淺析成都空港新城南中心3號路綜合管廊工程總體設計

李馳昊，趙靈吟，鐘俊輝，胡浩林，劉毅超

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

2017年5月，成都市第十三次黨代會首次提出“東進、南拓、西控、北改、中優”的空間發展戰略，其中實施“東進”戰略旨在打造全市經濟社會發展的“第二主戰場”[1]。空港新城作為“東進”區域內的新城發展極，其總體定位為：國際航空樞紐典范城、全球公民創新創業匯聚區、國家戰略性新興產業發展集群地。南中心作為空港新城近期發展的重點片區，主導功能為經濟、科創、文體等，重點布局商業商務中心、總部辦公、奧體城、文化中心、國際大學社區、臨空創新產業區等功能。

1 項目概況

在成都“東進”大背景下，3號路是成都空港新城南中心片區的一條南北走向的城市主干路，道路實施長度為2 322.997 m，道路紅線寬度40 m，雙向四車道，設計速度為40 km/h。該道路綜合管廊北端與在建機場南線綜合管廊交叉口相接，南端將在后期延長為空港起步區絳溪南路綜合管廊(見圖1)。該綜合管廊的建設可滿足空港新城南中心遠期兩側地塊的市政管線使用需求。

目前，該片區在建的其他市政項目有地鐵18號線、機場南線市政道路及綜合管廊。

2 總體設計

2.1 管廊斷面設計

成都國際空港新城作為新建區域，市政管線眾多，根據《城市綜合管廊工程技術規范》要求，納入綜合管廊的管線應進行專項管線設計。因此綜合管廊設計時，應在管線專項設計前，對管線入廊的需求及可行性進行分析，保證入廊管線的安全可靠運行。根據《成都天府國際空港新城絳溪南組團一期(環湖路以東)區域控規》(以下簡稱“規劃”)，3號路規劃市政管線包括電力管線、通信管線、給水管線、再生水管線、雨水管線、污水管線、燃氣管線等。

圖1 南中心管廊規劃平面示意

電力管線。根據“規劃”，3號路與機場南線交叉口東北側有110 kV變電站，48回10 kV電纜出站，故3號路考慮48回10 kV電力線纜入廊，預留一層支架，共52回。

通信管線。根據“規劃”和與相關產權單位的溝通情況，3號綜合管廊設計納入40孔通信管線。

給水管線。根據“規劃”，3號路沿線全線布設一根DN600輸水管、一根DN400中水管，均納入綜合管廊。

排水管線。由于成都國際空港新城地處丘陵地帶，雨水管線收集雨水后往往結合城市河道就近排放；污水管線則根據河流、丘陵的分割以及組團間生態綠隔區等自然地形、地貌條件劃定排水分區，由于分區較多，故采用分散處理的方式，規模較小，且管徑較小。排水管線由于多為重力流管道，若將其納入綜合管廊內，就必須考慮其對綜合管廊的方案制約、相應的結構規模擴大化以及管廊基坑深度增加等問題。綜上所述，排水管線不考慮入廊。

燃氣管線。燃氣是否進入綜合管廊一直存在較大爭議。從國外綜合管廊的建設經驗來看，有燃氣放入綜合管廊的經驗。根據日本《共同溝設計指針》第3.2條提出“燃氣隧道：考慮到對發生災害時的影響等因素，原則上采用單獨隧洞”。近年來，國內綜合管廊中也有設計放入燃氣管線的，如上海張楊路綜合管廊、上海安亭新城綜合管廊、北京中關村綜合管廊、深圳大梅沙綜合管廊等[2]。通過增加監測監控設備，并采取一定的安全防范措施，燃氣入艙的安全性還是能夠得到保障的。因此，通過對燃氣管線的入廊需求分析，若加強監測和安全預防措施，燃氣管線是能夠在綜合管廊內敷設的。由于3號路僅布置DN200中壓燃氣管，根據產權單位意見，本次設計不考慮入廊。各市政管線入廊規模見表1。

