浅析成都空港新城南中心3号路综合管廊工程总体设计

李驰昊，赵灵吟，钟俊辉，胡浩林，刘毅超

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

2017年5月，成都市第十三次党代会首次提出“东进、南拓、西控、北改、中优”的空间发展战略，其中实施“东进”战略旨在打造全市经济社会发展的“第二主战场”[1]。空港新城作为“东进”区域内的新城发展极，其总体定位为：国际航空枢纽典范城、全球公民创新创业汇聚区、国家战略性新兴产业发展集群地。南中心作为空港新城近期发展的重点片区，主导功能为经济、科创、文体等，重点布局商业商务中心、总部办公、奥体城、文化中心、国际大学社区、临空创新产业区等功能。

1 项目概况

在成都“东进”大背景下，3号路是成都空港新城南中心片区的一条南北走向的城市主干路，道路实施长度为2 322.997 m，道路红线宽度40 m，双向四车道，设计速度为40 km/h。该道路综合管廊北端与在建机场南线综合管廊交叉口相接，南端将在后期延长为空港起步区绛溪南路综合管廊(见图1)。该综合管廊的建设可满足空港新城南中心远期两侧地块的市政管线使用需求。

目前，该片区在建的其他市政项目有地铁18号线、机场南线市政道路及综合管廊。

2 总体设计

2.1 管廊断面设计

成都国际空港新城作为新建区域，市政管线众多，根据《城市综合管廊工程技术规范》要求，纳入综合管廊的管线应进行专项管线设计。因此综合管廊设计时，应在管线专项设计前，对管线入廊的需求及可行性进行分析，保证入廊管线的安全可靠运行。根据《成都天府国际空港新城绛溪南组团一期(环湖路以东)区域控规》(以下简称“规划”)，3号路规划市政管线包括电力管线、通信管线、给水管线、再生水管线、雨水管线、污水管线、燃气管线等。

图1 南中心管廊规划平面示意

电力管线。根据“规划”，3号路与机场南线交叉口东北侧有110 kV变电站，48回10 kV电缆出站，故3号路考虑48回10 kV电力线缆入廊，预留一层支架，共52回。

通信管线。根据“规划”和与相关产权单位的沟通情况，3号综合管廊设计纳入40孔通信管线。

给水管线。根据“规划”，3号路沿线全线布设一根DN600输水管、一根DN400中水管，均纳入综合管廊。

排水管线。由于成都国际空港新城地处丘陵地带，雨水管线收集雨水后往往结合城市河道就近排放；污水管线则根据河流、丘陵的分割以及组团间生态绿隔区等自然地形、地貌条件划定排水分区，由于分区较多，故采用分散处理的方式，规模较小，且管径较小。排水管线由于多为重力流管道，若将其纳入综合管廊内，就必须考虑其对综合管廊的方案制约、相应的结构规模扩大化以及管廊基坑深度增加等问题。综上所述，排水管线不考虑入廊。

燃气管线。燃气是否进入综合管廊一直存在较大争议。从国外综合管廊的建设经验来看，有燃气放入综合管廊的经验。根据日本《共同沟设计指针》第3.2条提出“燃气隧道：考虑到对发生灾害时的影响等因素，原则上采用单独隧洞”。近年来，国内综合管廊中也有设计放入燃气管线的，如上海张杨路综合管廊、上海安亭新城综合管廊、北京中关村综合管廊、深圳大梅沙综合管廊等[2]。通过增加监测监控设备，并采取一定的安全防范措施，燃气入舱的安全性还是能够得到保障的。因此，通过对燃气管线的入廊需求分析，若加强监测和安全预防措施，燃气管线是能够在综合管廊内敷设的。由于3号路仅布置DN200中压燃气管，根据产权单位意见，本次设计不考虑入廊。各市政管线入廊规模见表1。

