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關(guān)鍵詞:綜合管溝,設(shè)計(jì),附屬設(shè)施,重要節(jié)點(diǎn)
1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
綜合管溝,又稱“綜合管廊”、“管線箱廊”或“地下管線共同溝”,是指可以容納兩種或兩種以上市政公用設(shè)施管線(包括給水、中水、熱力、電力、電信等)的一種集約化、集成化的市政公用基礎(chǔ)設(shè)施[1],同時(shí)設(shè)置專門的人員出入口、檢修口、材料吊裝口、管線分支口、進(jìn)排風(fēng)口以及防災(zāi)檢測(cè)控制系統(tǒng)等設(shè)備,以便于管溝的運(yùn)行和管理。綜合管溝可以節(jié)約集約利用城市建設(shè)用地,提高城市工程管線建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
早在19世紀(jì),法國(guó)巴黎開(kāi)始規(guī)劃市區(qū)下水道系統(tǒng)網(wǎng)路,形成了綜合管溝的雛形。隨后英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家也得到了很好的發(fā)展,在一程度上形成了綜合管溝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。亞洲地區(qū),日本綜合管溝建設(shè)較為完善。1923年,關(guān)東大地震之后,日本在東京都復(fù)興計(jì)劃中試點(diǎn)建設(shè)了三處綜合管溝:九段坂綜合管溝、溝濱町金座街綜合管溝、東京后火車站至昭和街的綜合管溝。于1963年4月頒布了“綜合管溝特別措施法”,首先在尼崎地區(qū)建設(shè)綜合管溝889m,同時(shí)在全國(guó)各大城市擬定五年期的綜合管溝連續(xù)建設(shè)計(jì)劃。至2001年,據(jù)統(tǒng)計(jì)日本全國(guó)已興建超過(guò)600km的綜合管溝,在亞洲地區(qū)名列第一。
相比國(guó)外已經(jīng)形成規(guī)模的綜合管溝建設(shè),國(guó)內(nèi)綜合管溝的建設(shè)起步較晚,發(fā)展初期沒(méi)有相應(yīng)的法律法規(guī)進(jìn)行指導(dǎo),發(fā)展比較緩慢。改革開(kāi)放以來(lái),隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,配套基礎(chǔ)設(shè)施也逐漸增多,道路下的空間越來(lái)越擁擠,市政管道在地下的直埋方式難以滿足管道建設(shè)和城市發(fā)展的需求,因此,在城市各重要路段建設(shè)綜合管溝是城市發(fā)展的必然趨勢(shì)。關(guān)于綜合管溝技術(shù)規(guī)范也越來(lái)越完善,于2015年5月22日,中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部最新《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB50838-2015)。該規(guī)范自2015年6月1日起實(shí)施,新建、擴(kuò)建、改建等綜合管廊工程的設(shè)計(jì)都應(yīng)嚴(yán)格遵守。
2015年7月28日,國(guó)務(wù)院總理主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議,重點(diǎn)討論了“部署推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)”,針對(duì)長(zhǎng)期存在的城市地下基礎(chǔ)設(shè)施落后的突出問(wèn)題,從我國(guó)的國(guó)情出發(fā),借鑒國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),推進(jìn)建設(shè)城市地下綜合管廊,逐步消除“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網(wǎng)”等道路問(wèn)題。本文結(jié)合某高新區(qū)規(guī)劃東六號(hào)線工程全面介紹綜合管溝的規(guī)劃設(shè)計(jì)及其施工方法。