表1 各市政管線入廊規模

根據《城市綜合管廊工程技術規范》規定，給水、中水管以及電力線纜可以容納在一個艙內，而燃氣管需要單艙敷設。另外，結合國家電網公司企業標準(Q/GDW11690-2017)《綜合管廊電力艙設計技術導則》第4.11條規定：綜合管廊單個電力艙中規劃敷設的10 kV及以上電力電纜不應多于42根，其中110(66)kV及以上電力電纜不應多于24根，否則應增設電力艙；第5.3.3條規定：電力艙單艙凈高不宜小于2.4 m、大于3.5 m。通過以上管線分布原則及3號路入廊管線規模，由此可以判斷南中心3號路綜合管廊需要設置兩個艙室，其中DN600輸水管、DN400中水管以及通信和部分10 kV電力電纜可容納在一個艙室內，其余10 kV電纜單獨成艙。結合《空港新城綜合管廊規劃》、各市政管線入廊需求及相接機場南線在建管廊預留T口斷面，確定3號路管廊凈空橫斷面尺寸為：(3.4 m+1.8 m)×3.5 m，包含綜合艙和電力艙。其中，綜合艙入廊管線為20回10 kV電力線纜、DN400再生水管、DN600輸水管、40孔通信線纜；電力艙入廊管線為32回10 kV電力線纜，如圖2所示。

圖2 綜合管廊標準橫斷面(單位：mm)

2.2 平面設計

根據3號路道路設計標準橫斷面，全線道路紅線寬度40 m。斷面組成為：中央綠化分隔帶(4 m)+機動車道(2×7.5 m)+機非分隔綠化帶(2×3 m)+非機動車道(2×3.5 m)+人行道(2×4.0 m)。道路下方雨污水管道均為雙管，雨水管道布置在道路兩側人行道下，污水管道布置在道路兩側非機動車道下。

根據“規劃”，3號路道路紅線兩側規劃用地性質為建設用地，綜合考慮減少對兩側建筑及建設用地的影響，方便管廊實施及維護等方面因素后，將3號路綜合管廊布置于道路中央綠化帶下。局部道路渠化段會壓縮中央綠化分隔帶，管廊平面位置跟隨道路渠化調整，確保所有管廊露出地面構建筑物孔口在中央綠化分隔帶正下方，如圖3所示。

圖3 道路管線綜合橫斷面(單位：m)

2.3 縱斷面設計

綜合管廊覆土通常按照3.5 m(與道路標準橫斷面機動車道最低點的豎向距離)考慮，主要有以下四個因素。

(1)對綜合管廊上部的綠化種植的覆土厚度有一定要求。

(2)結構抗浮計算需要一定的覆土深度。

(3)考慮綜合管廊與橫穿道路的排水管線以及其他市政管線的交叉關系。雨水、污水等市政管線管徑一般較大，覆土在地面下2.0 m左右，綜合管廊覆土為3.5 m。在綜合管廊與雨污水管線交叉時，一般應盡量避讓雨污水管線；同時雨污水管線設計時，宜盡量在管廊覆土層或者管溝下方穿越；少數無法避開的位置，綜合管廊采用上倒虹或者下倒虹的方式穿越。

(4)附屬設施(如通風口、投料口、變電站)設置時，要求具備人員操作及設備安裝的空間需求。通風口、投料口、變電站內部空間(凈高)按2.0 m控制，頂板結構厚度按0.6 m控制(上翻梁高度)，綜合管廊覆土厚度為3.5 m。滿足上述要求后，既可以保證管廊通風口、投料口的正常使用，又能避免管廊結構與道路結構層產生沖突。

綜合管廊縱坡按最小不小于2‰、最大不超過14%控制。當縱坡超過10%時，在人員通道部位設防滑地坪或臺階。3號路管廊豎向設計時需下倒虹穿越白石溝、上倒虹跨越地鐵18號線電力隧道。下倒虹順接機場南線在建管廊預留T口，設計最大縱坡8.5%，最小縱坡3‰，如圖4所示。

圖4 管廊縱斷面布置示意

2.4 主要節點設計

綜合管廊主要節點有進風口、排風口、投料口、逃生口、出線口、地下變電站、人員出入口等。所有露出構建筑物孔口應采取相應措施，防止雨水浸入，露出孔口最下沿高度應滿足防洪要求，高出外側周圍的地面不應小于0.3 m。

