城市新區(qū)綜合管廊的設(shè)計(jì)與探討

孟 華 張守奇 荊 珂

(1、淄博高新城市投資運(yùn)營(yíng)集團(tuán)有限公司，山東 淄博255000 2、淄博高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)土地局，山東 淄博255000）

1 工程背景

我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中，較多城市已開(kāi)始探索并實(shí)施綜合管廊的建設(shè)，先后有北上廣深及濟(jì)南、重慶、杭州等城市建設(shè)綜合管廊，積累了一定的設(shè)計(jì)、施工、管理經(jīng)驗(yàn)，這些均為綜合管廊進(jìn)一步建設(shè)提供了有效經(jīng)驗(yàn)。 結(jié)合淄博市高新區(qū)科學(xué)城的規(guī)劃和建設(shè)，采用地下綜合管廊是一個(gè)很好的機(jī)遇。 隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，空間的大量利用，人口加增，城市環(huán)境和資源愈發(fā)緊張。在發(fā)展初期建設(shè)綜合管廊，可以避免資源浪費(fèi)、地下管線雜亂無(wú)章及地面道路被頻繁破壞的現(xiàn)象，不僅保證管線的合理布置和良好運(yùn)營(yíng)，也對(duì)新城區(qū)道路的暢通和美觀起到了重要的作用。

2 工程概況

淄博高新區(qū)高鐵新城基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目管廊工程，共包括 5 條道路的地下綜合管廊。 分別是：a.化北路地下管廊：西起高新西界，東至西五路；b.站西路地下管廊：南起化北路，北至高鐵北線；c.辛曹西路地下管廊：南起高新區(qū)南界，北至高新區(qū)北界；d.果周南路地下管廊：東起魯信路，西至高新區(qū)西界；e. 北辛路地下管廊： 西起高新區(qū)西界， 東至趙莊路；總長(zhǎng)約17.015km。

3 設(shè)計(jì)原則

3.1 綜合管廊的建設(shè)應(yīng)結(jié)合城市道路建設(shè)和各類市政管線的規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，管線應(yīng)滿足各類管線的維修運(yùn)營(yíng)管理要求。

3.2 最大限度選擇盡可能多的市政管線進(jìn)入綜合管廊，以保證管廊的使用效率。 確保各管線設(shè)置合理，各管線之間避免干擾，保證其運(yùn)行安全可靠。

3.3 綜合管廊需考慮設(shè)置供配電、排風(fēng)、給排水、通信、照明、火災(zāi)報(bào)警等配套設(shè)施系統(tǒng)。

3.4 綜合管廊的斷面布置應(yīng)緊湊合理， 在經(jīng)濟(jì)上滿足要求。 在綜合管廊使用效率、工程造價(jià)、建設(shè)周期、管道收益之間取得平衡。

3.5 綜合管廊應(yīng)同步設(shè)計(jì)管線分支、維修人員、設(shè)備材料進(jìn)出的出入口；綜合管廊應(yīng)考慮預(yù)留進(jìn)出空間，以利于布設(shè)各類管線的過(guò)路管廊。

4 設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)內(nèi)容包含，總體設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、路由設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、防火分區(qū)設(shè)計(jì)、附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)。

4.1 總體設(shè)計(jì)

4.1.1 綜合管廊設(shè)計(jì)年限100 年。

4.1.2 綜合管廊高程確定：管廊的正常覆土采用2.8m，特殊段最小覆土不小于1.0m， 管廊頂板結(jié)構(gòu)上可適當(dāng)考慮綠化以及景觀。 縱坡除特殊情況外原則上和道路輔道保持一致。

4.1.3 綜合管廊采用矩形箱涵的結(jié)構(gòu)形式，分為雙倉(cāng)，其中給水、通信、中水及預(yù)留管設(shè)為一倉(cāng)，電力管線設(shè)為一倉(cāng)。

4.1.4 每隔200m 左右設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)作為一個(gè)設(shè)計(jì)單元；每個(gè)防火分區(qū)電力倉(cāng)和綜合倉(cāng)各設(shè)置一處進(jìn)料口，電力倉(cāng)進(jìn)料口用于高壓、中壓電纜進(jìn)線，綜合倉(cāng)進(jìn)料口用于給水、中水和通信進(jìn)線。

4.2 橫斷面設(shè)計(jì)