表1 各市政管线入廊规模

根据《城市综合管廊工程技术规范》规定，给水、中水管以及电力线缆可以容纳在一个舱内，而燃气管需要单舱敷设。另外，结合国家电网公司企业标准(Q/GDW11690-2017)《综合管廊电力舱设计技术导则》第4.11条规定：综合管廊单个电力舱中规划敷设的10 kV及以上电力电缆不应多于42根，其中110(66)kV及以上电力电缆不应多于24根，否则应增设电力舱；第5.3.3条规定：电力舱单舱净高不宜小于2.4 m、大于3.5 m。通过以上管线分布原则及3号路入廊管线规模，由此可以判断南中心3号路综合管廊需要设置两个舱室，其中DN600输水管、DN400中水管以及通信和部分10 kV电力电缆可容纳在一个舱室内，其余10 kV电缆单独成舱。结合《空港新城综合管廊规划》、各市政管线入廊需求及相接机场南线在建管廊预留T口断面，确定3号路管廊净空横断面尺寸为：(3.4 m+1.8 m)×3.5 m，包含综合舱和电力舱。其中，综合舱入廊管线为20回10 kV电力线缆、DN400再生水管、DN600输水管、40孔通信线缆；电力舱入廊管线为32回10 kV电力线缆，如图2所示。

图2 综合管廊标准横断面(单位：mm)

2.2 平面设计

根据3号路道路设计标准横断面，全线道路红线宽度40 m。断面组成为：中央绿化分隔带(4 m)+机动车道(2×7.5 m)+机非分隔绿化带(2×3 m)+非机动车道(2×3.5 m)+人行道(2×4.0 m)。道路下方雨污水管道均为双管，雨水管道布置在道路两侧人行道下，污水管道布置在道路两侧非机动车道下。

根据“规划”，3号路道路红线两侧规划用地性质为建设用地，综合考虑减少对两侧建筑及建设用地的影响，方便管廊实施及维护等方面因素后，将3号路综合管廊布置于道路中央绿化带下。局部道路渠化段会压缩中央绿化分隔带，管廊平面位置跟随道路渠化调整，确保所有管廊露出地面构建筑物孔口在中央绿化分隔带正下方，如图3所示。

图3 道路管线综合横断面(单位：m)

2.3 纵断面设计

综合管廊覆土通常按照3.5 m(与道路标准横断面机动车道最低点的竖向距离)考虑，主要有以下四个因素。

(1)对综合管廊上部的绿化种植的覆土厚度有一定要求。

(2)结构抗浮计算需要一定的覆土深度。

(3)考虑综合管廊与横穿道路的排水管线以及其他市政管线的交叉关系。雨水、污水等市政管线管径一般较大，覆土在地面下2.0 m左右，综合管廊覆土为3.5 m。在综合管廊与雨污水管线交叉时，一般应尽量避让雨污水管线；同时雨污水管线设计时，宜尽量在管廊覆土层或者管沟下方穿越；少数无法避开的位置，综合管廊采用上倒虹或者下倒虹的方式穿越。

(4)附属设施(如通风口、投料口、变电站)设置时，要求具备人员操作及设备安装的空间需求。通风口、投料口、变电站内部空间(净高)按2.0 m控制，顶板结构厚度按0.6 m控制(上翻梁高度)，综合管廊覆土厚度为3.5 m。满足上述要求后，既可以保证管廊通风口、投料口的正常使用，又能避免管廊结构与道路结构层产生冲突。

综合管廊纵坡按最小不小于2‰、最大不超过14%控制。当纵坡超过10%时，在人员通道部位设防滑地坪或台阶。3号路管廊竖向设计时需下倒虹穿越白石沟、上倒虹跨越地铁18号线电力隧道。下倒虹顺接机场南线在建管廊预留T口，设计最大纵坡8.5%，最小纵坡3‰，如图4所示。

图4 管廊纵断面布置示意

2.4 主要节点设计

综合管廊主要节点有进风口、排风口、投料口、逃生口、出线口、地下变电站、人员出入口等。所有露出构建筑物孔口应采取相应措施，防止雨水浸入，露出孔口最下沿高度应满足防洪要求，高出外侧周围的地面不应小于0.3 m。

