漢中市漢寧路綜合管廊工程設(shè)計(jì)

劉步云

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

綜合管廊是21世紀(jì)我國(guó)新型城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一[1]，它避免了由于埋設(shè)或維修管線而導(dǎo)致路面重復(fù)開(kāi)挖的問(wèn)題，還為規(guī)劃發(fā)展需要預(yù)留了寶貴的地下空間。科技部、住建部都已把綜合管廊作為新城建設(shè)、舊城全面改造的一項(xiàng)市政管線綜合布置的新科技做深入地研究和推廣。

隨著漢中市城市化進(jìn)程的加快，城市地下管線建設(shè)發(fā)展非常迅猛，但隨之而來(lái)的地下管線管理問(wèn)題也越來(lái)越多。施工破壞地下管線造成的停水、停氣、停電以及通信中斷事故頻發(fā)；“馬路拉鏈”現(xiàn)象已經(jīng)成為城市建設(shè)的痼疾；地下管線引發(fā)的問(wèn)題已成為城市百姓心中難以消除的痛。

漢中市中心城區(qū)漢寧路管廊項(xiàng)目建設(shè)就是貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)辦[2015]61號(hào)），做好地下綜合管廊建設(shè)項(xiàng)目，可以節(jié)約利用地下空間、防止道路反復(fù)開(kāi)挖、增強(qiáng)地下管線的防災(zāi)能力[2]。

2 工程概況

漢中市漢寧路是位于中心城區(qū)的一條城市主干路，道路全長(zhǎng)為8728m，規(guī)劃道路紅線寬度為50m，道路下規(guī)劃有污水、雨水、給水、燃?xì)狻㈦娏屯ㄐ牛ㄒ?jiàn)表1）。

表1 漢寧路規(guī)劃管線

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 入廊管線確定

本次納入綜合管廊的管線有給水、電力和通信管線。雨水管線與污水管線管徑較大，雨污水管線排水為重力流，對(duì)城市地形要求較高，由于道路不可能一直順坡，進(jìn)入綜合管廊必然會(huì)增加綜合管廊的埋深，且很難滿足排放的坡度和坡向，需要中途設(shè)置較多加壓泵站，增加重力管線接入的難度。根據(jù)規(guī)范要求[3]，燃?xì)夤苄鑶为?dú)另設(shè)一艙。綜合考慮工程造價(jià)和工程安全性，本工程不將燃?xì)夂陀晡鬯芫€納入綜合管廊。

3.2 綜合管廊斷面確定

綜合管廊共分為電力艙和水信艙兩個(gè)艙。電力管線單獨(dú)成艙，給水和通信管線共用一個(gè)艙。電力管線、通信管線和管廊自用電纜敷設(shè)于管廊兩側(cè)墻壁上的電纜橋架上，給水管敷設(shè)于支墩上。電纜橋架之間，給水管道與電纜橋架之間，給水管道與墻壁之間留出足夠空間，方便檢修，檢修通道凈寬為1.0m。通過(guò)綜合分析，確定水信艙凈尺寸為B×H=2.2×2.6m，電力艙凈尺寸為B×H=1.9×2.6m，考慮管廊 壁 厚，總 尺 寸 為B×H=4.95×3.25m（見(jiàn)圖1）。

圖1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面

3.3 綜合管廊平面設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)綜合管廊隨道路敷設(shè)，位于道路中心北側(cè)機(jī)非分隔帶下，管廊中隔墻中心線距離道路中心線為13.175m。管廊全長(zhǎng)為8728m，共設(shè)置49個(gè)防火分區(qū)。防火分區(qū)的距離不應(yīng)超過(guò)200m，每個(gè)防火分區(qū)可以作為一個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)區(qū)段，起點(diǎn)和終點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口。卸料口的設(shè)置距離小于400m，共設(shè)置26個(gè)卸料口。人員出入口的設(shè)置距離小于1000m，共設(shè)置6處人員出入口。同時(shí)，管廊內(nèi)仍需要設(shè)置逃生口，保證人員的快速逃生。為了減少構(gòu)筑物的種類，結(jié)合項(xiàng)目需要，將通風(fēng)口、卸料口、人員逃生口合并成為集合三種功能為一體的構(gòu)筑。A型風(fēng)亭功能為逃生、卸料、進(jìn)風(fēng)，B型風(fēng)亭的功能為逃生、排風(fēng)（見(jiàn)圖2）。

圖2 綜合管廊平面布置示意圖

3.4 綜合管廊豎向設(shè)計(jì)