綜合管廊設(shè)置模式及空間尺寸， 直接關(guān)系到綜合管廊的造價(jià)、安全、功能和運(yùn)營(yíng)管理，是設(shè)計(jì)管廊時(shí)應(yīng)考慮的重要問(wèn)題和技術(shù)關(guān)鍵。 橫斷面設(shè)計(jì)主要包括斷面形式設(shè)計(jì)和斷面尺寸設(shè)計(jì)，其中斷面形式應(yīng)與管線種類、施工工藝及地質(zhì)條件有關(guān)；其斷面尺寸與市政管線所需預(yù)留空間有關(guān)，應(yīng)滿足各類管線的布置、敷設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)及擴(kuò)容的需求。當(dāng)干、支線綜合管廊內(nèi)兩側(cè)均設(shè)置支架與管道時(shí)，人行通道最小設(shè)計(jì)凈寬應(yīng)當(dāng)≥1.0m；當(dāng)單側(cè)設(shè)置支架和管道時(shí)，人行通道最小設(shè)計(jì)凈寬應(yīng)當(dāng)≥0.9m。

4.3 線型設(shè)計(jì)

綜合管廊路由設(shè)計(jì)要求滿足功能齊備、安全暢通、規(guī)范有序、舒適便利、經(jīng)濟(jì)合理的要求。同時(shí)在滿足管道使用需求的前提下，應(yīng)結(jié)合道路的建設(shè)計(jì)劃，考慮建設(shè)的分期實(shí)施、近遠(yuǎn)期結(jié)合方案，進(jìn)行合理布置。 線型設(shè)計(jì)原則：

4.3.1 滿足國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。 符合規(guī)劃管線的布置要求，充分發(fā)揮管廊為道路兩側(cè)組團(tuán)服務(wù)的作用，滿足兩側(cè)景觀需求。露出地面的構(gòu)筑物、檢修口躲開(kāi)機(jī)動(dòng)車道設(shè)置。

4.3.2 綜合管廊平面線形與所在道路平面線形基本一致。對(duì)于圓曲線半徑，滿足敷設(shè)管線的最小轉(zhuǎn)彎半徑及要求，并盡量與道路圓曲線半徑一致。 綜合管廊變截面、折角應(yīng)滿足各類管線轉(zhuǎn)彎半徑要求。

結(jié)合道路兩側(cè)地塊用地性質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況， 本次推薦綜合管廊線位于道路兩側(cè)綠化帶下。

4.4 縱斷面設(shè)計(jì)

綜合管廊縱斷面設(shè)計(jì)主要由相交的市政道路、給排水及通信電力等管道標(biāo)高制約。 縱斷面設(shè)計(jì)主要考慮以下原則。

4.4.1 綜合管廊的覆土厚度應(yīng)滿足各類管線橫穿要求，根據(jù)各種市政橫穿管類型及適當(dāng)考慮景觀綠化，綜合管廊正常段管頂覆土為2.5m。 滿足道路兩側(cè)建筑組團(tuán)和城市景觀的需求。

4.4.2 縱斷設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)“ 滿足需要，經(jīng)濟(jì)適用”的原則。 縱斷面基本上與所在道路輔道的縱斷面一致，避免較大土方開(kāi)挖。滿足管道安裝、運(yùn)行及巡檢車輛爬坡能力要求，管廊縱坡控制≯10%。

4.4.3 綜合管廊的變截面及縱坡變化處應(yīng)滿足各類管線折角的要求。

4.4.4 滿足道路沿線片區(qū)防洪、應(yīng)急排水需求；滿足綜合管廊內(nèi)排水的需求。

縱斷面設(shè)計(jì)方案為， 綜合管廊與道路縱斷基本保持一致，綜合管廊正常段溝頂覆土定為2.5m，考慮到綜合管廊的排水區(qū)間不宜大于400m， 以及與雨污水管道交叉處需要保持離管道凈距1m，因此，局部路段需要適當(dāng)調(diào)整。

4.5 防火區(qū)設(shè)計(jì)

防火分區(qū)可很好的控制火災(zāi)蔓延。 考慮到雙界河路綜合管廊內(nèi)的市政管線主要是電力、通信、給水、中水，根據(jù)《 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定“ 綜合管廊內(nèi)防火分區(qū)最大間距應(yīng)不大于200m”，同時(shí)目前國(guó)內(nèi)綜合管廊防火分區(qū)也基本按照這個(gè)原則來(lái)控制， 因此本工程中防火分隔間距按照200m 考慮，即按照200m 來(lái)控制每個(gè)設(shè)計(jì)單元。