2 工程概述
根據(jù)《高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)新城區(qū)主次干道路網(wǎng)豎向規(guī)劃》(2008-2020年),規(guī)劃東6號(hào)線為城市主干道,是該區(qū)“六橫、九縱”骨架網(wǎng)絡(luò)中的重要道路,位于高新區(qū)東部創(chuàng)新島群東側(cè)、洪江河西岸,呈南北走向。
工程設(shè)計(jì)范圍南起正陽(yáng)路,北至春陽(yáng)路,沿線分別與規(guī)劃東17號(hào)線、東15號(hào)線、東13號(hào)線、東11號(hào)線、東9號(hào)線等相交,工程全長(zhǎng)約2560m,規(guī)劃紅線寬度36m,兩側(cè)綠化帶各10m寬。主要建設(shè)內(nèi)容包括:道路、排水、管網(wǎng)、景觀等工程,以及規(guī)劃東6號(hào)線與周邊道路的銜接和交通組織。
3 管線敷設(shè)方案確認(rèn)
城市工程管線的敷設(shè)方式分為地下敷設(shè)和地上架空敷設(shè),根據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》(GB50289-98)“2.1.1城市工程管線宜地下敷設(shè)”,在有條件的城市,管線一般采用地下敷設(shè)。地下敷設(shè)又分為直埋敷設(shè)和綜合管溝敷設(shè)兩種,對(duì)兩種敷設(shè)方式進(jìn)行比較,如表1。
相比于直埋敷設(shè),綜合管溝具有明顯的優(yōu)勢(shì)。采用綜合管溝的敷設(shè)方式已成為未來(lái)城市建設(shè)和發(fā)展的趨勢(shì)和潮流,對(duì)于規(guī)劃東6號(hào)線的建設(shè)具有特別的優(yōu)勢(shì):1)在管線建設(shè)條件方面:目前項(xiàng)目周邊主要為鹽田,具有典型的濱海軟土特征,地質(zhì)條件較差,地下水對(duì)管線具有腐蝕性,極大的縮短了直埋管線的使用壽命。而綜合管溝的整體剛度大,避免了各種管線與土壤和外界的直接接觸。2)在道路交通方面:該區(qū)域剛開(kāi)始發(fā)展,對(duì)市政管線的需求不大,但隨著區(qū)域的開(kāi)發(fā)建設(shè),將逐漸增加需求量??墒紫韧瓿晒軠系耐两ú糠?,根據(jù)需求逐漸增設(shè)其他管線,避免了多次直埋管線對(duì)交通和出行造成影響。另外,由于區(qū)域建設(shè)的不確定性,采用綜合管溝可根據(jù)需要調(diào)整管線,避免了資源的浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)多次方案的比選和專家評(píng)審,確定在規(guī)劃東6號(hào)線建設(shè)綜合管溝進(jìn)行敷設(shè)管線是可行的,也是必要的[2]。
4 綜合管溝總體設(shè)計(jì)
4.1 綜合管溝納入的管線
為統(tǒng)籌安排工程管線在地下空間的應(yīng)用,協(xié)調(diào)各種管線工程之間的關(guān)系,需根據(jù)管線綜合規(guī)劃布設(shè)各類管線。根據(jù)高新區(qū)地勢(shì)平坦的特點(diǎn),排水系統(tǒng)采用街坊式,為盡量避免重力流管線(雨污水管線)對(duì)綜合管溝埋深的影響,沿道路兩側(cè)布設(shè)雨污水管道。另外,根據(jù)該城市專業(yè)單位意見(jiàn),燃?xì)夤芫€不得布置在綜合管溝等密閉空間內(nèi)。確定高新區(qū)規(guī)劃東6號(hào)線入溝管線主要為:電力、電信、給水、再生水、熱力等管道,為滿足遠(yuǎn)期發(fā)展,于管溝內(nèi)預(yù)留管位,采用統(tǒng)建共用的原則,同步實(shí)施。
4.2 綜合管溝平面及豎向控制
綜合管溝的平面線形應(yīng)與道路平面線形一致,并考慮與現(xiàn)狀或規(guī)劃建筑物(構(gòu)筑物)的平面位置相協(xié)調(diào)。如遇有橋梁墩柱處,需在平面采取避讓措施;對(duì)于曲線段,可將綜合管溝劃分為若干直折溝,但其轉(zhuǎn)折角必須符合各類管線平面彎折角的要求,使管線敷設(shè)、安裝方便。
