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摘要:近年来,随着城市化和城乡一体化进程的快速发展,综合管沟在城市建设中逐渐应用,并得到了认可。本文介绍了综合管沟的概念以及特点,结合福建平潭龙凤路综合管沟工程设计实例,阐述了综合管沟工程的设计思路,总结论述了关于本次设计的一些思考及见解。
关键词:综合管沟;设计;特点
中图分类号:TB21文献标识码: A 文章编号:
1 前言
综合管沟,也称为“共同沟”,“市政管廊”或“综合管廊”等,是指在城市道路下面建造一个市政共用隧道,将电力、通信、燃气、供水等多种市政管线集中敷设在一起,实行“统一规划、统一建设、统一管理”,以做到地下空间综合利用率提高和资源共享的一种市政基础公用设施。
目前,综合管沟仅在我国一些经济发达的城市和新城区建设中被应用,例如上海、北京、深圳等地。尚未得到广泛地应用,但随着近几年全国掀起的城市建设热潮,越来越多的大中城市已开始着手综合管沟建设的规划和试验,如重庆、广州、南京、济南、沈阳、青岛、厦门等城市。
2 特点
综合管沟是将多种市政管线集中在一起,进行集中敷设、管理及运营维护。与传统的管线直埋方式相比,综合管沟可以减少路面的反复开挖,避免多次影响正常交通,有效的解决各类市政管线持续性增加的需求。提高了工程管线的耐久性,便于各种管线的敷设、增设、维护和管理。提高城市地下空间利用率和城市防灾救灾能力。
同时也存在一些缺点,如综合管沟需一次性建成,建设费用昂贵。必须正确全面预测远期发展规划。另外,在现有道路下新建管线时保护及改迁费用较多,施工困难。目前,我国就综合管沟技术规范并不完善,运营管理模式尚不成熟。综合管沟建设的一次性投资虽然比管线独立敷设的成本大,但是其综合效益远远大于管线独立敷设。
总之,综合管沟的建设能帮助城市消除“拉链路”,保障道路交通畅通,极大程度地满足城市地下空间开发利用。保证城市地下管线安全运营,优化美化城市环境建设,节约宝贵的土地资源,利大于弊。下面就结合工程设计实例加以详细阐述。
3 工程概况
龙凤路(坛西大道~翠园路)位于平潭综合实验区中部,连接两区(中心商务区和旅游度假区)四组团(包括竹屿组团、岚城组团、谭城组团和海坛湾组团),在《平潭综合实验区总体规划(2010-2030)》中,是岚城组团重要的生活性主干道之一,呈东西走向,其综合管沟西起坛西大道,东至平岚二路,设计于南侧的绿化带及非机动车道下,全长1.82km。
4 工程设计
4.1 结构形式
管沟采用矩形箱涵的结构形式,为双仓。其中给水管、通信电缆、中水管设于一仓,为综合仓,净空尺寸宽3.4米,高3.0米;110kV高压电缆、10kV中压电缆设于一仓,为电力仓,净空尺寸宽2.0米,高3.0米。
4.2 管线设计
综合管沟内收纳的市政管线有:110kV高压电缆、10kV中压电缆、通信电缆、给水管、中水管,其中中水管为预留管位。
(1) 给水管。根据整个片区的给水规划及用水要求,龙凤路综合管沟内设DN800给水管。管材采用壁厚为12mm的焊接钢管,管内壁采用离心涂水泥砂浆防腐,管外壁前处理需抛丸或喷砂除锈达到Sat2.5级或手工除锈达到St3级标准。在给水支管接出处设阀门,给水管高点处设排气阀,低点处设排泥阀。
(2)中水管。考虑到远期中水的使用,在综合管沟内预留DN400中水管的安装空间,待中水将来投入使用时安装实施。
(3)电力电缆。综合管沟内设110KV的高压电力电缆2回以;10Kv的中压电力电缆20回。
(4)电信电缆。综合管沟内设24根通信线缆供电信部门使用及沟内自用。
综合管沟内管线的布置详见下图。
综合管沟横断面示意图
(5)设计入沟管线类型和数量为考虑平潭综合实验区近期发展需求以及适度结合中远期发展需求确定,中远期管沟内管线空间不够时需额外考虑管线通道。
4.3 排水沟及集水坑设计
综合仓和电力仓底板采用C15砼向一侧找坡,坡度1.0%,用1:2水泥砂浆抹面,排水沟一侧最低点厚度50mm(含抹面)。在管合管沟每个防火分区的最低点设置集水坑,用于管沟内的事故放空水,结构渗漏水及冲洗水等的排放,通过集水坑内设置潜水排污泵提升排出。