2.4.1 通風口及逃生口

一個防火分區作為一個設計單元，每個設計單元一端設置機械進風口、另一端設置機械排風口。通風口采用頂部進排風的形式，通風口露出地面的風口尺寸為：A×B=3.45 m×2.2 m，可與中央分隔帶綠化相結合統一打造，使得整個通風口成為一個城市景觀小品。由于人員逃生口的設計間距不能超過200 m，本次設計采用合建的方式，通風口兼做人員逃生口，設通向室外的直爬梯。

每個防火分區兩端設防火墻配甲級防火門隔斷，防火門耐火極限不小于3.0 h，管線穿越防火墻應采用非燃燒材料填塞緊密。

2.4.2 投料口

綜合管廊投料口間距不超過400 m，投料口尺寸為：A×B=7.1 m×2.0 m。

2.4.3 管線出線口

配合現有給水、中水、電力、通信等管線需求，在合理位置設置出線口，管線全由出線口接入或引出綜合管廊。出線口預留電力、通信預埋件和給水管道、中水管道等套管。一般管線出線口間距按不大于150 m設置，同時在相交路口處考慮與相交道路地下管線的銜接。

2.4.4 地下變電站

3號路綜合管廊電源方案為單側電源供電，每個變電站電源由管廊內(機場南線)電源提供。綜合考慮管廊供電線路壓降、負荷、保護靈敏度等因素，確定供電半徑不大于500 m，沿線設置兩個變電站，且兩個變電站相互獨立。

2.4.5 人員出入口

3號路管廊共設置一個人員出入口，位于管廊樁號為K1+575 m，兩個艙室共用一個人員出入口通往地面。

2.4.6 管廊內排水系統

綜合管廊內排水系統主要用于排出管道連接處的漏水、管道檢修時的放水、管廊內沖洗水、管廊結構縫處滲漏水以及管廊開口處漏水。管廊內集水通過排水溝匯集到集水坑后，通過排水泵就近排到管廊外雨水檢查井，集水坑一般布置于通風口，在變電站和管廊下倒虹最低處。3號路管廊共布置32座集水坑，綜合艙和電力艙各16座。

2.5 管廊與構筑物避讓和保護措施

2.5.1 綜合管廊與河道、橋梁

3號路跨越白石溝段，道路以橋梁方式跨過河道。此段3號路管廊采用下倒虹方式沉入河道以下進行避讓，采用樁+內支撐的基坑支護形式。為布置灌注樁預留足夠工作空間，綜合管廊結構外邊緣距離道路紅線5 m，距離橋臺結構外邊緣2.5 m，如圖5所示。白石溝河底標高為434.730 m，根據《城市綜合管廊工程技術規范》要求，綜合管廊頂部高程應在河道底設計高程1.0 m以下，如圖6所示。

圖5 管廊過橋繞行平面(單位：m)

圖6 管廊下倒虹穿越白石溝縱斷面(單位：m)

2.5.2 綜合管廊與地鐵18號線橋梁

地鐵18號線在南中心片區以高架形式敷設，3號路綜合管廊與地鐵18號線高架橋區間斜交，在道路K1+460 m的右側和K1+540 m的左側處分別有高架橋墩臺，如圖7所示。根據《成都市城市軌道交通設施安全保護方案編制導則》，地面和高架車站、地面和高架線路結構外邊線外側30 m內為城市軌道交通控制保護區，具體保護方案如下。

圖7 管廊斜交地鐵18號線橋墩平面(單位：m)

(1)K1+460 m處開挖范圍為中風化泥巖，該處深約7.4 m，基底位于承臺以下，采用放坡+土釘墻支護，坡率為1：0.75。坡面采用100 mm厚C20鋼筋網噴混凝土，土釘角度為15°，直徑Φ25，土釘橫豎向間隔2.0 m，基坑開挖頂邊線和土釘末端分別距離地鐵18號線橋墩承臺外邊線約14.5 m和11.7 m。基坑內主要為基巖裂隙水，基坑坑底和管廊頂面兩側各設置30 cm×30 cm排水溝，坑內水向外明排，如圖8所示。

