廣州亞運城綜合管溝工程設計特點

周建華

（廣州市政工程設計研究院，廣東 廣州 510060）

1.工程概況

1.1 亞運城概況及特點

廣州亞運城位于番禺區(qū)，京珠高速公路（地鐵四號線）以東，蓮花山水道以西，清河路以南，南臨規(guī)劃路，面積約2.73 km2。根據(jù)賽時和賽后不同要求的特點，在亞運期間需要體現(xiàn)亞運城的功能，在賽后作為廣州新城的啟動區(qū)改造成為高尚的住宅區(qū)。

亞運城具有以下特點：（1）發(fā)展不確定：亞運城是廣州新城的啟動區(qū)，而廣州新城開發(fā)面積大、規(guī)劃建設時間長，未來產(chǎn)業(yè)和人口發(fā)展均存在一定程度的不確定性；另外亞運城必須滿足亞運會賽時設置要求，賽后部分設施存在調(diào)整和建設可能，因而加大了發(fā)展及管線布局的不確定性。（2）高標準定位：由于亞運城賽時的特殊功能和歷史使命，以及賽后作為廣州新城的一部分的人才高地、生態(tài)宜居新城高標準定位，市政基礎設施的建設必須與之配套，不能反復開挖路面進行施工。（3）開發(fā)強度大，管線密集：亞運城賽時需容納四萬多人，包括媒體村、運動員村、技術官員村、主場館等人流和管線密集區(qū)域，地下管線縱橫交錯，數(shù)量眾多，導致地下空間異常緊張。（4）建設工期緊張：需盡快完成市政道路建設為運動員村、媒體村等各組團建設提供道路、水電等工程實施條件，需要解決不同專業(yè)工程管線在同一工作面進行施工各自所需的時間，以及相互之間銜接、協(xié)調(diào)的時間，加快工程建設步伐。

1.2 亞運城綜合管溝總體概況

基于亞運城的功能定位和特點分析，結(jié)合六縱四橫道路路網(wǎng)布局，在亞運城主干一路、主干二路、長南路、次干一路設置大型綜合管溝5.2 km，在支路一布置小型管廊3.5 km,詳見表1所列。大型綜合管溝配套有通風、消防、排水、電氣自控等系統(tǒng)，并設置控制中心和變電所各一座，而小型管廊按人不通行設計。亞運城綜合管溝總體布置詳見圖1所示。

表1 市政道路綜合管溝主要工程量表

圖1 亞運城綜合管溝總體布局圖

2 工程設計

2.1 納入管溝的管線分析

從工程投資、管線維護和安全運行等角度考慮，將市政給水管、高質(zhì)水管、雜用水管、電力電信、真空垃圾系統(tǒng)的控制線和壓縮空氣管、交通信號控制線納入綜合管溝，燃氣管道在主干二路納入綜合管溝，但置于管溝頂部，磚砌單獨成倉。真空垃圾管道由于對轉(zhuǎn)彎半徑等要求較高，進出管溝影響斷面布置，且運行時噪音較大，不納入管溝；考慮到排水管道的清疏維護、重力流管道對管溝埋深影響等，經(jīng)技術經(jīng)濟比較，排水管不宜納入管溝。

2.2 綜合管溝標準斷面設計

一般基于綜合管溝的施工方法及納入的管線數(shù)量確定斷面形式，亞運城綜合管溝橫斷面采用矩形斷面。電力、電信和給水等管線可以布置在一個倉，也可分開設置，將影響綜合管溝的壁厚和底板厚度，從而導致工程投資相差較大，且影響以后的運行管理，尤其是110 kV高壓電力電纜的安全運行。經(jīng)技術經(jīng)濟比較，采用兩倉斷面型式，管道和電信電纜位于同一倉，電力電纜單獨成倉。

根據(jù)管道尺寸、數(shù)量和安裝要求，綜合管溝凈高3.1 m；考慮管溝頂部管線穿越要求，綜合管溝頂部覆土1.5～2.0 m；管道倉人行通道寬1.0 m，主干二路管溝小型有軌電瓶車通道寬1.5 m，電力倉通道寬1.0 m，管道倉凈寬2.8～3.2 m，電力倉凈寬1.6～2.25 m，詳見2、圖3所示。

圖2 主干二路綜合管溝標準斷面圖（單位：mm）

圖3 次干一路和長南路綜合管溝標準斷面圖（單位：mm）

支路一管廊設計不考慮人通行，道路南側(cè)布置給水電信管廊凈空B×H=2.0 m×1.5 m，道路北側(cè)布置電力管廊凈空B×H=1.5 m×1.0 m，頂部沒有覆土，與人行道地面平齊。