綜合管廊的埋深對(duì)工程造價(jià)影響很大。因此在滿足管廊使用功能的情況下，盡量減少埋深。管廊的敷設(shè)深度要考慮管廊的敷設(shè)位置及覆土要求，雨水、污水支管的埋深、風(fēng)亭的敷設(shè)深度要求。最終確定管廊外頂覆土為2.5m～3.0m，在與雨水管、污水管、排洪渠等交叉時(shí)管廊局部下沉。管廊設(shè)計(jì)坡度盡量與道路坡度保持一致，坡度超過(guò)10%時(shí)，需要設(shè)置臺(tái)階或者防護(hù)地坪，并做防滑措施。

3.5 綜合管廊出艙設(shè)計(jì)

為了保證道路向兩側(cè)地塊和向交叉道路預(yù)留市政管線的需求，給水、電力、通信管線均需要設(shè)置出艙口。出艙口有兩種類型，A型為給水單獨(dú)出艙，主要是用于設(shè)置消火栓。B型為集合了給水、電力、通信一塊出艙的出艙口。除交叉路口外，每隔200m左右設(shè)置一處B型出艙口，給水、電力、通信管線出艙后預(yù)留至紅線外2.0m，末端設(shè)置檢查井。

3.6 支墩和支吊架設(shè)計(jì)

給水管道在管廊內(nèi)敷設(shè)需要設(shè)置支墩，采用混凝土支墩，間距為6m，并通過(guò)管箍固定。電力和通信管線敷設(shè)在電纜橋架上，電纜橋架采用成品橋架，設(shè)置間距為1.0m。在管廊頂板隔10m設(shè)置一個(gè)吊環(huán)，用于管線的吊裝運(yùn)輸。

4 綜合管廊結(jié)構(gòu)和基坑設(shè)計(jì)

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

①管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理使用年限為100年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的安全等級(jí)與整體結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同。

②地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。

③管廊環(huán)境類別：外側(cè)為二b類，管廊內(nèi)側(cè)為二a類。防水等級(jí)為二級(jí)，當(dāng)管廊位于綠化帶下時(shí)，頂板加設(shè)耐根穿刺防水層。

④管廊主體結(jié)構(gòu)耐火極限不低于3.0h。

⑤管廊抗震設(shè)防烈度為7度，地震分組為第二組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)特征周期值為0.40s；場(chǎng)地類別屬Ⅱ類，屬抗震一般地段，抗震等級(jí)二級(jí)。

⑥抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)不低于1.05。

⑦結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)為三級(jí)。裂縫最大寬度限制值不超過(guò)0.20mm，且不得貫通。

4.2 管廊防水設(shè)計(jì)

綜合管廊防水等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)主體混凝土采用自防水混凝土（內(nèi)摻微膨脹高效抗裂防水劑），結(jié)構(gòu)主體外側(cè)采用3.0mm厚改性瀝青聚乙烯胎防水卷材（自粘型）+PVC防塌陷板防水卷材保護(hù)層。

變形縫采用復(fù)合防水措施。變形縫處綜合管廊外圍底板、壁板、頂板均設(shè)置CB350×8的中置式橡膠止水帶和聚硫密封膏止水，管廊與水土接觸的外圍周邊加設(shè)外貼式止水帶。

4.3 管廊基坑設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目地質(zhì)情況比較復(fù)雜，結(jié)合地勘資料和項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間情況，漢寧路管廊采用的基坑支護(hù)方式為放坡開(kāi)挖+土釘墻支護(hù)或者鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁+橫向支撐的支護(hù)方式（見(jiàn)圖3）。

圖3 基坑施工現(xiàn)場(chǎng)

5 綜合管廊附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

5.1 消防系統(tǒng)

綜合管廊防火分區(qū)間距不應(yīng)超過(guò)200m，每個(gè)防火分區(qū)通過(guò)200mm厚的防火墻配甲級(jí)防火門隔斷，防火門應(yīng)常閉。電力艙和水信艙設(shè)置手提磷酸銨鹽干粉滅火器和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。手提磷酸銨鹽干粉滅火器每隔20m配置2具（4kg，MFZ/ABC4）。電力艙設(shè)置超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)，滅火裝置沿著管廊頂部采用均衡布置的方式懸掛在中間位置。管道穿越防火墻需要設(shè)置穿墻套管，套管和管道之間填充防火材料。

5.2 排水系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)排水通過(guò)設(shè)置排水溝和集水坑實(shí)現(xiàn)，排水溝的尺寸為B×H=0.2×0.1m，排水溝坡度一般為3‰，最小縱坡為2‰。結(jié)構(gòu)和管道滲水通過(guò)排水溝排入集水坑，集水坑設(shè)置在防火分區(qū)的低點(diǎn)，集水坑尺寸為B×L×H=1.5×1.5×2.0m，集水坑內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)潛水泵將排水提升至管廊外市政雨水井內(nèi)。

5.3 通風(fēng)系統(tǒng)