圖8 K1+460 m管廊基坑支護開挖回填剖面示意

(2)K1+540 m處基坑深約6.5 m，開挖范圍存在較厚軟塑粉質黏土，采用樁+內支撐的基坑支護形式。圍護樁樁徑1.0 m，間距1.8 m，樁長14.0 m，樁頂設置一道鋼支撐，其水平間距為6.0 m，施加200 kN預應力，樁頂設置冠梁，樁間網噴C30混凝土防護，厚度10 cm。基坑圍護樁外邊界距地鐵18號線橋墩承臺外邊線約17.5 m，如圖9所示。

圖9 K1+540 m管廊基坑支護開挖回填剖面示意

管廊兩處穿越高架橋墩臺處，滿足《城市軌道交通結構安全保護技術規范》(CJJ/T 202—2013)規定的城市軌道交通結構外部作業凈距控制相關要求，如表2所示。

表2 城市軌道交通結構外部作業凈距控制管理值 m

2.5.3 綜合管廊與地鐵18號線電力隧道

3號路管廊需從18號線電力隧道下倒虹段上跨越，并且需要對電力隧道進行保護，考慮加固措施如下：沿電力隧道外側各2 m設置灌注樁支護，樁徑1 m，每根樁長6 m，單側7根，兩側共14根，并在交叉段電力隧道頂板以上施作0.4 m厚鋼筋混凝土板(見圖10)，電力隧道頂板與混凝土保護板預留變形區采用柔性材料填充(見圖11)。

圖10 上跨電力隧道段支護平面布置(單位：m)

圖11 上跨電力隧道段支護橫斷面(單位：cm)

2.5.4 綜合管廊與機場南線綜合管廊

機場南線管廊先于3號路管廊實施，該交叉口南側部分目前已修建了管廊T口，3號路管廊通過下倒虹方式與機場南線管廊銜接。管廊交叉口立交段基坑深約13.0 m(見圖12)，采用樁+內支撐的基坑支護形式，樁徑1.2 m，樁間距2.0 m，樁長20 m。由于機場南線基坑原灌注樁變形很大，原灌注樁邊線與機場南線管廊外側距離約2.5 m。為減小管廊銜接段基坑開挖(機場南線管廊基坑內的土方開挖)引起原灌注樁的更大變形，首先在原機場南線管廊基坑內新設置灌注樁，樁徑為1.2 m，以阻擋管廊銜接段土壓力；然后在開挖時破除原機場南線灌注樁兩側土至基底；最后破除機場南線原有的5根灌注樁，保證3號路管廊與機場南線管廊順利銜接(見圖13)。

圖12 3號路管廊與機場南線管廊銜接縱斷面(單位：m)

圖13 3號路管廊與機場南線管廊銜接段樁支護平面

3 結 語

成都空港新城南中心3號路綜合管廊作為“東進”區域內一條南北走向的城市主干路市政配套設施，可滿足空港新城南中心遠期地塊的市政管線使用需求。由于項目時間緊，任務艱巨，且涉及管理部門、產權單位、建設單位、設計單位、施工單位眾多，因此設計過程中遇到了較多困難，在此做一定的梳理、總結。

(1)新城區在規劃階段應統籌考慮道路交通、軌道交通、綜合管廊及地下空間等工程，協調相互之間的平面、豎向關系及實施界面等，以利于建設階段工程順利開展實施[3]。特別是涉及到管廊與已修建或同期修建的部分地下構筑物交叉時，應充分結合現實情況與規范要求，積極與相關設計單位對接設計內容，及時向各地下構筑物主管部門匯報設計成果，在設計過程中做到有理有據。

(2)綜合管廊修建初衷是為了保護各城市地下管線，為遠期管線擴容預留足夠空間，避免二次開挖，形成馬路“拉鏈”。因此綜合管廊入廊管線應根據近期與遠期規劃，以及產權單位意見等，預留足夠管線空間；同時遵循城市發展需求，不應盲目求大求量。納入管廊內的管線在綜合管廊主體工程完成后，應盡可能同步建設入廊，避免造成管廊資源的浪費。

(3)綜合管廊建設可有效減少道路上各類市政管線檢查井數量，提高行車舒適度，但其主要功能節點構筑物仍需要露出地面。因此綜合管廊的主要節點在其功能可組合的情況下，盡量采用合建的方式以減少節點數量，節約地下空間。在下一步景觀設計工作中，作為城市景觀小品的一部分，露出地面部分構筑物應與城市景觀設計相融合，力求城市基礎設施與城市生態和諧發展。