一种紧凑型综合管廊的设计探讨
随着我国新型城镇化进程的不断推进, 城市地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题日益凸显, 严重制约着城市的发展进程。大力推进城市地下综合管廊建设是我国城市发展方向转变和基础设施发展趋势的要求, 也是提高城市防灾减灾能力的重要手段。
1 紧凑型综合管廊设计方案
在城市新区、开发区等新建道路建设地下综合管廊难度相对较小, 而在道路整治、旧城更新的老城区建设综合管廊则有不小难度。这主要是由于老城区及城中村道路狭窄、现状管线复杂, 而常规的综合管廊通常具有开挖深、占用空间大等特点, 在老城区及城中村中无法实施。本文以深圳市某城中村改造工程为例, 介绍了一种紧凑型综合管廊设计方案。
1.1 项目背景
深圳市某城中村近期内无拆迁规划, 为给居民创造良好的居住环境, 决定对城中村进行环境整治提升工程, 主要包括道路路面翻新、地下管线整治等内容。同时决定以环境整治提升工程为契机, 在城中村建设综合管廊。该城中村的道路现状如图1所示, 道路断面尺寸如图2所示。
1.2 入廊管线的确定
根据城中村管线现状及规划情况, 涉及的管线种类及规模如表1所示。
图1 城中村道路现状
Fig.1 Current situation of urban village roads
图2 城中村道路断面
Fig.2 Road section of urban village roads
表1 城中村的管线种类及规模
Tab.1 Types and scale of pipelines in urban villages
(1) 10kV电力、通信和给水等管线入廊, 设计经验丰富, 运行管理经验成熟。同时由于这3种管线都属有压管线, 不受综合管廊纵向坡度影响, 不会加大管廊埋深。
(2) 燃气管线入廊从技术上是可行的, 主要存在以下问题: (1) 必须在独立舱室中敷设; (2) 需要为其配置传感与监控设备。
(3) 雨水和污水等重力流管线对管廊纵向坡度有要求, 进入管廊后会加大管廊的埋深, 能否入廊需要综合考虑。
经过对该城中村道路断面尺寸、周边建筑物基础以及雨水和污水排出点标高的综合分析, 决定该综合管廊入廊管线为10kV电力、通信、给水、雨水和污水。而燃气管线由于需要单独舱室且需要增加监控系统, 本次设计未考虑入廊。考虑到综合管廊的建设应具有适度的超前性, 决定本次入廊的管线种类及规模如表2所示。
表2 入廊的管线种类及规模
Tab.2 Types and scale of pipelines in utility tunnel
1.3 管廊断面设计
1.3.1 标准段设计
该城中村道路宽度为12m, 综合管廊内容纳了10kV电力、通信、给水、雨水和污水等管线, 常规的干线综合管廊、支线综合管廊及缆线管廊都不太适用。因此, 本工程提出了一种新的紧凑型综合管廊断面形式。该紧凑型综合管廊将10kV电力、通信和给水布置在一个舱室内, 两边分别为雨水和污水舱上下布置。由于城中村内建筑物基础差, 距离道路近, 因此将标准段管廊设置于道路路面下。
1.3.2 管线分支口
为方便电力、通信及给水等管线的出线, 在管线分支口处预埋相关管线的出线套管并设置活动盖板, 可作为检修人员检修维护的出入口。其断面示意如图3所示。
图3 紧凑型综合管廊管线分支口
Fig.3 Junction of compact utility tunnel
1.3.3 雨水和污水接口
为方便道路两边雨水和污水支管接入, 可在平面上将雨水和污水检查井错开。雨水和污水检查井接入如图4和图5所示。
图4 雨水检查井接入示意
Fig.4 Rainwater inspection well access diagram
图5 污水检查井接入示意
Fig.5 Sewage inspection well access diagram
1.4 紧凑型综合管廊与直埋管线的投资比较
1.4.1 紧凑型综合管廊的投资估算
该城中村综合管廊长度约为0.8km, 投资估算只考虑管廊本体的建设费用及入廊管线的相关费用, 未考虑工程建设其他费及预备费等费用。该紧凑型综合管廊的建设费用约为4 001.42万元, 其投资估算见表3所示。
1.4.2 直埋管线的投资估算
依据相关的估算指标, 参照国内已建成直埋市政管线的建设成本, 该城中村内直埋管线的投资为901.24万, 其建设成本见表4所示。
1.4.3 紧凑型综合管廊与直埋管线的投资比较
由表3和表4可知, 该紧凑型综合管廊的直接投资为传统直埋管线投资的4倍多。考虑到综合管廊内的管线受到较好的维护和保养, 在100年管廊使用寿命内入廊管线的更新次数为1次, 此时综合管廊的建设成本为4 455.16万元。
表3 紧凑型综合管廊的建设费用
Tab.3 Construction costs of compact utility tunnel
表4 传统直埋管线的建设成本
Tab.4 Initial construction costs of traditional buried piping
根据国内直埋地下管线的平均使用年限分析, 在100年计算周期内地下管线的总敷设次数为:电力、通信为5次, 给水、雨水和污水为7次。假定直埋管线每次敷设成本均与首次建设成本一致, 则在100年内总的建设成本为5 185.94万元, 已经远超过综合管廊的成本。
由此可见, 虽然紧凑型综合管廊的直接建设费用是传统直埋管线的4倍多, 但在综合管廊100年的使用年限内, 其总建设和维护成本要比传统直埋管线低很多。
2 紧凑型综合管廊的优点
(1) 建设及使用成本低。紧凑型综合管廊由于覆土较浅, 无需深挖, 在施工及地基处理、支护时可节省大量投资。另外紧凑型综合管廊由于不需要常规综合管廊的附属设施, 也间接降低了一次性投资。同时能避免因埋设、维修地下管线所导致的道路重复挖掘, 降低了管线养护、更换费用。
(2) 充分利用地下空间资源。在城中村、老城区等道路狭窄区域将电力、通讯、给水、雨水和污水等多种管线统一布置在综合管廊中, 有利于节省有限的地下空间资源。城中村区域由于道路狭窄、管线多, 地下空间十分紧张。在一些暂时无法拆迁的城中村区域, 由相关部门统筹规划实施建设紧凑型综合管廊, 可满足城市发展所需要的市政公用管线设施, 同时也能避免城市道路中经常出现的“拉链马路”问题。
(3) 统一管理提高效率、美化环境。将原有的电力、电话等架空线敷设于城市地下综合管廊内, 减少道路上各种柱杆、检查井及检查室的建设, 美化了城市环境, 减少空中“蜘蛛网”的问题, 提高了居民生活质量和满意度。
3 结语
紧凑型综合管廊由于覆土浅、无附属设施等, 综合造价比常规的综合管廊要低。在暂无拆迁计划、不具备建设常规综合管廊条件的老城区, 以城市更新、城中村改造为契机, 因地制宜的开展紧凑型综合管廊建性, 不仅解决了百姓问题和民生问题, 同时也符合国家“十三五”期间大力推进城市基础设施建设, 统筹地下空间、管线综合、建设管廊的主要方向。