地下综合管廊工程设计要点探析

2021-07-10旷翀

中国建筑金属结构 2021年6期

旷翀

建设地下综合管廊工程，对于增强抗御自然灾害能力、促进地下管线正常运行，均有着很大裨益，避免城市地面的反复开挖，显著缓解城市街道蛛网式架空线问题。2015 年国务院办公厅下发的《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》中指出，我国目前城市建设的一项重点，便是积极开展地下综合管廊工程[1]。从中不难看出，地下综合管廊工程的质量，直接关系着我国城市的建设及发展。

1.工程概况

地下综合管廊的功能主要为统一规划布局和统筹考虑，纳入每条廊道中的各种地下管线，是我国近些年最为重要的一项基建工程，计划在2021 年能够有更多具有先进水平的地下综合管廊投入运行。建设综合管廊既能妥善解决管线事故频发、架空线网密集等诸多问题，又有益于城市景观的提升、确保城市安全、推动城市转型发展。

某航空港综合管廊工程，主要由1条地下综合管廊及一座监控中心构成，管廊规划长度在2.8km 左右。敷设管廊的道路为东西向主干路，规划道路两侧绿线30m，红线宽60m。路下规划了几种常用管线，即给水、通讯、燃气和热力等。

2.管廊类型划分

根据等级能够将地下综合管廊分为三类，即缆线综合管廊、干线及支线综合管廊。（1）缆线综合管廊多采用浅埋沟道的方式，通常埋在人行道下，用于收纳通信和电力电缆。（2）支线综合管廊多为单舱或双舱的形式，能为周边用户直接提供服务，通常埋在人行道或绿化带，主要作用是收纳城市配给工程管线[2]。（3）干线综合管廊的主要功能是完成城市主干工程管线的收纳，多是独立分舱布置，一般埋在机动车道、绿化带，不会给周边用户提供直接服务。图1 为不同类型综合管廊的敷设位置。

图1 综合管廊分类敷设示意

若结合舱室数量来划分，又可分为两种，即单舱综合管廊与多舱和双舱综合管廊，各个舱室内要进行检修道的预留。由于该工程是在城市待开发区，等级较高，较多入廊管线，出于城市未来发展的考虑，要预留适当空间，所以，确定为干线综合管廊，采用多舱布置。

3.地下管廊工程设计遵循的原则

在设计地下管廊工程的时候，要想确保工程的合理性与科学性，就必须围绕一些基本原则，具体内容如下：

（1）在着手设计之前，城市地下管线的调查工作要落实到位，调查内容为数量、种类及未来可能增加的部分。随后，立足城市发展情况和综合管廊工程相关需求合理设计，保证设计方案能够符合目前城市的具体需求。

（2）规划地下综合管廊工程，要注意结合城市未来的发展，不能背离城市的整体规划，严格论证[3]。为了避免反复开挖地面的情况，为了满足城市未来的发展，要适当预留空间，只有这样才能避免影响到城市的市容市貌及交通，避免增加不必要的投入。

（3）在设计地下综合管廊时，针对新老城区的不同，所采用的设计理念与模式也要有所区别，以实现配置的优化，特别是设计老城区的地下综合管廊工程，为了合理降低投入，要对原有基础做充分利用。

4.总体设计

总体设计是管廊设计的一项要点，在确定横断面、纵断面布置、平面走向等方面，发挥着挈领提纲的作用。

4.1 确定横断面

4.1.1 断面形式

按照容纳管道的地质、地形、容量与施工方法，能够将综合管廊横断面形式分为马蹄形、箱形、圆形等，并且对应矿山法、明挖法及盾构法等不同工法。由于此次工程周边现状控制因素较少，为做好规划控制，选用了明挖法，断面是箱型结构，有助于顺利施工。因为管廊内部净高应＞2.4m，所以，在对各种容纳管线的安装要求、数量及规格等方面充分考虑后，确定净高为3.0m，预留了一定富余量。