本綜合管廊工程配套的通風(fēng)系統(tǒng)考慮平時(shí)通風(fēng)和災(zāi)后清空通風(fēng)，采用機(jī)械進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式。每個(gè)防火分隔一端設(shè)機(jī)械進(jìn)風(fēng)井，另一端設(shè)機(jī)械排風(fēng)井，對(duì)管廊形成推拉式的縱向通風(fēng)換氣。

綜合管廊內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)在平時(shí)正常運(yùn)行工況下采用定時(shí)啟停控制。當(dāng)某一通風(fēng)區(qū)間的空氣溫度和氧氣濃度超過(guò)設(shè)定值，溫度或含氧量探測(cè)器報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)該通風(fēng)區(qū)段通風(fēng)設(shè)備投入使用強(qiáng)制換氣，直到溫度下降和氧氣濃度達(dá)到要求并維持30min以上自動(dòng)關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)返回平時(shí)運(yùn)行工況。

當(dāng)工作人員需進(jìn)入管廊進(jìn)行檢修或巡查時(shí)，提前1h手動(dòng)開(kāi)啟巡邏區(qū)段內(nèi)風(fēng)機(jī)，在檢修人員入廊檢修期間，風(fēng)機(jī)一直保持開(kāi)啟狀態(tài)，直到檢修結(jié)束。

當(dāng)任一艙防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該防火分隔及相鄰兩個(gè)防火分隔的送、排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，并關(guān)閉送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)下防火閥，兩端（常閉）防火門確保關(guān)閉，使著火區(qū)密閉缺氧，加速滅火減少損失。等確認(rèn)火災(zāi)熄滅后，開(kāi)啟該防火分隔和相鄰防火分隔的風(fēng)機(jī)和電動(dòng)防火閥，排出剩余煙氣。有害氣體已排除后返回平時(shí)運(yùn)行工況。

5.4 供電系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)的消防設(shè)備、監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備為二級(jí)負(fù)荷供電，其余為三級(jí)負(fù)荷供電。由沿線城市公網(wǎng)就近分別引入兩回路10kV電源進(jìn)行供電，供電變壓器亦采用兩臺(tái)。兩回路電源要求同時(shí)工作，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時(shí)，由另一路電源帶全部負(fù)荷運(yùn)行，兩路電源負(fù)荷保證率均要求100%。

5.5 照明系統(tǒng)

綜合管廊監(jiān)控站與綜合管廊廊內(nèi)設(shè)置一般照明和應(yīng)急照明。綜合管廊內(nèi)人行道上的一般照明平均照度不小于15lx；出入口和設(shè)備操作處的局部照度為100lx。監(jiān)控室照明照度不小于300lx。管廊內(nèi)疏散應(yīng)急照明照度不低于5lx。

正常照明配電箱采用手動(dòng)/自動(dòng)控制相結(jié)合的方式。手動(dòng)控制包括控制箱箱面按鈕及設(shè)于該區(qū)間內(nèi)各出入口的按鈕盒控制，便于人員進(jìn)出時(shí)開(kāi)關(guān)燈；也可通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)PLC控制，以便于遠(yuǎn)方監(jiān)視。不論何種控制方式，照明狀態(tài)信號(hào)均反饋至自動(dòng)化系統(tǒng)PLC系統(tǒng)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制強(qiáng)制起動(dòng)應(yīng)急照明，并切斷正常照明的供電。

5.6 自控系統(tǒng)

本工程綜合管廊監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)包括環(huán)境與附屬設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、視頻監(jiān)控及安防系統(tǒng)、離線式巡檢系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基于PLC的集散控制系統(tǒng)。PLC控制器以太網(wǎng)連接，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的中央監(jiān)控設(shè)在監(jiān)控中心控制室。PLC控制站監(jiān)控范圍為防火分區(qū)內(nèi)各艙的設(shè)備及儀表。每個(gè)防火分區(qū)各倉(cāng)分別設(shè)置溫濕度、氧氣、水位、液位、硫化氫檢測(cè)，所有儀表信號(hào)接入PLC，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管廊內(nèi)環(huán)境參數(shù)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)前端監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)采集圖像信息，系統(tǒng)主機(jī)處理后在相連的監(jiān)視器上反映監(jiān)控場(chǎng)景，在每段防火分區(qū)的每個(gè)倉(cāng)內(nèi)設(shè)置3臺(tái)攝像機(jī)，分別實(shí)現(xiàn)兩邊的防火門入口及全倉(cāng)的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)任何進(jìn)入防火分區(qū)內(nèi)的人員情況。

管廊出入口及風(fēng)口設(shè)置紅外雙鑒探測(cè)裝置，相應(yīng)感應(yīng)信號(hào)輸出到相應(yīng)PLC控制器進(jìn)行監(jiān)控；當(dāng)紅外入侵報(bào)警時(shí)，監(jiān)控中心立即在主監(jiān)控屏彈出報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，啟動(dòng)聲光報(bào)警并啟動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的照明，攝像機(jī)轉(zhuǎn)至報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攝像并錄制。

