马良
深圳中冶管廊科技发展有限公司
摘要:
综合管廊作为市政管线的安全保护措施之一,能够有效集约利用与优化配置地下空间资源,保障管线安全运营。当前,各地综合管廊的大规模建设普遍存在项目投资高、建设规模大、建设标准不一等问题。为研究解决上述问题,本文以“因地制宜、科学入廊”为建设原则,结合不同工程情况,对综合管廊干、支线及缆线等类型的搭配选择予以分析探讨,通过区分通过型管线和服务型管线,合理优化管廊埋深及断面等方式,寻求降低工程难度及投资的途径。同时,梳理管廊设计重点并提出建议,更好的体现综合管廊的服务性、实用性。
关键词:
综合管廊、因地制宜、埋深、断面、干缆(支)分离
正文:
一、管廊建设特点与现状
综合管廊通过地下敷设方式解决架空管线导致的城市景观影响和直埋管线管位不够等问题,还可以提高管线的安全性,为管线的检修或者扩容改造等运行维护作业提供物理空间,尽量避免对道路的开挖施工。因此,综合管廊就管线而言实质上是提供了安全保护和运维便捷两大服务功能。但目前,各地建设的综合管廊大多为干线型管廊,管廊规模较大,占用地下空间过多,部分管廊空置率较高,投资也居高不下,上述问题造成管廊工程建设困难,阻力较大,难以成网成片形成系统,有效发挥其作用。需根据实际情况区分不同类型管廊并加以应用。
二、各类型管廊技术特点
(一)干线综合管廊:用于容纳城市主干管线(较少出舱的通过性管线)的综合管廊。干线综合管廊多布置在道路机动车道或者中央分隔带下,覆土厚度视节点设计、道路既有横穿管线标高或施工工艺而定。
(二)支线综合管廊:用于容纳城市配给管线(服务性管线),采用单舱或双舱方式建设的综合管廊。通常布置在道路机动车道以外的区域,其覆土厚度通常以不妨碍过路管线的直埋敷设为宜,口部宜直接对外,避免设置结构转换通道。
(三)紧凑型综合管廊:浅埋在道路非机动车道、人行道或绿化带下用于容纳区域内服务性管线的综合管廊。通常为单舱,由于服务于区域内的服务性管线,埋深可较支线综合管廊浅。当管线采用上出舱方式有困难时,可以采用下出舱方式。
(四)缆线管廊:采用浅埋沟道方式建设,设有可开启盖板但其内部空间一般不能满足人员通行要求,主要容纳中低压电力、通信、广播电视、照明等管线,主要为沿线地块或用户提供服务。可以选用盖板沟槽或组合排管两种断面形式。不设置通风、照明等附属设施。安装更换管线时,应将盖板打开,或在操作工井内完成。
三、各类型管廊的组合形式分析
(一)干、支线综合管廊
城市主干管线通常采用干线综合管廊敷设,一般设置在道路机动车道或中央分隔带下方,其特点是断面尺寸较大、覆土较厚、安全性高、沿线管线分支口设置较少。
服务性管线通常采用支线、紧凑型或缆线管廊敷设,多设置在道路两侧非机动车道或人行道下,其特点是断面尺寸较小、覆土较薄、沿线管线分支口设置较多。
当仅有主干管线建设需求时,可先建设通过性的干线综合管廊,大型通过型综合管廊应充分结合道路、轨道交通、地下空间开发等工程选择建设时机。其它服务性管线结合后续道路改扩建时机再行入廊建设。
(二)干、支(缆)线组合型综合管廊
当同一道路断面内敷设有多种主干和服务性管线时,综合考虑管线种类、规模、服务功能、相容性、建设紧迫性、经济性、可实施性等因素,可将管线敷设在两种或两种以上类型的综合管廊内。设计中应尽量统筹节点及附属设施的合理设置,在纵向设计中可采用变坡的方式减小基坑支护的工程量,降低工程建设费用。
(三)管线廊化
管线廊化是一种通过简易的工程措施提高管线安全性的技术手段,主要解决管线自身安全保护问题。受工程建设条件限制,建设干、支(缆)线组合型综合管廊难度较大或经济性较差时,可采用管线收纳盒、管沟、排管、附着式管道等形式对管线进行廊化处理。
(四)地下空间结建式综合管廊
综合管廊与已建或规划地下空间在平面、竖向交叉时,应与地下空间统筹考虑,采用共用结构的方式建设,规避相互间的保护空间要求、降低工程实施难度、减少建设成本。
综合管廊与地下空间结合建设,还应在通风、消防、防水、安全、基坑支护、土(石)方开挖及回填等方面做好统筹。
