建设城市地下综合管廊工程可避免反复开挖城市地面,可有效提升地下管线安全运行水平和抗自然灾害能力,并可基本解决城市街道蛛网式架空线的问题,提升城市整体形象。国务院办公厅于2015年下发了《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》,明确指出在我国城市建设过程中要推动地下综合管廊工程建设,计划至2020年要基本建设部分先进的城市地下综合管廊工程并开始运行。由此可见,城市地下综合管廊工程对于城市的发展具有一定的推动作用,这也是未来我国城市建设的重要方向。

城市地下管廊工程的设计必须要遵循一定的原则,才能保证工程的科学性和合理性,确保工程建成后可发挥相应的作用,一般来讲主要需遵循以下原则。

1)设计前首先要对城市地下管线进行详细调查,包括种类、数量及未来可能会增加的部分,然后根据城市发展实际情况及当前城市对于地下综合管廊工程的需求进行合理设计,确保设计方案与当前城市的实际需求高度契合。

2)城市地下综合管廊工程必须与城市整体规划契合,在进行规划时要严格论证,充分考量城市未来的发展情况,地下综合管廊工程要为城市未来的发展留有一定空间,避免在城市发展过程中反复开挖地面,这样不仅会增加投入,而且会对城市的交通、市容市貌造成不良影响。

3)对于新老城区的地下综合管廊工程设计要采用不同的模式和设计理念,做到最优化配置,尤其是对于老城区地下综合管廊工程的设计,要尽量多利用原有的基础,这样可有效降低投入。

城市地下综合管廊主要包括干线管廊、支线管廊及缆线管廊。干线管廊一般主要位于城市主要道路的下方,采用的是独立分舱敷设城市主干管线;支线管廊一般位于道路的两侧下方,采用的是单舱或双舱敷设城市配给管线,主要服务邻近地块的终端用户;缆线管廊一般相对较为封闭,仅盖板可开启,主要是服务于电缆。在规划建设城市地下综合管廊工程时,要根据城市的发展规划,合理选择管廊类型,确保建成后可发挥相应的作用。

综合管廊的顶部需设置检查口、通风口及投料口等多种孔口,一般情况下通风口要高于地面,其他孔口视实际情况进行设置。监控中心需设置在建筑物内,地下管廊每间隔200m就需要设置防火区,防火区需单独配置出风口、进风口、逃生口及吊装口。

城市地下综合管廊的断面形式主要为圆形及矩形,二者各有优劣。矩形断面的优势在于造价较为低廉、管线敷设较方便,同时在保养维护时比较容易,矩形断面主要用于新城区或新建道路,施工方式一般采用现浇或预制装配式,管廊内部空间可得到最大限度利用。圆形断面主要用于直线型管廊及缆线管廊,如果管廊工程需要穿越特殊区域,埋深较深时,一般采用盾构施工。

城市地下综合管廊工程纵断面设计一般与道路的纵断面保持一致,这样可有效减少土方挖掘量。综合管廊在纵坡的变化位置应满足管线折角需要,管廊穿越路口位置时,需要采用部分下卧或上穿的形式,这样可避开重力流管线。综合管廊的纵坡最小应不低于0.2%,最大应不高于10%,这样既可满足管线检修时排水需求,同时也便于进行管线的搬运和敷设。此外,综合管廊纵断面的设计还需注意以下方面:综合管廊埋深必须要满足抗浮标准;综合管廊上部的覆土需满足燃气、给排水及其他管线穿越的要求。

10kV电力线、通信电缆、给水管、中水管等合舱建设,为综合舱;热力管道单独1舱建设,为热力舱;天然气管道单独1舱建设,为燃气舱;污水管道单独1舱建设,为污水舱。其中燃气舱的人员出入、物料运输及消防逃生等系统均与其他舱分开独立设置。

1)综合舱给水、中水管道和电力线、通信线同舱布置,为减少强弱电之间的电磁干扰,舱内分侧布置电力桥架及通信排架,给水和中水管落地布置于支墩上。

2)热力舱单独设舱,落地布置。主要考虑热力干线管道散热对电力、电信、给水等管道的不利影响。

3)燃气舱考虑燃气管道对消防、防毒、防爆、安全通行等要求较高,不得与电力电缆同舱敷设。

4)污水舱结合污水舱特有的节点,如通气、检查井的设置不应影响其他舱室,单独设舱。为便于重力流周边支管的接入,污水舱设置在最外侧,同时为调节坡度之便,采用吊架布设。

城市地下综合管廊工程附属设施主要有:通风系统、配电系统、警报系统、监控系统、消防系统、气体监测系统、排水系统、标识系统、监控系统及其他视实际情况增设的系统。供电系统中消防设备、应急照明设备及监控设备需采用二级负荷,其余系统设备可采用三级负荷;照明系统需设置正常照明系统和应急照明系统,确保在紧急情况下照明设备可正常运行;通风系统要采用机械通风和自然通风结合的方式,确保地下管廊内的空气流通;排水系统应设置相应的自动排水系统,避免管廊内积水影响地下各类管线;监控系统要对地下管廊内的气体、火情、温度等进行实时监测,并将各项监控数据及时传输到监控中心,以便在发生异常情况时可及时进行处理。

1)节点设计干线综合管廊为等级最高的综合管廊,吊装口、逃生口、通风口、人员出入口、端头井及管线出线口等均需设置。为减小节点设计规模及数量,结合防火分区划分,在满足使用功能的前提下,各节点应尽量合并设置。

2)附属设施设计为保证综合管廊的正常安全运营,消防系统、通风系统、供电与照明系统、监控与报警系统、排水系统、标识系统等附属设施配置必不可少,应认真对待。

3)结构设计结构是管廊的主体,其设计与地质情况、断面形式、施工方法等息息相关,需重点考虑。

城市地下综合管廊工程的建设可有效规范城市地下管网系统,实现城市各项基础的现代化、集约化,在进行综合管廊设计时,要重点关注平面、断面、分舱、附属设施等方面设计,确保管廊工程可有效发挥作用。