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(guó)各大城市得到應(yīng)用。但在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)溝內(nèi)管道交叉混亂、用戶管道與溝內(nèi)管道銜接困難以及主體漏水等現(xiàn)象。在對(duì)華貫路綜合管廊設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)優(yōu)化和加強(qiáng)了內(nèi)部管道交叉、結(jié)構(gòu)防水、附屬工程安裝空間預(yù)留等設(shè)計(jì)，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(nèi)南北向城市主干道，貫穿高新區(qū)南北，道路紅線寬56m，全長(zhǎng)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(dān)著區(qū)域內(nèi)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(yù)留寶貴空間，同時(shí)避免道路建成后因新設(shè)或維修管道而導(dǎo)致道路反復(fù)開挖，提高路面使用壽命，確保交通運(yùn)輸暢通，規(guī)劃伊始便確定該道路全線敷設(shè)綜合管廊。

燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)性較大，納入綜合管廊后將提高管理維護(hù)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(nèi)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(shè)計(jì)要點(diǎn)

綜合管廊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括橫斷面、主體、節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、附屬工程等多個(gè)部分。

2.1 橫斷面設(shè)計(jì)

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(zhì)、容量、地質(zhì)、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(wú)現(xiàn)狀設(shè)施，綜合管廊采用明挖施工，因此設(shè)計(jì)選用箱型斷面。

該道路規(guī)劃敷設(shè)110kV高壓電纜，根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50217—2007)中相關(guān)規(guī)定，高壓電纜與熱力管道不能同溝敷設(shè)，本工程設(shè)計(jì)橫斷面采用單箱雙室形式。

2.1.2 管道位置設(shè)計(jì)

管道位置設(shè)計(jì)應(yīng)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(nèi)管道以中間人行通道為分界對(duì)稱布置。綜合管廊內(nèi)管道之間的距離、管道與管廊內(nèi)壁、頂板及底板之間的距離以及管廊內(nèi)人行通道寬度必須滿足相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，便于施工和檢修。本工程綜合管廊內(nèi)部管道容量及布置如圖1所示。

2.2 主體設(shè)計(jì)

2.2.1 平面位置設(shè)計(jì)

根據(jù)需求，綜合管廊頂部需設(shè)置檢查口、投料口、通風(fēng)口等各類孔口，其中通風(fēng)口通常高出地面，其他孔口根據(jù)管理維護(hù)需要，經(jīng)常開啟。所以綜合管廊平面位置宜敷設(shè)于道路綠化帶內(nèi)。本工程綜合管廊敷設(shè)于道路東側(cè)綠化帶內(nèi)。

2.2.2 平面線形設(shè)計(jì)

綜合管廊平面線形通常與道路一致，在過(guò)河時(shí)，為避讓橋梁基礎(chǔ)，綜合管廊可局部進(jìn)行彎折。轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)沉降縫，管廊轉(zhuǎn)角須滿足溝內(nèi)管道折角。對(duì)于曲線段，管廊轉(zhuǎn)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(yīng)盡量≥165°。

2.2.3 縱斷面設(shè)計(jì)

綜合管廊最小埋深應(yīng)考慮雨、污水支管、燃?xì)夤?/span>(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�？刂聘餐�≥1.5m。縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(guò)。同時(shí)，需考慮管廊內(nèi)重力流排水需求，其最小縱坡不宜小于0.3%;最大縱坡應(yīng)考慮各類管道敷設(shè)、運(yùn)輸方便，一般控制在10%以內(nèi);若縱坡大于10%，應(yīng)于底板設(shè)置防滑措施。

2.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

并非所有道路均設(shè)置綜合管廊，在路口或者間隔一定距離，綜合管廊內(nèi)管道需與外部相交道路或者用戶直埋管道進(jìn)行銜接，從而帶來(lái)內(nèi)部多種管道的相互交叉及出線問(wèn)題。管道交叉點(diǎn)和出線既是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，但其重要性只有在內(nèi)部管道安裝時(shí)，方能逐步顯現(xiàn)出來(lái)。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(shí)，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(shè)計(jì)應(yīng)在滿足綜合管廊內(nèi)部管道交叉布置、人員通行要求基礎(chǔ)上，盡量減少出線井體積，節(jié)省投資。在出線井內(nèi)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(shè)置管道預(yù)留洞。本工程支溝出線及內(nèi)部給水管道在出線井內(nèi)具體布置如圖3、圖4所示。

各專業(yè)管道主要通過(guò)出線井支溝的端墻與外部管道進(jìn)行銜接。以往設(shè)計(jì)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(shí)，挖深大、影響范圍廣，給外部管道銜接帶來(lái)極大困難。為解決上述弊端，主要進(jìn)行了以下兩點(diǎn)改進(jìn):①于靠近出線井一側(cè)設(shè)置出線豎井(圖5)，通過(guò)豎井來(lái)提高管道出線高度，使管道出線時(shí)覆土降低約2m，減少了外部管道銜接時(shí)的開挖深度和對(duì)周邊的影響，同時(shí)降低了防水難度;②端墻處提高預(yù)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(diǎn)為支溝既解決管道交叉問(wèn)題，同時(shí)也可作為過(guò)路綜合管廊，避免以后因新設(shè)或維修管道所帶來(lái)的掘路現(xiàn)象;缺點(diǎn)為工程投資高，施工周期長(zhǎng)，影響范圍廣。因此支溝出線主要適用于同時(shí)新建道路和管道時(shí)選用。

2.3.2 直埋出線

采用直埋出線時(shí)，在管道交叉處增加綜合管廊的設(shè)計(jì)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(guò)綜合管廊側(cè)壁與外部相連接，管道出線后與預(yù)埋的過(guò)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(diǎn)為出線形式簡(jiǎn)單，投資少，施工周期短，影響范圍小;缺點(diǎn)為過(guò)路管道更換維修時(shí)，需進(jìn)行開挖，影響交通相鄰設(shè)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(shí)，通常選用該出線方式。

