于丹1 連小英2 李曉東3 盧鋼1
(1青島市市政工程設計研究院有限公司，青島266101;2青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司，青島266101;3青島北洋建筑設計有限公司，青島266000)
0 引言
綜合管廊作為城市地下管道的集中載體，已逐步在全國各大城市得到應用。但在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)溝內管道交叉混亂、用戶管道與溝內管道銜接困難以及主體漏水等現(xiàn)象。在對華貫路綜合管廊設計時，重點優(yōu)化和加強了內部管道交叉、結構防水、附屬工程安裝空間預留等設計，為綜合管廊后期使用提供了良好環(huán)境。
1 工程概述
華貫路是青島市高新區(qū)內南北向城市主干道，貫穿高新區(qū)南北，道路紅線寬56m，全長約7.8km;規(guī)劃管道種類多、容量大，是各種管道主要通道，承擔著區(qū)域內部以及與區(qū)域外的管道銜接功能。鑒于該道路交通與管道功能十分重要，為集約化利用道路下的空間資源，給城市發(fā)展預留寶貴空間，同時避免道路建成后因新設或維修管道而導致道路反復開挖，提高路面使用壽命，確保交通運輸暢通，規(guī)劃伊始便確定該道路全線敷設綜合管廊。
燃氣管道危險性較大，納入綜合管廊后將提高管理維護難度和成本;排水管道一般采用重力流，納入綜合管廊將大大增加綜合管廊的埋深和斷面尺寸，造成工程投資的增加。因此，納入華貫路綜合管廊內的管道為電力(110kV、10kV)、通信、熱力、給水、中水及輸送非易燃、易爆物的工業(yè)管道。
2 綜合管廊設計要點
綜合管廊的設計要點包括橫斷面、主體、節(jié)點、結構、附屬工程等多個部分。
2.1 橫斷面設計
2.1.1 橫斷面形式選擇
綜合管廊橫斷面形式根據(jù)容納管道的性質、容量、地質、地形情況及施工方式可分為圓形和箱型兩種斷面形式。圓形斷面主要適用于非開挖施工工藝，明挖施工則宜選用箱型斷面。華貫路原貌為鹽田和蝦池，無現(xiàn)狀設施，綜合管廊采用明挖施工，因此設計選用箱型斷面。
該道路規(guī)劃敷設110kV高壓電纜，根據(jù)《電力工程電纜設計規(guī)范》(GB50217—2007)中相關規(guī)定，高壓電纜與熱力管道不能同溝敷設，本工程設計橫斷面采用單箱雙室形式。
2.1.2 管道位置設計
管道位置設計應遵循以下原則:將電力、通信光纜布置于管廊上部;將小管徑管道布置于管廊中部;將大管徑管道布置于管廊底部;管廊內管道以中間人行通道為分界對稱布置。綜合管廊內管道之間的距離、管道與管廊內壁、頂板及底板之間的距離以及管廊內人行通道寬度必須滿足相關規(guī)范的規(guī)定，便于施工和檢修。本工程綜合管廊內部管道容量及布置如圖1所示。
2.2 主體設計
2.2.1 平面位置設計
根據(jù)需求，綜合管廊頂部需設置檢查口、投料口、通風口等各類孔口，其中通風口通常高出地面，其他孔口根據(jù)管理維護需要，經(jīng)常開啟。所以綜合管廊平面位置宜敷設于道路綠化帶內。本工程綜合管廊敷設于道路東側綠化帶內。
2.2.2 平面線形設計
綜合管廊平面線形通常與道路一致，在過河時，為避讓橋梁基礎，綜合管廊可局部進行彎折。轉彎處應設沉降縫，管廊轉角須滿足溝內管道折角。對于曲線段，管廊轉彎不宜采用圓弧形，可將綜合管廊劃分為若干直折溝，其夾角應盡量≥165°。
2.2.3 縱斷面設計