4.6 附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

附屬構(gòu)筑物作為綜合管廊的重要組成部分，承擔(dān)著管廊內(nèi)外的聯(lián)絡(luò)作用，綜合管廊內(nèi)的管道及附屬配件運(yùn)輸、安裝，人員進(jìn)出、應(yīng)急逃生等均需通過(guò)附屬構(gòu)筑物來(lái)完成。 綜合管廊每個(gè)分區(qū)設(shè)置一處進(jìn)料口（ 含給水進(jìn)料口），進(jìn)料口兼顧人員出入、自然通風(fēng)功能，進(jìn)料口最大間距不超過(guò)200m，凈尺寸滿足管線、設(shè)備、人員進(jìn)出的最小允許限界要求；在每個(gè)分區(qū)的兩端設(shè)置機(jī)械排風(fēng)口，通過(guò)機(jī)械排風(fēng)口的強(qiáng)排功能來(lái)保證溝內(nèi)空氣的流通性；根據(jù)周圍地塊用地性質(zhì)及用水、用電、通信需求每隔一定距離設(shè)置管線進(jìn)出口。

4.7 電氣設(shè)計(jì)

4.7.1 強(qiáng)電設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括綜合管廊工程變配電系統(tǒng)、動(dòng)力照明及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本工程主要用電設(shè)備為管內(nèi)排風(fēng)機(jī)、排水泵、照明、監(jiān)控及檢修設(shè)施。 其中監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備、應(yīng)急照明為二級(jí)負(fù)荷，其他考慮三級(jí)負(fù)荷。根據(jù)用電負(fù)荷，供電方式設(shè)計(jì)采用獨(dú)立的20kV 電源環(huán)網(wǎng)供電。 結(jié)合綜合管廊的用電負(fù)荷分布情況，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)設(shè)置1 座箱式變電站，箱式變電站供電半徑約700m。 動(dòng)力照明設(shè)計(jì)。配電系統(tǒng)設(shè)置，每2 個(gè)防火分區(qū)（ 電力倉(cāng)分區(qū)和綜合倉(cāng)分區(qū)）作為一個(gè)供電分區(qū)，每個(gè)供電分區(qū)設(shè)動(dòng)力照明箱、照明配電箱和風(fēng)機(jī)水泵控制箱，負(fù)責(zé)該供電分區(qū)內(nèi)綜合倉(cāng)和電力倉(cāng)的排風(fēng)機(jī)、排水泵、電動(dòng)蝶閥、照明、檢修、監(jiān)控系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的配電及控制。

4.7.2 弱電設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)內(nèi)容有綜合管廊智能化系統(tǒng)包含監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、快速以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)、綜合管廊內(nèi)CCTV 視頻監(jiān)視、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)等。

5 降低造價(jià)措施

5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在滿足規(guī)范以及如廊管線施工、運(yùn)行的情況下，盡可能減少管廊的橫斷面，減少地下空間開(kāi)挖土方量。

5.2 盡可能的減少管廊覆土，既可以減少開(kāi)發(fā)土方量，由可以間接減少綜合管廊構(gòu)造的壁厚以及頂板厚度。同時(shí)還可以減少施工排水量。

5.3 滿足規(guī)范以及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)的情況下， 盡可能的增大標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度，減少了施工的難度，間接的減少變形縫的數(shù)量。

6 工程施工

目前管廊施工有明挖現(xiàn)澆施工法及明挖預(yù)制拼裝法等幾種施工方法。

6.1 明挖現(xiàn)澆施工法：基坑土石方開(kāi)挖→澆筑墊層混凝土→底板及側(cè)墻鋼筋→支設(shè)模板施工→澆筑底板及施工縫以下的側(cè)墻混凝土→頂板模板→澆筑頂板及施工縫以上的側(cè)墻混凝土。 優(yōu)點(diǎn)是：這種施工方法可以進(jìn)行大面積作業(yè)，將整個(gè)工程分割為多個(gè)標(biāo)段進(jìn)行流水段施工， 加快作業(yè)進(jìn)度。