4.4 纵断面设计
龙凤路综合管沟采用明挖法施工,纵断面原则上与道路辅道纵断保持一致,管沟正常段按照覆土不小于2.5m设计。本项目纵断面主要受规划河道、过路雨污水管等因素的影响以及各电力、通信、给水出沟管道标高的控制,管沟覆土按2.8米设计。
纵断面在满足相交管道要求的情况下,设计标高尽可能的高,以减少土方开挖及降低基坑支护成本。管沟最大纵坡为7.93%,最小纵坡为0.22%。
4.5 通风及照明设计
综合管沟利用沟体本身作为通风通道,采用机械送/排风的通风方式。一般每个通风分区两端设置风机,一端送风、一端排风,以达到通风换气的目的。管沟内采用防水防尘荧光灯,灯距5m,吸顶安装。管沟内设置疏散诱导标志灯、安全出口标志灯以及应急照明设备。
4.6 消防设计
(1)防火分区设置
根据《城市综合管廊工程技术规范》(报批稿)及《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T5221-2005),结合目前国内综合管沟防火分区设置方式,本工程防火分隔间距基本按照不大于200m考虑,每个设计单元也按照200m来控制。
綜合管沟的电力仓及综合仓防火分区之间分别通过常闭甲级防火门连通,防火门宽0.7米,高1.8米,双向开启。常闭防火门不设置自动控制系统。
超过100m的防火分区内设一个紧急出入口,出入口与进料口合建。
(2)灭火器配置
在每个防火分区设置两处灭火器布置点,每个点设置5KG装磷酸铵盐干粉灭火器四具,靠近防火分区两侧防火门设置。进料口的夹层设置两具灭火器。
4.7 附属构筑物设计
(1)进料口
进料口是用于综合管沟中各种管线和小型设备进入的主要通道。一般情况下,每个防火分区设置一处进料口,进料口兼顾人员出入功能。综合仓进料口用于给水管、中水管和通信电缆进料;电力仓进料口用于电力电缆进料。
(2)风亭设计
风亭即通风口,是为了综合管沟内的空气质量和消防救援等要求而开设的构筑物。每相邻两个综合仓防火分区一端设置进风亭,另一端设置排风亭。风亭设计于绿化带上,高出地面1.2米。
(3)管线接出口设计
管线接出口提供各种管线与用户之间的管线连接。接出口考虑支管沿侧墙爬升的空间需求,并按其支管的埋深需求经侧墙或顶板的预留孔洞接出沟外(预留孔洞采用防水措施,给水管预埋柔性防水套管,电力、电信管预埋缆线密封件)。管线功能不同,对出仓的要求也不同,对于电缆管线主要满足电缆转弯半径的要求,给水管道出仓必须满足管件的安装要求,两种管线均需保证管线出仓后的覆土要求。本工程中主要为给水支管、中水支管、电力入户管和通信入户管提供接出口。
5 关于本次设计的思考及见解
(1)综合管沟中存在潜在的火源,例如电力电缆、通信电缆、照明系统等。特别是电力电缆,火灾危险极高。其次是可燃物质,取决于敷设管线的种类。由于综合管沟是在地下的一个封闭的空间,不经常有人,一旦发生火灾,一般不会造成人员伤害事故。但是,火沿着管沟迅速蔓延,并不易被发现,不利于控制火势和实施扑救,危险性极大。本次设计中消防设计只考虑了防火分区和灭火器的配置,设计思路较为简单,可能考虑欠妥。消防作为一项必需且急需解决的问题,必须制定严格的防护措施。也希望相关的设计规范尽快出台,使将来更多综合管沟的设计进一步完善,防止和遏制此类事故的发生,避免造成不可挽救的财产损失。
(2)综合管沟中给水管道设计的优点。管道安装在管沟中,管道不承受压力,减小了爆管的可能性。综合管沟空间较大便于给水管道日常维护和检修。此外,综合管沟中的给水管采用焊接鋼管,可以更好更有效的预防爆管的发生。这样一来,就会避免发生供水中断事故和造成不必要的损失。
(3)综合管沟中中水管道的预留。本次设计结合城市管网规划,在综合管沟中预留中水管管位,待将来使用时再给予安装。随着经济的发展和水资源的日益匮乏,中水回用将成为必然的趋势,提高了水的再次利用,节约了水资源。
(4)综合管沟中的电力电缆和通信电缆的安装是可以灵活处理。若近期不投入使用的电缆可以考虑不施工安装,待需要时再进行。本次设计中有些电力电缆和通信电缆接出口埋深较深,在设计中考虑设置相应的平台以便于电缆的安装及固定,在综合管沟外设置标示桩,以便于将来施工时更快的找到电缆接入管沟的准确位置。