(五)轨道交通共建综合管廊
为确保综合管廊建设的可实施性,可在城市轨道交通建设过程中同步建设其安保范围内的规划综合管廊。与轨道交通同步建设的综合管廊主要考虑干线型综合管廊,区域服务性管线可在市政道路新建、改(扩)建工程中配套建设综合管廊。与轨道交通同步建设的综合管廊在车站、车辆段等位置应尽量采用结建式。
四、管廊相关设计重点及建议
(一)管线入廊设计重点
入廊管线应以方便巡视、检修、更换为原则,选择最经济的入廊方式和断面尺寸。管线材质及管件选择应经济合理、方便运维,且有利于共舱敷设的其它管线安全。
(二)综合管廊本体断面设计重点
管廊断面应综合考虑入廊管线的服务类型、规格、数量及相容性、技术经济合理、方便运维等因素后充分结合建设条件确定。其中,管道安装净距对管廊断面设计影响较大,为节省地下空间资源,应根据既定的的管道材质和连接方式确定最小安装净距。为节约造价,采用盾构及顶管施工工艺的综合管廊建议选择常用的标准断面尺寸。
(三)综合管廊本体纵向设计重点
明挖施工的综合管廊应尽量减少埋深以降低基坑支护的难度和投资。道路既有横穿重力流管道与综合管廊交叉处,可采用局部节点下沉的纵断面设计型式。明挖与暗挖并存的综合管廊应充分利用暗挖工作井进行管线标高转换,避免采用明挖结构坡接暗挖结构的处理方式。
(四)基坑支护设计重点
管廊基坑支护方式选择应以安全可靠、工艺成熟、适应环境要求、地质条件针对性强、施工快捷、经济合理为原则。
城市新建区、城市更新单元综合管廊建设,在地质条件及环境条件许可时应优先选用放坡、柔性支护、放坡与支护相结合的方式施工基坑。
(五)管线改迁设计重点
管廊工程施工区域内的既有管线应优先采用保护方式。对于必须迁改才有施工作业条件的管线,如拟迁改线位不在机动车道下时,应尽量采用一次迁改方案,避免建设期内的管线重复迁改造成投资浪费。可比选采用“永久分舱设置,减小原规划综合管廊断面尺寸”与“迁改管线到达使用寿命后入廊敷设”等方案之间的优劣,推荐最终方案。
(六)其他结构设计重点
为降低永久结构缝渗(漏)水风险,钢筋混凝土现浇结构的变形缝与后浇带可交替使用,以减少永久结构缝的数量。现浇综合管廊本体结构宜适当降低配筋率且采用密布钢筋形式、混凝土强度等级不宜高于C45,以降低现浇钢筋混凝土结构开裂风险,有利于综合管廊本体的健康使用。管线中高压电力电缆支架预埋件应采用不锈钢材质;中压电力电缆支架预埋件采用热镀锌碳钢材质。
(七)防水抗渗设计重点
综合管廊防水设计等级一般为二级,应采用刚柔结合的防水设计方案。现浇钢筋混凝土综合管廊区间段应加强结构自防性能措施。采用中置式止水带的现浇钢筋混凝土结构变形缝,宜在廊内附加设置可更换式防水装置。采用顶管、盾构等工艺施工的综合管廊,应在永久结构缝附近预留环周边的注浆设施。
(八)附属消防系统设计重点
从统一运维角度出发,综合管廊舱室自动灭火系统推荐采用超细干粉装置。需要设置自动灭火系统的电力舱划分防火分区时,应依据单盘电缆定尺长度尽量将接头集中在80m范围以内,将该区域单独作为一个防火分区采用自动灭火系统进行重点防护;非接头区可适当加大防火分区的长度,且仅需配置手提式灭火器。
五、结语
管廊设计宜根据工程规划确定的路由及城市工程管线规模,秉承因地制宜、经济适用、安全运行、维护便捷的原则。坚持以投资高效及便捷运维为导向,优化工程设计方案。综合管廊应按建成区和新建区分别考虑。管廊设计时,应厘清工程建设范围内既有管线关系、地上地下构筑物情况、人行道及绿化带设置情况等,合理选择干、支、干支混合、缆线、管线廊化、结建、直埋等管线敷设方式。同时,注意上述管廊设计要点,以实现综合管廊的科学合理,经济易用,促进综合管廊建设的健康持续发展。
参考文献:
[1]刘金景、陈晓文等《城市地下综合管廊工程防水技术应用探讨》(《中国建筑防水》2016年第8期)
[2]《深圳市地下综合管廊工程技术规程》(SJG 32-2017)
[3]付征耀等《深圳市地下综合管廊设计指引》