2.4.1 通风口及逃生口

一个防火分区作为一个设计单元，每个设计单元一端设置机械进风口、另一端设置机械排风口。通风口采用顶部进排风的形式，通风口露出地面的风口尺寸为：A×B=3.45 m×2.2 m，可与中央分隔带绿化相结合统一打造，使得整个通风口成为一个城市景观小品。由于人员逃生口的设计间距不能超过200 m，本次设计采用合建的方式，通风口兼做人员逃生口，设通向室外的直爬梯。

每个防火分区两端设防火墙配甲级防火门隔断，防火门耐火极限不小于3.0 h，管线穿越防火墙应采用非燃烧材料填塞紧密。

2.4.2 投料口

综合管廊投料口间距不超过400 m，投料口尺寸为：A×B=7.1 m×2.0 m。

2.4.3 管线出线口

配合现有给水、中水、电力、通信等管线需求，在合理位置设置出线口，管线全由出线口接入或引出综合管廊。出线口预留电力、通信预埋件和给水管道、中水管道等套管。一般管线出线口间距按不大于150 m设置，同时在相交路口处考虑与相交道路地下管线的衔接。

2.4.4 地下变电站

3号路综合管廊电源方案为单侧电源供电，每个变电站电源由管廊内(机场南线)电源提供。综合考虑管廊供电线路压降、负荷、保护灵敏度等因素，确定供电半径不大于500 m，沿线设置两个变电站，且两个变电站相互独立。

2.4.5 人员出入口

3号路管廊共设置一个人员出入口，位于管廊桩号为K1+575 m，两个舱室共用一个人员出入口通往地面。

2.4.6 管廊内排水系统

综合管廊内排水系统主要用于排出管道连接处的漏水、管道检修时的放水、管廊内冲洗水、管廊结构缝处渗漏水以及管廊开口处漏水。管廊内集水通过排水沟汇集到集水坑后，通过排水泵就近排到管廊外雨水检查井，集水坑一般布置于通风口，在变电站和管廊下倒虹最低处。3号路管廊共布置32座集水坑，综合舱和电力舱各16座。

2.5 管廊与构筑物避让和保护措施

2.5.1 综合管廊与河道、桥梁

3号路跨越白石沟段，道路以桥梁方式跨过河道。此段3号路管廊采用下倒虹方式沉入河道以下进行避让，采用桩+内支撑的基坑支护形式。为布置灌注桩预留足够工作空间，综合管廊结构外边缘距离道路红线5 m，距离桥台结构外边缘2.5 m，如图5所示。白石沟河底标高为434.730 m，根据《城市综合管廊工程技术规范》要求，综合管廊顶部高程应在河道底设计高程1.0 m以下，如图6所示。

图5 管廊过桥绕行平面(单位：m)

图6 管廊下倒虹穿越白石沟纵断面(单位：m)

2.5.2 综合管廊与地铁18号线桥梁

地铁18号线在南中心片区以高架形式敷设，3号路综合管廊与地铁18号线高架桥区间斜交，在道路K1+460 m的右侧和K1+540 m的左侧处分别有高架桥墩台，如图7所示。根据《成都市城市轨道交通设施安全保护方案编制导则》，地面和高架车站、地面和高架线路结构外边线外侧30 m内为城市轨道交通控制保护区，具体保护方案如下。

图7 管廊斜交地铁18号线桥墩平面(单位：m)

(1)K1+460 m处开挖范围为中风化泥岩，该处深约7.4 m，基底位于承台以下，采用放坡+土钉墙支护，坡率为1：0.75。坡面采用100 mm厚C20钢筋网喷混凝土，土钉角度为15°，直径Φ25，土钉横竖向间隔2.0 m，基坑开挖顶边线和土钉末端分别距离地铁18号线桥墩承台外边线约14.5 m和11.7 m。基坑内主要为基岩裂隙水，基坑坑底和管廊顶面两侧各设置30 cm×30 cm排水沟，坑内水向外明排，如图8所示。

图8 K1+460 m管廊基坑支护开挖回填剖面示意

(2)K1+540 m处基坑深约6.5 m，开挖范围存在较厚软塑粉质黏土，采用桩+内支撑的基坑支护形式。围护桩桩径1.0 m，间距1.8 m，桩长14.0 m，桩顶设置一道钢支撑，其水平间距为6.0 m，施加200 kN预应力，桩顶设置冠梁，桩间网喷C30混凝土防护，厚度10 cm。基坑围护桩外边界距地铁18号线桥墩承台外边线约17.5 m，如图9所示。

