采用U形钢板桩，长度一般为12m，临近建筑物段桩长为15m。钢管支撑采用Φ351×16mm钢管，基坑支护施工空间按1m考虑。标准断面支护如图9所示。

图9 标准断面支护图(单位：mm)

4 结语

通过琅岐环岛路二期地下综合管廊的设计和施工现场服务，笔者有以下几点设计体会：

(1)该项目综合管廊与道路路基基底均采用土体换填的软基处理方式，管廊建成至今已有两年多，管廊与路基之间未形成不均匀沉降，因此对于软土地基上建设综合管廊，建议管廊结构基底与道路路基的软基处理形式尽量一致，避免管廊与路基的沉降不一致而导致路面塌陷。

(2)在管廊下穿河道段，为了减少开挖深度，降低施工难度，利用了顶管穿越河道，管廊结构通过沉井与顶管连接，但由于顶管节段之间以及顶管与沉井之间的防水设计未引起足够重视，导致施工后不久出现了漏水现象，因此在今后的类似工程中应加强对以上位置的防水设计。

(3)由于管廊结构和道路路基施工交叉进行，在路基压实过程中，已施工完的管廊结构发生了偏移现象，后通过计算分析，发现是路基压实过程中，路基及管廊结构底的软土产生了整体扰动，导致管廊偏移，因此对于软土路基上的综合管廊，设计时应考虑路基施工对综合管廊的影响。

综合管廊作为新型的集约化、科学化和综合化的市政管线敷设方式及城市基础设施建设模式，是城市建设发展之路的必然选择。琅岐环岛路二期的地下综合管廊，作为福州市建设的第一条综合管廊，它的建成将为福州市下一步的综合管廊全面建设提供示范作用。

[1] GB 50838-2015 城市综合管廊工程技术规范[S].2015.

[2] 王恒栋，薛伟辰. 综合管廊工程理论与实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.

AnalysisthedesignworkofUndergroundUtilityTunnelProjectinthesecondphraseofLangqiHuandaoRoad

XIAOZerong

(Fuzhou Planning Design & Research Institute ,Fuzhou 350000)

Taking Underground Utility Tunnel Project in the second phrase of Langqi Huandao Road in FuZhou as case study, the key design points of Underground Utility Tunnel were expounded, moreover, the process design, structural design and construction method of Underground Utility Tunnel were introduced in details. Some design experience could be obtained, including: 1. For the Underground Utility Tunnel built on soft soil foundation, the treatment method of the foundation of Underground Utility Tunnel is suggested to use the same method as subgrade. 2. The waterproof design between top tunnel segments or top tunnel and caisson should be paid attention to, when the top tunnel is used to cross river. 3. The influence of subgrade construction on the Underground Utility Tunnel should be considered in the design of Underground Utility Tunnel built on soft soil foundation.

Underground Utility Tunnel; Process design; Structure design; Construction method

TU990.3

A

1004-6135(2017)10-0086-04

肖泽荣(1977.11- )，男，高级工程师。

E-mail:529942757@qq.com

2017-08-17