2.3 綜合管溝平面及縱斷面設計

大型綜合管溝設置于道路中央綠化帶，防火分區(qū)間距不大于200 m。投料口和通風口在地面影響交通，因此中央綠化帶寬度不小于4.8 m，當受綠化帶寬度變化和道路交叉口影響時調(diào)整投料口和通風口位置。綜合管溝轉(zhuǎn)彎、斷面寬度變化時需滿足各類管線的轉(zhuǎn)彎半徑要求，電力倉最小轉(zhuǎn)彎半徑為1.5 m，管溝轉(zhuǎn)彎不宜采用圓弧型，一般采用不小于165°的轉(zhuǎn)角。支路一小型管廊設置于道路兩側(cè)人行道，每20 m設置一個檢修口。

綜合管溝縱斷面一般與所在道路縱斷面一致，最小縱坡為0.3%，橫向坡度為2%。在穿越河道和交叉口時，管溝最大縱坡為20%，主干二路綜合管溝考慮有軌電瓶車爬坡能力，最大縱坡控制為3%。

2.4 節(jié)點設計

綜合管溝主要節(jié)點包括穿越河涌、交叉口、出線口、投料口和通風口、控制中心連接通道等。

2.4.1 綜合管溝穿越河涌

亞運城內(nèi)河網(wǎng)密布，大型綜合管溝有5處穿越官涌、南派涌、裕豐涌等，考慮到亞運城建設標準和景觀要求較高，采用從河底下穿的方式過涌。支路一管廊管線較少且尺寸較小，結(jié)合橋梁預留孔洞過涌，以便降低工程投資。

2.4.2 綜合管溝交叉口

在管溝交叉處，將綜合管溝布置為上下兩層，解決管線的交叉處理，詳見圖4所示。由于該工程綜合管溝為兩倉結(jié)構(gòu)斷面，綜合考慮到施工的方便和盡可能節(jié)約工程造價，盡量減低交叉段的埋設深度。

圖4 綜合管溝交叉口立體圖

2.4.3 出線口

根據(jù)亞運城各建筑組團管線銜接要求，綜合管溝設置有電力電纜出線口、電信電纜出線口、管道出線口和多種管線集中在一起的綜合出線口四種形式，并考慮單側(cè)出線或雙側(cè)出線。電力和電信電纜出線口頂部加高1.0 m，管道出線口從頂板出線并設置檢查井，綜合出線口布置為上下兩層，下層凈高2.0 m。由于亞運城開發(fā)強度較大，出線口較密集，約100 m～150 m設置一個。

綜合管溝布置在中央綠化帶內(nèi)，電纜出線穿越車行道預埋PE套管接入道路邊線外的穿線井，管道出線預埋混凝土套管接入道路邊線的預留井。

2.4.4 綜合管溝通風口和投料口

每個防火分區(qū)在中間設置投料口，以便管道和設備進出，管道倉投料口平面尺寸4.0 m×1.2 m，電力倉投料口平面尺寸2.0 m×1.0 m，并兼作人孔和進風口。在投料口處管溝局部加寬1.0 m，以滿足鋼爬梯設置要求和管道出入方便。投料口在短邊設置了較低的活動百葉，有利于不易彎曲的大型管道進出。為安裝方便，大型管道閥門等盡可能布置在投料口附近。

通風口設置于防火分區(qū)兩端，平面凈尺寸0.52 m×0.52 m，設置上吹式機械排煙風機。通風口地面以上采用防盜防水構(gòu)造做法設置進風百葉，并考慮中央綠化帶景觀相協(xié)調(diào)。

2.4.5 控制中心連接通道

綜合管溝與控制中心連接處，設置連接通道2.8 m×2.4 m，方便檢修人員和設備出入，同時布置有綜合管溝監(jiān)控系統(tǒng)的電纜，以及控制中心電力電纜和給水管道等。

2.5 綜合管溝消防設計

綜合管溝火災危險性類別確定為丙類，耐火等級為一級。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》，地下或半地下建筑物防火分區(qū)面積不大于500 m2，但根據(jù)已建綜合管溝經(jīng)驗，僅檢修時綜合管溝才有少數(shù)專業(yè)人員進入，同時電力倉設置水噴霧滅火系統(tǒng)，因此防火分區(qū)面積不大于1 000 m2。根據(jù)《電力工程電纜設計規(guī)范》中電纜隧道安全距離不大于200m的規(guī)定，確定綜合管溝防火分區(qū)距離不大于200m，防火分區(qū)建筑面積不大于1 000 m2；防火分區(qū)之間采用防火墻分隔，設甲級防火門；綜合管溝設火災自動報警系統(tǒng)，管道倉配滅火器，電力倉設置水噴霧滅火系統(tǒng)并配滅火器。在管溝監(jiān)控中心設置集中火災報警控制器，管溝內(nèi)設置線性光纜感溫火災探測報警系統(tǒng)。并在管溝內(nèi)沿線布置防潮式感煙探測器，每個防火分隔(特別是緊急出口處)均設置現(xiàn)場報警按鈕及火災警鈴。