4.1.2 分舱设计

在综合管廊工程设计中不能忽视入廊各种管线之间存在的相容性、排斥性，并且，要合理布局空间，以免出现浪费的情况。因此，确定天然气管道单独1舱建设，为燃气舱；污水管道建设为污水舱，单独1 舱建设；热力管道建设为热力舱，同样单独1 舱建设；合舱建设中水管、给水管、通信电缆及10kv 电力线等，作为综合舱。其中燃气舱的消防逃生、物料运输和人员出入等要独立设置，与其他舱分开。

（1）污水舱。根据污水舱的特有节点，如检查井要单独设舱，避免影响到其他舱室。要在最外侧设置污水舱，以方便重力流周边支管接入，并且为了坡度调节更为便利，可运用吊架布设。

（2）燃气舱。燃气管道对于安全通行、防爆、防毒等有着较高要求，所以要单独敷设。

（3）热力舱。考虑到热力干线管道散热会影响到给水、电信及电力等管道，因此选择落地布置，单独设舱。

（4）综合舱。同舱布置通信线、电力线、给水及中水管道，同时通信排架和电力桥架，要在舱内分侧布置，避免强弱电之间产生较大电磁干扰，在支墩上布置给水与中水管。

4.2 平面设计

上述提到，通常干线综合管廊设置在绿化带、机动车道。此次工程位于城市主干路，道路红线宽60m，道路两侧绿化带宽30m，拥有在绿化带下设置的基础。道路走向与其整体走向基本一致，为了方便使用，在道路两侧地块的一侧北侧布置综合管廊，因为其对公用管线有着较大需求。

4.3 纵断面设计

在设计纵断面时要考虑诸多因素，大致可归为以下几点：（1）覆土厚度一般不能＜1.5m，要对绿化种植、抗浮等要求进行综合考虑。（2）应围绕重力流管线要求进行最小坡度设计，一般不＞10%，超过这一范围，则应在人员检修道设置台阶[4]。（3）道路纵断面与纵断面设计要相符，为避免和重力流管道出现冲突，在穿越路口处应采用局部上抬或下卧的形式通过。考虑到运营期间的检修和管道安装运输，坡度不宜＞10%，无台阶设置。因为此次工程有种植要求，根据出线井设置，按2m 控制标准段最小覆土。在路口相交处，以免两者之间出现互相干扰的情况，交叉管线采取立交方式，管廊结构要进行下沉处理，避让污水管与雨水管，进行明挖施工的时候，管线与廊体的净距离要满足表1 的相关要求。

表1 综合管廊和相邻地下构筑物的最小净距要求

5.监控中心

负责管理及监控综合管廊的运行情况，是监控中心的主要职责，而其设计要点主要体现在选址和功能定位。（1）选址。在选择监控中心地址的时候，要围绕便于监控的原则，并且与城市规划相符合，在条件允许的情况下，可与其他市政建设合建，以降低所需投资。（2）功能定位。监控中心的近远期监控范围，决定了具体的规模大小，因此，要清楚功能定位和监控范围。明确了监控范围后，可为后期扩建预留适当条件，也能一次建成。

因为管廊远期规划不确定性较强，出于当前需求的考虑，此次工程确定监控中心建筑规模时，选址在管廊附近两交叉路口旁绿化带内，为地上两层结构，退道路红线30m，这样一来，既利于景观设计，又拥有后期扩建的条件。

6.其他设计要点

（1）结构设计。作为管廊的主体，结构的设计要密切关联施工工法、断面形式、地质情况等。（2）设计附属设施。为了确保综合管廊的运营不出现异常，或是不安全的情况，必须注意配置标识系统、排水系统、消防系统、通风系统等附属设施。（3）节点设计。因为干线综合管廊的等级较高，所以，需要设置管线出线口、通风口、人员出入口、端头井等。此外，在保证其使用功能的前提下，为了实现节点设计规模与数量的良好控制，建议各节点尽可能合并设置，同时要注意结合防火分区展开划分。