規(guī)劃階段平面設(shè)計(jì)中需充分考慮管溝與其他管線的安全間距,以保證管線的敷設(shè)和附屬構(gòu)筑物的砌筑等。豎向控制標(biāo)高需首先核算雨污水管線標(biāo)高,以保證各管線(管溝)在交叉點(diǎn)處滿足垂直間距要求,此時(shí)應(yīng)將結(jié)構(gòu)厚度等因素考慮在內(nèi)[3]。
4.3 綜合管溝斷面及結(jié)構(gòu)形式
由于綜合管溝有多個(gè)構(gòu)筑物突出于地面,因此,設(shè)計(jì)中將綜合管溝規(guī)劃于綠化帶內(nèi),可通過(guò)綠化、景觀等處理進(jìn)行遮擋。標(biāo)準(zhǔn)段管線橫斷面如圖1:
依據(jù)各專業(yè)規(guī)劃確定的管線容量,從而確定規(guī)劃東6號(hào)線綜合管溝橫斷面尺寸。為節(jié)約化利用管溝空間,多層布設(shè),一般將大管徑管道置于底層,線纜置于頂層,其余管道置于中間層。根據(jù)供熱管道要 求,通道不小于最大管徑兩側(cè)各10cm;同時(shí)滿足電纜隧道的通道凈寬要求,不小于1.0m;確定管溝橫斷面凈尺寸為3*3m。
另外,為減少土方量,綜合管溝縱斷面應(yīng)與規(guī)劃東6號(hào)線基本一致;同時(shí),在縱坡變化處應(yīng)滿足各類管線折角的需要。在穿越路口處,為避讓重力流管線,可采取局部下臥或上穿的措施通過(guò)。
綜合管溝的縱斷面應(yīng)考慮管溝內(nèi)管道檢修時(shí)自流排水的需求,其最小縱坡應(yīng)不小于0.2%,特殊路段不應(yīng)小于0.15%;最大縱坡應(yīng)考慮各類管線敷設(shè)、運(yùn)輸方便,一般控制在10%以內(nèi)。
4.4 綜合管溝埋設(shè)深度設(shè)計(jì)
由于綜合管溝設(shè)在綠化帶下,首先要保證綠化的深度要求,同時(shí)還要保證綜合管溝之上其他管線的交叉穿越,且要在冰凍線之下。規(guī)劃東6號(hào)線所在區(qū)域冰凍線一般在0.8m左右,加管徑及基礎(chǔ)大約需挖深1.3m,因此確定該工程直線段綜合管溝覆土一般在1.5m左右,縱坡基本與所在道路的縱斷一致,在主要路口管線密集交叉處綜合管溝局部下彎,增加覆土深度。
4.5 附屬工程設(shè)計(jì)
4.5.1 防火分區(qū)
防火分區(qū)對(duì)于控制火災(zāi)的蔓延具有十分重要的意義,但對(duì)于綜合管溝,目前尚未有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。根據(jù)《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL-T5221-2005)13.3.1中有關(guān)阻火分隔間距“電廠、變電站外的電纜隧道間距為200m”,《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50225-2005)、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014)規(guī)定地下建筑防火分區(qū)的面積不超過(guò)500m2,同時(shí)根據(jù)各地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),確定防火分區(qū)長(zhǎng)度為200米左右,兩端設(shè)置防火墻,裝有甲級(jí)防火安全門。
4.5.2 排水設(shè)施
當(dāng)管溝內(nèi)集水坑積水不能自流排出時(shí),需設(shè)置潛水泵提升排出,一般配置一用一備,根據(jù)液位信號(hào)自動(dòng)控制啟閉,流量和揚(yáng)程根據(jù)實(shí)際情況選用,流量一般選用20-30L/S即可。
4.5.3 通風(fēng)設(shè)備
機(jī)械通風(fēng)最小風(fēng)量應(yīng)按照每個(gè)防火分區(qū)換氣次數(shù)6次/h設(shè)計(jì),同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)溫度,計(jì)算溝內(nèi)溫升效應(yīng),綜合確定風(fēng)量和選用風(fēng)機(jī)。一般選用容易安裝的設(shè)備,如選用SWF-I-NO.5.5系列混流式風(fēng)機(jī)。
4.5.4 電力、照明設(shè)備
標(biāo)準(zhǔn)斷面每隔8米應(yīng)設(shè)置一處22W的隧道燈,設(shè)計(jì)照度為15LX,滿足照度5-20LX的要求;局部的維修照明,采用工作燈補(bǔ)償。照明配電箱采用五相和滿足安全電壓(36V)的要求,不設(shè)插座。動(dòng)力配電箱應(yīng)防水、防爆、防漏電,不用滿足安全電壓,插座設(shè)于動(dòng)力配電箱內(nèi)。