在管廊每個(gè)倉(cāng)內(nèi)的綜合管廊人員出入口、逃生口、卸料口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口；配電間及附設(shè)設(shè)備安裝處；管道閘門安裝處；電力電纜接頭處等設(shè)置電子巡視點(diǎn)。

綜合管廊內(nèi)設(shè)置電話系統(tǒng)，電話主機(jī)設(shè)置在監(jiān)控中心，每個(gè)分區(qū)通風(fēng)口設(shè)置電話主機(jī)，電話主機(jī)通過(guò)光纖接入監(jiān)控中心主機(jī)。每個(gè)防火分區(qū)每隔50m設(shè)置一臺(tái)電話副機(jī)，副機(jī)接入對(duì)應(yīng)的電話主機(jī)。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管溝的全程監(jiān)測(cè)，將火災(zāi)報(bào)警信息及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)火情預(yù)警、火災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)處理及疏散，使管溝內(nèi)的人員及時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng)，保護(hù)人身安全。

5.7 標(biāo)識(shí)系統(tǒng)

本次綜合管廊標(biāo)識(shí)系統(tǒng)共分8類，分別為管廊介紹與管理牌、入廊管線標(biāo)識(shí)、設(shè)備標(biāo)識(shí)、管廊功能區(qū)與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、警示標(biāo)識(shí)、方位指示標(biāo)識(shí)、樁號(hào)標(biāo)識(shí)、重要節(jié)點(diǎn)位置標(biāo)識(shí)。

管廊介紹與管理牌主要標(biāo)明片區(qū)綜合管廊規(guī)劃、管廊建設(shè)時(shí)間、規(guī)模、容納管線基本情況等內(nèi)容，明確管廊管理情況、單位、責(zé)任人、組織構(gòu)架等內(nèi)容。

入廊管線標(biāo)識(shí)主要標(biāo)注各類入廊管線屬性，包括名稱、規(guī)模、產(chǎn)權(quán)單位、緊急聯(lián)系電話等內(nèi)容，設(shè)備標(biāo)識(shí)主要標(biāo)注管廊內(nèi)各類設(shè)備的名稱、基本數(shù)據(jù)、使用方法、緊急聯(lián)系電話等內(nèi)容，管廊功能區(qū)與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)主要標(biāo)注管廊中各類功能區(qū)及關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)與名稱，警示標(biāo)識(shí)主要起警示、提示各類安全隱患的作用，方位指示標(biāo)識(shí)主要標(biāo)注管廊運(yùn)營(yíng)里程、方向方位、參照點(diǎn)等內(nèi)容。

管廊介紹與管理牌主要布設(shè)于主要出入口。入廊管線標(biāo)識(shí)主要布設(shè)于各類入廊管線上。設(shè)備標(biāo)識(shí)主要布設(shè)于各類設(shè)備周邊。管廊功能區(qū)與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)主要布設(shè)于各類功能區(qū)及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處醒目位置。警示標(biāo)識(shí)主要布設(shè)于管廊內(nèi)各危險(xiǎn)隱患周邊醒目位置。方位指示標(biāo)識(shí)主要布設(shè)于管廊內(nèi)各關(guān)鍵位置節(jié)點(diǎn)。其中運(yùn)營(yíng)里程樁號(hào)沿程布設(shè)，間距為25m。各類標(biāo)識(shí)牌布設(shè)時(shí)均應(yīng)保證其指示功能，并保證過(guò)往人員有良好的視線條件。

6 結(jié)語(yǔ)

漢寧路所在區(qū)域?yàn)槌鞘兄行膮^(qū)域，漢寧路管廊的建設(shè)可以提高中心城區(qū)區(qū)建設(shè)現(xiàn)代化程度和市政基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)，保證市政管線穩(wěn)定、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，便于管理和檢修，避免“馬路拉鏈”對(duì)街道景觀的破壞，營(yíng)造良好的城市生態(tài)系統(tǒng)，增加城市管線的綜合防災(zāi)抗災(zāi)能力和使用壽命。

同時(shí)，漢寧路管廊采用的是PPP模式實(shí)施，由中交第四公路工程局有限公司與漢中市城市建設(shè)投資有限公司聯(lián)合成立漢中中交基礎(chǔ)設(shè)施投資有限公司，對(duì)中心城區(qū)地下綜合管廊投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)。以政府和社會(huì)資本合作方式參與城市基礎(chǔ)設(shè)施和綜合管廊建設(shè)的企業(yè)，可以探索通過(guò)發(fā)行企業(yè)債券、中期票據(jù)、項(xiàng)目收益?zhèn)仁袌?chǎng)化方式融資[4]。本項(xiàng)目可作為中交集團(tuán)實(shí)施PPP模式的案例。