綜合管廊最小埋深應考慮雨、污水支管、燃氣管(支管)等從綜合管廊頂部穿越的情況，以及綠化種植等要求，通常控制覆土≥1.5m?？v斷面設計時應基本與道路縱斷面一致，在穿越路口處，為避讓重力流管道，采取局部下臥或上抬的形式通過。同時，需考慮管廊內重力流排水需求，其最小縱坡不宜小于0.3%;最大縱坡應考慮各類管道敷設、運輸方便，一般控制在10%以內;若縱坡大于10%，應于底板設置防滑措施。
2.3 節(jié)點設計
并非所有道路均設置綜合管廊，在路口或者間隔一定距離，綜合管廊內管道需與外部相交道路或者用戶直埋管道進行銜接，從而帶來內部多種管道的相互交叉及出線問題。管道交叉點和出線既是設計的重點，也是設計的難點，但其重要性只有在內部管道安裝時，方能逐步顯現(xiàn)出來。目前，通常有支溝出線和直埋出線兩種方式完成管道的交叉和出線。
2.3.1 支溝出線
采用支溝出線時，管道交叉處將綜合管廊分為上下兩層，與原綜合管廊銜接層為主溝，另外一層為支溝，支溝與主溝成十字交叉，以出線井為紐帶連接(見圖2)。
出線井尺寸的設計應在滿足綜合管廊內部管道交叉布置、人員通行要求基礎上，盡量減少出線井體積，節(jié)省投資。在出線井內部中隔板處根據(jù)管道交叉布置，于上下兩層間的中隔板設置管道預留洞。本工程支溝出線及內部給水管道在出線井內具體布置如圖3、圖4所示。
各專業(yè)管道主要通過出線井支溝的端墻與外部管道進行銜接。以往設計中，管道通常從支溝底層直接出溝，由于支溝覆土已超5m，管道出線處甚至在6m左右，用戶管道在與綜合管廊管道銜接時，挖深大、影響范圍廣，給外部管道銜接帶來極大困難。為解決上述弊端，主要進行了以下兩點改進:①于靠近出線井一側設置出線豎井(圖5)，通過豎井來提高管道出線高度，使管道出線時覆土降低約2m，減少了外部管道銜接時的開挖深度和對周邊的影響，同時降低了防水難度;②端墻處提高預留孔口位置，將所有管道“一字”排列于端墻頂部，避免管道豎向重疊，減少后期開挖量(見圖6)。
支溝出線優(yōu)點為支溝既解決管道交叉問題，同時也可作為過路綜合管廊，避免以后因新設或維修管道所帶來的掘路現(xiàn)象;缺點為工程投資高，施工周期長，影響范圍廣。因此支溝出線主要適用于同時新建道路和管道時選用。
2.3.2 直埋出線
采用直埋出線時，在管道交叉處增加綜合管廊的設計高度和寬度，以滿足管道交叉的空間需求，各專業(yè)管道通過綜合管廊側壁與外部相連接，管道出線后與預埋的過路套管銜接。給水管道直埋出線見圖7、圖8。
直埋出線優(yōu)點為出線形式簡單，投資少，施工周期短，影響范圍小;缺點為過路管道更換維修時，需進行開挖，影響交通相鄰設施。因此現(xiàn)狀道路改造、新建綜合管廊或綜合管廊與支路管道銜接時，通常選用該出線方式。
2.4 結構設計
2.4.1 結構概念設計
地下工程的最小結構層厚度為250mm，并且工程范圍內的地下水對結構有中等腐蝕性，需要適當加大鋼筋的保護層厚度。根據(jù)《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108—2008)中關于沉降縫做法的規(guī)定，綜合管廊的頂板、側壁、底板的厚度均取300mm，結構體外側的鋼筋保護層厚度取50mm，結構體內側鋼筋保護層厚度取25mm。
考慮到采用較細的鋼筋并適當加密鋼筋間距，有利于抵抗混凝土的溫度裂縫，提高混凝土的抗?jié)B性，所以選擇采用分布筋HPB235級，受力筋HRB335級，主要采用?10、?12、?14、?16的鋼筋。