图9 K1+540 m管廊基坑支护开挖回填剖面示意

管廊两处穿越高架桥墩台处，满足《城市轨道交通结构安全保护技术规范》(CJJ/T 202—2013)规定的城市轨道交通结构外部作业净距控制相关要求，如表2所示。

表2 城市轨道交通结构外部作业净距控制管理值 m

2.5.3 综合管廊与地铁18号线电力隧道

3号路管廊需从18号线电力隧道下倒虹段上跨越，并且需要对电力隧道进行保护，考虑加固措施如下：沿电力隧道外侧各2 m设置灌注桩支护，桩径1 m，每根桩长6 m，单侧7根，两侧共14根，并在交叉段电力隧道顶板以上施作0.4 m厚钢筋混凝土板(见图10)，电力隧道顶板与混凝土保护板预留变形区采用柔性材料填充(见图11)。

图10 上跨电力隧道段支护平面布置(单位：m)

图11 上跨电力隧道段支护横断面(单位：cm)

2.5.4 综合管廊与机场南线综合管廊

机场南线管廊先于3号路管廊实施，该交叉口南侧部分目前已修建了管廊T口，3号路管廊通过下倒虹方式与机场南线管廊衔接。管廊交叉口立交段基坑深约13.0 m(见图12)，采用桩+内支撑的基坑支护形式，桩径1.2 m，桩间距2.0 m，桩长20 m。由于机场南线基坑原灌注桩变形很大，原灌注桩边线与机场南线管廊外侧距离约2.5 m。为减小管廊衔接段基坑开挖(机场南线管廊基坑内的土方开挖)引起原灌注桩的更大变形，首先在原机场南线管廊基坑内新设置灌注桩，桩径为1.2 m，以阻挡管廊衔接段土压力；然后在开挖时破除原机场南线灌注桩两侧土至基底；最后破除机场南线原有的5根灌注桩，保证3号路管廊与机场南线管廊顺利衔接(见图13)。

图12 3号路管廊与机场南线管廊衔接纵断面(单位：m)

图13 3号路管廊与机场南线管廊衔接段桩支护平面

3 结 语

成都空港新城南中心3号路综合管廊作为“东进”区域内一条南北走向的城市主干路市政配套设施，可满足空港新城南中心远期地块的市政管线使用需求。由于项目时间紧，任务艰巨，且涉及管理部门、产权单位、建设单位、设计单位、施工单位众多，因此设计过程中遇到了较多困难，在此做一定的梳理、总结。

(1)新城区在规划阶段应统筹考虑道路交通、轨道交通、综合管廊及地下空间等工程，协调相互之间的平面、竖向关系及实施界面等，以利于建设阶段工程顺利开展实施[3]。特别是涉及到管廊与已修建或同期修建的部分地下构筑物交叉时，应充分结合现实情况与规范要求，积极与相关设计单位对接设计内容，及时向各地下构筑物主管部门汇报设计成果，在设计过程中做到有理有据。

(2)综合管廊修建初衷是为了保护各城市地下管线，为远期管线扩容预留足够空间，避免二次开挖，形成马路“拉链”。因此综合管廊入廊管线应根据近期与远期规划，以及产权单位意见等，预留足够管线空间；同时遵循城市发展需求，不应盲目求大求量。纳入管廊内的管线在综合管廊主体工程完成后，应尽可能同步建设入廊，避免造成管廊资源的浪费。

(3)综合管廊建设可有效减少道路上各类市政管线检查井数量，提高行车舒适度，但其主要功能节点构筑物仍需要露出地面。因此综合管廊的主要节点在其功能可组合的情况下，尽量采用合建的方式以减少节点数量，节约地下空间。在下一步景观设计工作中，作为城市景观小品的一部分，露出地面部分构筑物应与城市景观设计相融合，力求城市基础设施与城市生态和谐发展。