6.2 明挖預(yù)制拼裝法

明挖預(yù)制拼裝法是一種較為先進(jìn)的施工法， 在不少城市已多次采用。預(yù)制拼裝法總體來(lái)說(shuō)具有如下優(yōu)越性： 施工周期短。 構(gòu)件制作工廠化，現(xiàn)場(chǎng)裝配速度快。 結(jié)構(gòu)質(zhì)量好。 混凝土工程質(zhì)量控制嚴(yán)格。缺點(diǎn)是：對(duì)預(yù)制構(gòu)件的要求較高，而且構(gòu)件預(yù)制廠較少，整體造價(jià)較高。

6.3 高新區(qū)綜合管廊位于綠化帶、人行道下方，本工程基坑大部分區(qū)段具備放坡開(kāi)挖的場(chǎng)地條件，經(jīng)測(cè)算，明挖現(xiàn)澆施工法較為有利，是最常用的施工方法。 因此本工程采用明挖現(xiàn)澆法實(shí)施， 基坑開(kāi)挖深度約為 6～9 米， 局部可達(dá) 12米多,開(kāi)挖較深，周邊建筑物主要為單層砌體或多層混凝土建筑，工程施工不會(huì)影響沿線建筑物安全。 做好基坑的開(kāi)挖與回填、及混凝土的防水工程是本工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。 采用掛網(wǎng)噴漿法，部分超深基坑考慮采用復(fù)合土釘墻支護(hù)。 基坑開(kāi)挖占用工作面較大，可能會(huì)影響周邊居民的出行，因此也要調(diào)解好周邊居民的生活是保證本工程順利進(jìn)行。

7 造價(jià)分析

目前管廊施工已解決尾聲，部分管廊的熱力、智能控制等社會(huì)管線已經(jīng)入廊， 為未來(lái)的集中控制做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。綜合管廊4300*6250（ mm） 采用明挖現(xiàn)澆法造價(jià)為4 萬(wàn)元/米。 淄博市高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)綜合管廊，設(shè)計(jì)使用年限均要求達(dá)到100 年，雖前期投資收益緩慢，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，卻具有顯著的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

8 發(fā)展與探討

綜合管廊可以讓城市消除“ 拉鏈路”現(xiàn)象、減少道路重復(fù)開(kāi)挖、保證城市交通系統(tǒng)的暢通，可促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并促進(jìn)城市化水平和城市土地利用強(qiáng)度的提高，從根本上解決這些問(wèn)題。

8.1 城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的需要。 隨著主城區(qū)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，用地情況勢(shì)必會(huì)越來(lái)越緊張，大力開(kāi)發(fā)地下空間是必然趨勢(shì)。 規(guī)劃建設(shè)地下綜合管廊，對(duì)地下管線進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化建設(shè)，使得城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用更有序、合理和高效。 市政管線常規(guī)施工時(shí)，由于受最小水平凈距、最小垂直凈距、與建筑物水平間距影響，往往分散布置，占用大量城市空間。

8.2 保證城市地下管線安全運(yùn)營(yíng)， 提高城市防災(zāi)能力的需要。高標(biāo)準(zhǔn)重效率的城區(qū)，對(duì)城市的安全有著更高的要求，各種市政管線為城市的生命線，維系著城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 若采用直埋敷設(shè)，管線就處在不利環(huán)境當(dāng)中，使用壽命可能達(dá)不到20 年， 需經(jīng)常對(duì)道路進(jìn)行挖掘來(lái)維修及更換破損、老化的管線，因此城市經(jīng)常受到破壞，容易造成道路阻斷、路面補(bǔ)丁摞補(bǔ)丁，且燃?xì)狻⒒さ任ｋU(xiǎn)管線的安全狀況不容樂(lè)觀。延長(zhǎng)市政管線使用壽命和提高城市生命線綜合防災(zāi)能力是必然需求。

8.3 改善城市環(huán)境建設(shè)的需要。 在城區(qū)周邊道路或局部道路建設(shè)地下綜合管廊，可以大幅度減少各類架空線和各類管線的檢查井（ 室），節(jié)約用地，美化視覺(jué)景觀。 綜上所述，建設(shè)綜合管廊，為管線將來(lái)的擴(kuò)容預(yù)留有利條件，避免重復(fù)開(kāi)挖市政路面，而且為管線安全運(yùn)營(yíng)提供保障，延長(zhǎng)其使用壽命并易于維護(hù)。 同時(shí)將電力、弱電、給水等管線集中敷設(shè)、統(tǒng)一管理，對(duì)探索改革管線建設(shè)管理體制，推動(dòng)城市管線建設(shè)新模式具有重要意義。