4.5.5 監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)
由于綜合管溝內(nèi)各種管線較多,可能出現(xiàn)缺氧及產(chǎn)生甲烷等有害氣體,需設(shè)置有害氣體監(jiān)測(cè)裝置,該工程每個(gè)防火分區(qū)采用一套氧氣、溫度、濕度、二氧化碳監(jiān)測(cè)儀,監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳至控制中心,對(duì)溝內(nèi)進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)。設(shè)備安裝調(diào)試由設(shè)備廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4.6 各類孔口設(shè)計(jì)
4.6.1 通風(fēng)口
綜合管溝為地下構(gòu)筑物,為保證溝內(nèi)的正常溫度和新鮮風(fēng)量,需要進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。為防止短路,每個(gè)防火分區(qū)兩端分別設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口。管溝通風(fēng)一般選用自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式,即分別為自然通風(fēng)口和機(jī)械通風(fēng)口,均設(shè)置在綠化帶內(nèi),高出地面1.2m,地上部分設(shè)有百葉防護(hù)罩,盡量與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。同時(shí),管溝內(nèi)設(shè)置感溫裝置,當(dāng)溝內(nèi)溫度達(dá)到40℃時(shí),風(fēng)機(jī)開(kāi)啟,低于35℃時(shí)關(guān)閉。
4.6.2 檢查孔
為便于管溝內(nèi)各種管線的維護(hù)管理,在綜合管溝內(nèi)需要每隔一定距離布置檢查孔。根據(jù)電力規(guī)范和地方主管部門要求,電力溝人孔最大間距不宜大于75m,出入口直徑按Φ800mm設(shè)計(jì)。《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》:“通行管溝應(yīng)設(shè)事故人孔。設(shè)有蒸汽管道的通行管溝,事故人孔間距不應(yīng)大于100m;熱水管道的通行管溝,事故人孔間距不應(yīng)大于400m?!币虼?,對(duì)于設(shè)有電力、熱力的單室綜合管溝,其檢查孔間距按不大于75m設(shè)計(jì)[4]。
4.6.3 投料口
為方便管溝內(nèi)材料進(jìn)出,需設(shè)置投料口,一般間距為200m。《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》:“安裝孔寬度不應(yīng)小于0.6m,且應(yīng)大于管溝內(nèi)最大一根管道的外徑加0.1m,其長(zhǎng)度應(yīng)保證6m長(zhǎng)的管子進(jìn)入管溝”。設(shè)計(jì)中,最大管徑為DN400蒸汽管道,加保護(hù)層厚度約為0.8m,因此,確定投料口尺寸為7*1.2m。
4.6.4 排水溝、集水坑
排水溝、集水坑用于輸送和收集綜合管溝內(nèi)管道、設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)泄水,集水可通過(guò)自流或壓力措施排至溝外雨水井中。排水溝的斷面尺寸通常采用200*100mm,管溝設(shè)橫坡坡向排水溝。
對(duì)于單室斷面的綜合管溝需在每個(gè)防火分區(qū)的低點(diǎn)處設(shè)置集水坑;雙室斷面的管溝,可共用集水坑,只需在管道室的低點(diǎn)處設(shè)置集水坑,電力室可通過(guò)在低點(diǎn)設(shè)置排水管的措施,排至管道室內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),集水坑一般按不小于2m3的有效容積設(shè)計(jì)。