(5) 综合管沟运行管理模式的确定直接决定了其建设的成败,目前国内综合管沟运行管理模式五花八门,综合管沟的建设目前在国内属于朝阳工程,对于运行管理模式的建议往往直接影响到相关决策,因此探索一套合理的运行管理模式对于(综合管沟的推广和应用)地方政府来说至关重要。
(6)管沟建设,规划先行。目前国内管沟规划没有一个统一的标准。急需探索一套适合于我国现阶段城市化和城乡一体化快速发展建设的综合管沟规划思路,结合实际通过数据定量定性的进行管沟规划设计,严谨地对待,避免出现拍脑袋定规划的尴尬局面。造成脱离实际和发展需求的不必要浪费,
(7)综合管沟在我国的建设尚不成熟,值得推广和尝试,以便于在今后的城市建设中尤其是新城区的建设中广泛应用。
6 结语
地下管线是城市基础设施的重要组成部分。如给水、排水、燃气、电力、电信、热力等管线,就像人体内的“血管”和“神径”,日夜担负着输送物质、能量和传输信息的功能,是城市赖以生存和发展的物质基础。因此规划建设好和管理好地下管线是未来充分利用地下空间的重要的基础工作之一,是现代化城市可持续发展和有效应对突发灾害的保证。通过对福建平潭综合管沟工程的设计论述,可以得到以下结论:(1)综合管沟的优越性,已得到社会各界的普遍认同。(2)综合管沟的推广和应用,不存在技术方面的难题,但急需探索一套适合于我国现阶段城市化和城乡一体化快速发展建设的规划思路和规范。(3)推广和应用综合管沟的关键在于规划思路和规范要求的统一、多方协调施工和运行管理的统一。(4)综合管沟的建设及运营维护还需要进一步的探索与实践。
参考文献
【1】《城市综合管廊工程技术规范》(报批稿)
【2】《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)
【3】《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T5221-2005)
【4】《福建省城市综合管廊建设指南》
【5】 霍芳,刘永涛,陈海,《综合管沟设计中几个问题的探讨》,民营科技,2008
作者简介:张锦芳(1985~),女,籍贯甘肃省天水市,2009年毕业于兰州交通大学,助理工程师,从事给排水专业设计工作。
关键词:综合管沟;设计;特点
中图分类号:TB21文献标识码: A 文章编号:
1 前言
综合管沟,也称为“共同沟”,“市政管廊”或“综合管廊”等,是指在城市道路下面建造一个市政共用隧道,将电力、通信、燃气、供水等多种市政管线集中敷设在一起,实行“统一规划、统一建设、统一管理”,以做到地下空间综合利用率提高和资源共享的一种市政基础公用设施。
目前,综合管沟仅在我国一些经济发达的城市和新城区建设中被应用,例如上海、北京、深圳等地。尚未得到广泛地应用,但随着近几年全国掀起的城市建设热潮,越来越多的大中城市已开始着手综合管沟建设的规划和试验,如重庆、广州、南京、济南、沈阳、青岛、厦门等城市。
2 特点
综合管沟是将多种市政管线集中在一起,进行集中敷设、管理及运营维护。与传统的管线直埋方式相比,综合管沟可以减少路面的反复开挖,避免多次影响正常交通,有效的解决各类市政管线持续性增加的需求。提高了工程管线的耐久性,便于各种管线的敷设、增设、维护和管理。提高城市地下空间利用率和城市防灾救灾能力。
同时也存在一些缺点,如综合管沟需一次性建成,建设费用昂贵。必须正确全面预测远期发展规划。另外,在现有道路下新建管线时保护及改迁费用较多,施工困难。目前,我国就综合管沟技术规范并不完善,运营管理模式尚不成熟。综合管沟建设的一次性投资虽然比管线独立敷设的成本大,但是其综合效益远远大于管线独立敷设。
总之,综合管沟的建设能帮助城市消除“拉链路”,保障道路交通畅通,极大程度地满足城市地下空间开发利用。保证城市地下管线安全运营,优化美化城市环境建设,节约宝贵的土地资源,利大于弊。下面就结合工程设计实例加以详细阐述。
3 工程概况