2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.4.1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

地下工程的最小結(jié)構(gòu)層厚度為250mm，并且工程范圍內(nèi)的地下水對(duì)結(jié)構(gòu)有中等腐蝕性，需要適當(dāng)加大鋼筋的保護(hù)層厚度。根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108—2008)中關(guān)于沉降縫做法的規(guī)定，綜合管廊的頂板、側(cè)壁、底板的厚度均取300mm，結(jié)構(gòu)體外側(cè)的鋼筋保護(hù)層厚度取50mm，結(jié)構(gòu)體內(nèi)側(cè)鋼筋保護(hù)層厚度取25mm。

考慮到采用較細(xì)的鋼筋并適當(dāng)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(jí)，受力筋HRB335級(jí)，主要采用ɸ10、ɸ12、ɸ14、ɸ16的鋼筋。

2.4.2結(jié)構(gòu)計(jì)算

結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)頂板受均布荷載力，側(cè)墻受土壓力，底板為彈性地基支撐。設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)防水、防腐設(shè)計(jì)

綜合管廊主體防水等級(jí)設(shè)為二級(jí)，箱體防水混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)P8，箱體外表面刷自閉式防水涂料。此防水構(gòu)造亦能有效防止地下水對(duì)箱涵體外表面的腐蝕性。

結(jié)構(gòu)變形縫約20m設(shè)置1道，變形縫處的防水采用復(fù)合防水構(gòu)造措施，中埋式橡膠止水帶與外貼防水層復(fù)合使用。變形逢內(nèi)設(shè)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(yù)留孔位置采用預(yù)埋穿墻套管進(jìn)行防水處理。管廊內(nèi)支架需除銹防腐，除銹后涂刷環(huán)氧瀝青漆進(jìn)行防腐處理。

2.5附屬工程設(shè)計(jì)

2.5.1 IO站設(shè)計(jì)

IO站作為綜合管廊的分控中心，每2個(gè)防火分區(qū)結(jié)合自然通風(fēng)口設(shè)置1座IO站，位于綜合管廊側(cè)壁，與綜合管廊溝體通過(guò)防火門連接，大小為5m×2.5m。為方便人員進(jìn)出，于IO站頂部設(shè)置1m×1m人員進(jìn)出孔。

IO站內(nèi)設(shè)有控制模塊，對(duì)布置在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的檢測(cè)儀表和設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)控制模塊向控制中心傳送，控制模塊同時(shí)接受控制中心的命令，通過(guò)控制模塊發(fā)送控制信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)的開停和照明設(shè)備開關(guān)的分合。

2.5.2 防火分區(qū)及通風(fēng)設(shè)計(jì)

華貫路綜合管廊主溝按200m左右設(shè)置1個(gè)防火分區(qū)，防火分區(qū)之間用防火墻隔開，墻上設(shè)有甲級(jí)防火安全門。管道穿越防火墻時(shí)設(shè)置穿墻套管，專業(yè)管道實(shí)施前套管內(nèi)填充防火材料。每個(gè)防火分區(qū)兩端分別設(shè)計(jì)自然進(jìn)風(fēng)口兼補(bǔ)風(fēng)口和機(jī)械排風(fēng)口兼排煙口，每個(gè)風(fēng)口處設(shè)電動(dòng)防煙防火調(diào)節(jié)閥，平時(shí)常開。風(fēng)機(jī)可在控制中心和現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)控制箱分級(jí)控制，控制級(jí)別為近高遠(yuǎn)低，手動(dòng)高于自動(dòng)。

2.5.3 其他附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

其他附屬設(shè)施主要包括檢查口、投料口、消防、排水以及照明等。華貫路設(shè)計(jì)檢查口內(nèi)徑為2250px，間距不大于75m;每個(gè)防火分區(qū)的中部設(shè)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(gè)防火分區(qū)設(shè)置煙感裝置1套，對(duì)綜合管廊進(jìn)行24h監(jiān)測(cè);排水溝斷面尺寸為0.2m×0.05m，在最低處設(shè)置集水井;每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置1臺(tái)照明配電箱，每隔8m設(shè)置1處22W隧道燈，溝內(nèi)照度為151x。

3 設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

隨著社會(huì)各界對(duì)綜合管廊的認(rèn)可，我國(guó)許多地區(qū)開始修建綜合管廊，一定程度上推動(dòng)了其設(shè)計(jì)水平的提高，但根據(jù)已建或在建的工程來(lái)看，綜合管廊

的設(shè)計(jì)及使用主要面臨以下幾點(diǎn)問(wèn)題。

(1)缺乏綜合管廊類的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。現(xiàn)階段綜合管廊設(shè)計(jì)主要參考熱力、電力、給水等專業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

(2)后期管道安裝問(wèn)題多。綜合管廊設(shè)計(jì)時(shí)，通常以主體土建設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，忽略后期管道和設(shè)備安裝問(wèn)題，給后期工作帶來(lái)諸多不便。

(3)尚無(wú)管理運(yùn)行的法律法規(guī)。綜合管廊建成后，其管理、收費(fèi)和維護(hù)不明確，部分專業(yè)管道單位不愿意將管道敷設(shè)于綜合管廊中。

因此，雖然綜合管廊已經(jīng)在我國(guó)許多重要城市推廣使用，但關(guān)于綜合管廊的建設(shè)和使用仍需相關(guān)部門共同完善。

參考文獻(xiàn)略。

本文刊登于《給水排水》雜志2013年第5期。

于丹1 連小英2 李曉東3 盧鋼1

(1青島市市政工程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)有限公司，青島266000)