4.7 重要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
綜合管溝的節(jié)點(diǎn)處理是綜合管溝設(shè)計(jì)及施工的重點(diǎn)。由于在十字路口或丁字路口,管溝的相互交叉影響以及要保證檢修人員在溝內(nèi)的通行,使得其節(jié)點(diǎn)處理比較復(fù)雜。從實(shí)質(zhì)上講,綜合管溝在此處的建設(shè)類似于管線立交。從處理方法來(lái)講,可以將管溝在此處設(shè)計(jì)為雙層而實(shí)現(xiàn)互通,也可以通過(guò)平面加寬、豎向加高來(lái)實(shí)現(xiàn)互通,可根據(jù)工程具體情況確定。
出線方式分為兩種:直埋式出線和交叉出線。直埋式出線主要用于管溝出線,受外部管線標(biāo)高和埋設(shè)深度的影響。交叉出線的方式應(yīng)用范圍較廣,管溝覆土不大時(shí),可采用該處理方式,主溝和支溝接近正交時(shí),建議采用十字交叉;當(dāng)為斜交時(shí),建議采用雙丁字交叉。出線的原則為:1)支線溝讓主線溝,一般來(lái)講主線溝容納的管線管徑、規(guī)格較大,調(diào)整主線溝彎曲度較難,受限制因素較多;2)小管徑管線讓大管徑管線,即首先保證大管徑管線彎折少,以使其具有良好的水力條件,降低輸送壓力,減少運(yùn)行費(fèi)用;3)各種管線統(tǒng)一考慮、相互協(xié)調(diào)。綜合管溝出線處為各種管線匯集點(diǎn),最為復(fù)雜,需保證在有限空間里各種管線平面和豎向位置不沖突,同時(shí)仍需保證管線檢修方便、空間互通[5]。
4.8 其他預(yù)留設(shè)計(jì)
4.8.1 預(yù)留孔洞
根據(jù)管溝管線的管徑和引入和引出的位置,需預(yù)留穿墻套管。對(duì)于給水、再生水等管道,按照?qǐng)D集02S404選用套管。對(duì)于電力、電信等穿孔較為密集的管線,可采用專用的防水套管,其防水效果良好,但造價(jià)較高;為降低投資,可參照《地下建筑防水構(gòu)造》(02J301-55)中的群管穿墻防水構(gòu)造的做法。無(wú)論采用何種穿墻方式,均需做好防水。
4.8.2 預(yù)埋件
為避免管線安裝時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)本體以及防水層造成破壞,因此,在進(jìn)行土建工程實(shí)施過(guò)程中預(yù)留預(yù)埋件。結(jié)合工藝設(shè)計(jì),施工中在相應(yīng)位置預(yù)留預(yù)埋件,未安裝前需采取防腐保護(hù)等措施。
5 注意事項(xiàng)以及安全措施
綜合管溝在施工以及后期的運(yùn)行管理、維修過(guò)程中應(yīng)注意以下事項(xiàng):
(1)管理和維修人員進(jìn)入管溝工作前,應(yīng)進(jìn)行安全問(wèn)題系統(tǒng)培訓(xùn),明確火災(zāi)時(shí)的逃生路線以及防排煙設(shè)備的控制方式和手動(dòng)控制按鈕位置等安全措施。
(2)管理和維修人員須取得管溝管理部門的許可,下溝前應(yīng)開(kāi)啟通風(fēng)設(shè)施高速排風(fēng),在確定溫度、含氧量、有毒氣體等因素均滿足工作要求后,方可進(jìn)入溝內(nèi)工作,且施工時(shí),應(yīng)采取措施確保消防和通風(fēng)安全。
(3)檢查口兼做火災(zāi)逃生口,應(yīng)確保檢查口蓋可以從內(nèi)部輕易打開(kāi)。
6 設(shè)計(jì)探討與建議
綜合管溝作為一種特殊的市政管線的敷設(shè)方式,是城市現(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢(shì)。綜合管溝的設(shè)計(jì)與各市政管線的規(guī)劃設(shè)計(jì)是緊密相關(guān)的,在進(jìn)行其規(guī)劃設(shè)計(jì)之前,必須進(jìn)行充分的調(diào)研工作,分析區(qū)域的發(fā)展情況,充分考慮不同管線的發(fā)展需求,以使其能最大限度地滿足遠(yuǎn)期發(fā)展的需求,盡量合理地確定預(yù)留支溝(或接出管線)的位置,避免重復(fù)建設(shè)。
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