龙凤路(坛西大道~翠园路)位于平潭综合实验区中部,连接两区(中心商务区和旅游度假区)四组团(包括竹屿组团、岚城组团、谭城组团和海坛湾组团),在《平潭综合实验区总体规划(2010-2030)》中,是岚城组团重要的生活性主干道之一,呈东西走向,其综合管沟西起坛西大道,东至平岚二路,设计于南侧的绿化带及非机动车道下,全长1.82km。
4 工程设计
4.1 结构形式
管沟采用矩形箱涵的结构形式,为双仓。其中给水管、通信电缆、中水管设于一仓,为综合仓,净空尺寸宽3.4米,高3.0米;110kV高压电缆、10kV中压电缆设于一仓,为电力仓,净空尺寸宽2.0米,高3.0米。
4.2 管线设计
综合管沟内收纳的市政管线有:110kV高压电缆、10kV中压电缆、通信电缆、给水管、中水管,其中中水管为预留管位。
(1) 给水管。根据整个片区的给水规划及用水要求,龙凤路综合管沟内设DN800给水管。管材采用壁厚为12mm的焊接钢管,管内壁采用离心涂水泥砂浆防腐,管外壁前处理需抛丸或喷砂除锈达到Sat2.5级或手工除锈达到St3级标准。在给水支管接出处设阀门,给水管高点处设排气阀,低点处设排泥阀。
(2)中水管。考虑到远期中水的使用,在综合管沟内预留DN400中水管的安装空间,待中水将来投入使用时安装实施。
(3)电力电缆。综合管沟内设110KV的高压电力电缆2回以;10Kv的中压电力电缆20回。
(4)电信电缆。综合管沟内设24根通信线缆供电信部门使用及沟内自用。
综合管沟内管线的布置详见下图。
综合管沟横断面示意图
(5)设计入沟管线类型和数量为考虑平潭综合实验区近期发展需求以及适度结合中远期发展需求确定,中远期管沟内管线空间不够时需额外考虑管线通道。
4.3 排水沟及集水坑设计
综合仓和电力仓底板采用C15砼向一侧找坡,坡度1.0%,用1:2水泥砂浆抹面,排水沟一侧最低点厚度50mm(含抹面)。在管合管沟每个防火分区的最低点设置集水坑,用于管沟内的事故放空水,结构渗漏水及冲洗水等的排放,通过集水坑内设置潜水排污泵提升排出。
4.4 纵断面设计
龙凤路综合管沟采用明挖法施工,纵断面原则上与道路辅道纵断保持一致,管沟正常段按照覆土不小于2.5m设计。本项目纵断面主要受规划河道、过路雨污水管等因素的影响以及各电力、通信、给水出沟管道标高的控制,管沟覆土按2.8米设计。
纵断面在满足相交管道要求的情况下,设计标高尽可能的高,以减少土方开挖及降低基坑支护成本。管沟最大纵坡为7.93%,最小纵坡为0.22%。
4.5 通风及照明设计
综合管沟利用沟体本身作为通风通道,采用机械送/排风的通风方式。一般每个通风分区两端设置风机,一端送风、一端排风,以达到通风换气的目的。管沟内采用防水防尘荧光灯,灯距5m,吸顶安装。管沟内设置疏散诱导标志灯、安全出口标志灯以及应急照明设备。
4.6 消防设计
(1)防火分区设置
根据《城市综合管廊工程技术规范》(报批稿)及《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T5221-2005),结合目前国内综合管沟防火分区设置方式,本工程防火分隔间距基本按照不大于200m考虑,每个设计单元也按照200m来控制。
綜合管沟的电力仓及综合仓防火分区之间分别通过常闭甲级防火门连通,防火门宽0.7米,高1.8米,双向开启。常闭防火门不设置自动控制系统。
超过100m的防火分区内设一个紧急出入口,出入口与进料口合建。
(2)灭火器配置
在每个防火分区设置两处灭火器布置点,每个点设置5KG装磷酸铵盐干粉灭火器四具,靠近防火分区两侧防火门设置。进料口的夹层设置两具灭火器。
4.7 附属构筑物设计
(1)进料口
进料口是用于综合管沟中各种管线和小型设备进入的主要通道。一般情况下,每个防火分区设置一处进料口,进料口兼顾人员出入功能。综合仓进料口用于给水管、中水管和通信电缆进料;电力仓进料口用于电力电缆进料。
(2)风亭设计
风亭即通风口,是为了综合管沟内的空气质量和消防救援等要求而开设的构筑物。每相邻两个综合仓防火分区一端设置进风亭,另一端设置排风亭。风亭设计于绿化带上,高出地面1.2米。
(3)管线接出口设计