2.4.2結構計算
結構計算時頂板受均布荷載力，側墻受土壓力，底板為彈性地基支撐。設計荷載為覆土2m，并考慮綠化微地形1m，地基承載力取250kPa，地基彈性模量取10MPa。
2.4.3 結構防水、防腐設計
綜合管廊主體防水等級設為二級，箱體防水混凝土結構設計抗?jié)B等級P8，箱體外表面刷自閉式防水涂料。此防水構造亦能有效防止地下水對箱涵體外表面的腐蝕性。
結構變形縫約20m設置1道，變形縫處的防水采用復合防水構造措施，中埋式橡膠止水帶與外貼防水層復合使用。變形逢內設橡膠止水帶，并用低發(fā)泡塑料板和雙組份聚硫密封膏嵌縫處理;預留孔位置采用預埋穿墻套管進行防水處理。管廊內支架需除銹防腐，除銹后涂刷環(huán)氧瀝青漆進行防腐處理。
2.5附屬工程設計
2.5.1 IO站設計
IO站作為綜合管廊的分控中心，每2個防火分區(qū)結合自然通風口設置1座IO站，位于綜合管廊側壁，與綜合管廊溝體通過防火門連接，大小為5m×2.5m。為方便人員進出，于IO站頂部設置1m×1m人員進出孔。
IO站內設有控制模塊，對布置在每個防火分區(qū)內的檢測儀表和設備進行數(shù)據(jù)采集，通過控制模塊向控制中心傳送，控制模塊同時接受控制中心的命令，通過控制模塊發(fā)送控制信號，控制風機的開停和照明設備開關的分合。
2.5.2 防火分區(qū)及通風設計
華貫路綜合管廊主溝按200m左右設置1個防火分區(qū)，防火分區(qū)之間用防火墻隔開，墻上設有甲級防火安全門。管道穿越防火墻時設置穿墻套管，專業(yè)管道實施前套管內填充防火材料。每個防火分區(qū)兩端分別設計自然進風口兼補風口和機械排風口兼排煙口，每個風口處設電動防煙防火調節(jié)閥，平時常開。風機可在控制中心和現(xiàn)場風機控制箱分級控制，控制級別為近高遠低，手動高于自動。
2.5.3 其他附屬設施設計
其他附屬設施主要包括檢查口、投料口、消防、排水以及照明等。華貫路設計檢查口內徑為2250px，間距不大于75m;每個防火分區(qū)的中部設置1～2組投料口，凈斷面尺寸為7m×0.8m;消防以監(jiān)控為主，每個防火分區(qū)設置煙感裝置1套，對綜合管廊進行24h監(jiān)測;排水溝斷面尺寸為0.2m×0.05m，在最低處設置集水井;每個防火分區(qū)設置1臺照明配電箱，每隔8m設置1處22W隧道燈，溝內照度為151x。
3 設計問題探討
隨著社會各界對綜合管廊的認可，我國許多地區(qū)開始修建綜合管廊，一定程度上推動了其設計水平的提高，但根據(jù)已建或在建的工程來看，綜合管廊
的設計及使用主要面臨以下幾點問題。
(1)缺乏綜合管廊類的標準和規(guī)范?，F(xiàn)階段綜合管廊設計主要參考熱力、電力、給水等專業(yè)的設計標準和規(guī)范。
(2)后期管道安裝問題多。綜合管廊設計時，通常以主體土建設計為重點，忽略后期管道和設備安裝問題，給后期工作帶來諸多不便。
(3)尚無管理運行的法律法規(guī)。綜合管廊建成后，其管理、收費和維護不明確，部分專業(yè)管道單位不愿意將管道敷設于綜合管廊中。
因此，雖然綜合管廊已經(jīng)在我國許多重要城市推廣使用，但關于綜合管廊的建設和使用仍需相關部門共同完善。
參考文獻略。
本文刊登于《給水排水》雜志2013年第5期。
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