在控制中心設置水噴霧消防泵房一座，系統(tǒng)消防水量133.4 L/s，H=105～90 m，在綜合管溝控制中心的地下室泵房設水噴霧泵四臺，三用一備。水噴霧系統(tǒng)滅火系統(tǒng)，持續(xù)噴霧時間0.4 h，水霧噴頭最小工作壓力：0.35MPa，水霧噴頭流量80 L/min。在電力倉內(nèi)設離心式水霧噴頭，噴頭間距1.7 m，交錯布置。供水干管及雨淋報警閥組則布置在管道倉內(nèi)。次干路每一個防火分隔內(nèi)設有雨淋報警閥組三套，主干路每一個防火分隔內(nèi)設有雨淋報警閥組五套,雨淋報警閥管徑DN150。

2.6 綜合管溝通風設計

綜合管溝采用縱向通風方式，以防火分區(qū)為單位，每個防火分區(qū)均設置獨立的通風及防排煙系統(tǒng)。正常工況按防火分區(qū)設置自然進風、機械排風，排除電纜發(fā)熱所需的換氣次數(shù)6次/h，補風量按排風量80%計算，為維修管理人員提供不大于40℃、氧氣含量不低于19%的工作環(huán)境。火災工況按工藝設計采用分段封堵設置水噴霧消防措施，自動切換閥門，關閉排風機，減氧滅火，當環(huán)境溫度大于250℃時，開啟通風兼排煙風機，排除煙霧。

2.7 綜合管溝排水系統(tǒng)設計

綜合管溝橫向坡度2%，在一側(cè)布置排水溝，收集和排除結(jié)構(gòu)滲水（按2 L/m2·d計）和管道檢修時的排水，排水溝斷面尺寸為0.2 m×0.15 m，排水溝不穿越防火分區(qū)；在交叉口、過河節(jié)點、管線出線口和管溝局部最低處設置集水井，斷面尺寸2.0m×1.5m，設置一臺潛水排水泵，Q=20m3/h，H=10m。

2.8 供配電與監(jiān)控系統(tǒng)設計

根據(jù)綜合管溝負荷運行的安全要求，供電性質(zhì)屬二級負荷。利用市政道路的路燈變電房變配電系統(tǒng)供電，電房電源接入所在區(qū)域10 kV電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)內(nèi)，采用環(huán)網(wǎng)供電。綜合管溝控制中心與消防泵房、路燈電房合建，總建筑面積591 m2。

綜合管溝監(jiān)控系統(tǒng)包括中央計算機監(jiān)控系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、附屬設備(排水和通風)監(jiān)控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，各防火區(qū)設置溫度、濕度及氧含量檢測儀表。

3 設計特點

（1）大型綜合管溝設置有完善的消防、排水、通風、供配電及監(jiān)控系統(tǒng)等設施。

（2）綜合管溝防火分區(qū)距離不大于200 m，防火分區(qū)建筑面積不大于1 000 m2；防火分區(qū)之間采用防火墻分隔，設甲級防火門；綜合管溝設火災自動報警系統(tǒng)，管道倉配滅火器，電力倉設置水噴霧滅火系統(tǒng)并配滅火器。

（3）獨特的綜合管溝交叉處理，便于管線和人流交通；多樣的出線口類型，適應各種不同出線特點。

（4）為方便日常維修和參觀，在主干二路綜合管溝內(nèi)設置有軌小型電瓶車通行，軌道寬0.6 m，車寬0.8 m，車高1.3 m，車長4.3 m，運行速度0～150 m/min，最大爬坡能力3%，供電方式蓄電池組供電。

（5）在支路一設置人不能通行的小型管廊，每20 m設置一個檢修口，布置相對靈活，既解決了管線布置問題，又可不設置大型綜合管溝所需的消防、排水、通風、供配電及監(jiān)控系統(tǒng)設施；小型管廊采用預制拼裝法施工，施工進度快。

（6）采用“集中管理、分散控制系統(tǒng)”，提高綜合管溝的自動化控制水平。

4 結(jié)語

廣州亞運城市政道路綜合管溝工程設計，綜合考慮了亞運城賽時賽后兩種模式，以及其發(fā)展不確定性、高標準定位、管線密集、工期緊張等特點，并注意與市政及組團管線協(xié)調(diào)。目前，綜合管溝工程已經(jīng)投入運行一年多，主要管線已入溝安裝，設計構(gòu)思得到良好實施，預定設計目標基本得到驗證。