管线接出口提供各种管线与用户之间的管线连接。接出口考虑支管沿侧墙爬升的空间需求,并按其支管的埋深需求经侧墙或顶板的预留孔洞接出沟外(预留孔洞采用防水措施,给水管预埋柔性防水套管,电力、电信管预埋缆线密封件)。管线功能不同,对出仓的要求也不同,对于电缆管线主要满足电缆转弯半径的要求,给水管道出仓必须满足管件的安装要求,两种管线均需保证管线出仓后的覆土要求。本工程中主要为给水支管、中水支管、电力入户管和通信入户管提供接出口。
5 关于本次设计的思考及见解
(1)综合管沟中存在潜在的火源,例如电力电缆、通信电缆、照明系统等。特别是电力电缆,火灾危险极高。其次是可燃物质,取决于敷设管线的种类。由于综合管沟是在地下的一个封闭的空间,不经常有人,一旦发生火灾,一般不会造成人员伤害事故。但是,火沿着管沟迅速蔓延,并不易被发现,不利于控制火势和实施扑救,危险性极大。本次设计中消防设计只考虑了防火分区和灭火器的配置,设计思路较为简单,可能考虑欠妥。消防作为一项必需且急需解决的问题,必须制定严格的防护措施。也希望相关的设计规范尽快出台,使将来更多综合管沟的设计进一步完善,防止和遏制此类事故的发生,避免造成不可挽救的财产损失。
(2)综合管沟中给水管道设计的优点。管道安装在管沟中,管道不承受压力,减小了爆管的可能性。综合管沟空间较大便于给水管道日常维护和检修。此外,综合管沟中的给水管采用焊接鋼管,可以更好更有效的预防爆管的发生。这样一来,就会避免发生供水中断事故和造成不必要的损失。
(3)综合管沟中中水管道的预留。本次设计结合城市管网规划,在综合管沟中预留中水管管位,待将来使用时再给予安装。随着经济的发展和水资源的日益匮乏,中水回用将成为必然的趋势,提高了水的再次利用,节约了水资源。
(4)综合管沟中的电力电缆和通信电缆的安装是可以灵活处理。若近期不投入使用的电缆可以考虑不施工安装,待需要时再进行。本次设计中有些电力电缆和通信电缆接出口埋深较深,在设计中考虑设置相应的平台以便于电缆的安装及固定,在综合管沟外设置标示桩,以便于将来施工时更快的找到电缆接入管沟的准确位置。
(5) 综合管沟运行管理模式的确定直接决定了其建设的成败,目前国内综合管沟运行管理模式五花八门,综合管沟的建设目前在国内属于朝阳工程,对于运行管理模式的建议往往直接影响到相关决策,因此探索一套合理的运行管理模式对于(综合管沟的推广和应用)地方政府来说至关重要。
(6)管沟建设,规划先行。目前国内管沟规划没有一个统一的标准。急需探索一套适合于我国现阶段城市化和城乡一体化快速发展建设的综合管沟规划思路,结合实际通过数据定量定性的进行管沟规划设计,严谨地对待,避免出现拍脑袋定规划的尴尬局面。造成脱离实际和发展需求的不必要浪费,
(7)综合管沟在我国的建设尚不成熟,值得推广和尝试,以便于在今后的城市建设中尤其是新城区的建设中广泛应用。
6 结语
地下管线是城市基础设施的重要组成部分。如给水、排水、燃气、电力、电信、热力等管线,就像人体内的“血管”和“神径”,日夜担负着输送物质、能量和传输信息的功能,是城市赖以生存和发展的物质基础。因此规划建设好和管理好地下管线是未来充分利用地下空间的重要的基础工作之一,是现代化城市可持续发展和有效应对突发灾害的保证。通过对福建平潭综合管沟工程的设计论述,可以得到以下结论:(1)综合管沟的优越性,已得到社会各界的普遍认同。(2)综合管沟的推广和应用,不存在技术方面的难题,但急需探索一套适合于我国现阶段城市化和城乡一体化快速发展建设的规划思路和规范。(3)推广和应用综合管沟的关键在于规划思路和规范要求的统一、多方协调施工和运行管理的统一。(4)综合管沟的建设及运营维护还需要进一步的探索与实践。
参考文献
【1】《城市综合管廊工程技术规范》(报批稿)
【2】《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)
【3】《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T5221-2005)
【4】《福建省城市综合管廊建设指南》
【5】 霍芳,刘永涛,陈海,《综合管沟设计中几个问题的探讨》,民营科技,2008
作者简介:张锦芳(1985~),女,籍贯甘肃省天水市,2009年毕业于兰州交通大学,助理工程师,从事给排水专业设计工作。