随着国家经济的发展, 城市化水平的提高, 人民对城市环境的要求也越来越高。综合管廊作为各类市政管线的载体, 有着消除“马路拉链”、保障城市“生命线”安全运营、改善城市环境等诸多优势。

　　 传统的综合管廊以单层形式为主, 具有断面空间紧凑、构造简单、经济实用等优点, 但当遇到入廊管线种类多、规模大的情况时, 管廊设计断面尺寸也往往较大, 可能存在占用过多横向空间的问题, 特别是建设在工作面有限的建成道路时, 可能造成管廊施工期间大量的管线迁改、交通拥堵等不利影响, 甚至造成管廊无法实施。目前, 国内管廊主要结合新建道路同步建设, 在建成道路建设管廊的比例相对较少, 主要原因就是建成道路地下管线迁改和交通疏解问题的解决难度大、成本高。

　　 本文结合兰州市南滨河路双层管廊的建设实践, 对双层管廊的适用性及设计要点进行了分析, 为其他管廊工程的建设提供一种新的思路和实例参考。

　　 南滨河路位于兰州市黄河南岸, 由西往东贯穿整个兰州市主城区, 是非常重要的一条主干道, 不仅交通非常繁忙, 同时也是东西向的给水、热力、燃气以及高压电力等主干管线的所在地。本文介绍的南滨河路综合管廊工程位于七里河区崔家大滩片, 西与西固区接壤, 东至马滩片区, 全长约6km。该段道路有2种断面形式, 以小金沟为界, 西段道路长约5.5km, 红线宽度45m;东段道路长约500m, 红线宽度仅22m, 车行道宽度仅15m, 地下管线非常密集, 交通流量大。

　　 管廊纳入了多条主干管线, 包括2×DN1 200热力管、DN1 200供水管、DN600次高天然气管、4回110kV电力电缆以及其他配给型管线, 标准断面设计宽16.05m, 高4m, 截面面积64.2m² (见图1) 。

　　 根据场地地质条件, 管廊采用排桩的支护方案, 施工时包括管廊基坑、防护围挡、施工机械通道等共需占用宽约26m的横向空间。西段道路场地相对较开阔, 管廊施工时仍可保留4个车道通行, 基本满足交通疏解的要求, 地下管线迁改量也不大。但东段道路如果仍采用管廊标准断面的设计形式, 施工时基本占用了整段道路, 车辆无法通行, 管线迁改量也非常大, 特别是该段道路还是南侧甘肃武警总队第一支队主要出入口所在地, 不能封闭道路施工。

　　 因此, 该工程提出了两方面的解决措施, 一是采用双层管廊的设计方案, 尽量缩减管廊施工时占用的横向空间, 减少管线迁改, 并满足交通疏解的要求;二是调整管廊敷设位置, 借用道路北侧在建黄河楼的部分用地, 进一步减少对道路交通和地下管线的影响。

　　 双层管廊不是简单地由单层管廊分舱叠加, 断面的设计除了满足相关规范要求外, 还应有利于管线、人员和设备使用, 同时要合理控制投资。

　　 (1) 管廊断面布置应尽量紧凑, 同比单层管廊不宜增加过多的无用空间。

　　 (2) 舱室布设位置符合管线特性要求。例如, 天然气管危险性较高, 舱室宜优先布置在上层, 方便事故工况时人员逃生、营救;大口径热力干管存在很大的热应力, 其固定支座宜布置在受力性能较好的下层管廊底板。

　　 (3) 管线布设位置有利于管道出舱。通常主干管线的出线频次少, 宜布置在下层, 配给型管线的出线频次多, 宜布置在上层。电力电缆转弯半径较大, 出舱时需要较多空间, 也宜布置在上层。

　　 (4) 下层管廊的吊装、逃生、通风路径应尽量短直顺畅, 节点构造尽量精简。

　　 (5) 断面形式应有利于管廊结构受力, 上下层管廊的承重墙、柱宜布置在同一断面位置。

　　 (6) 应优先采用矩形断面形式, 当采用异形断面时须综合考虑基坑支护、土方开挖和地基处理对整体造价的影响。

　　 上述各项因素中, 当侧重点不同时, 也会有不同形式的管廊断面方案。本文提出了2种双层管廊的断面形式进行对比分析。

　　 推荐方案:管廊在满足使用要求的前提下, 尽量缩减断面空间, 节省投资。方案保持单层管廊的分舱形式, 热力舱和电力舱布置在下层管廊, 综合舱和天然气舱布置在上层管廊。管廊设计断面宽9.5m, 高7.3m (见图2) 。考虑廊顶设置吊装、逃生或通风夹层, 设计覆土按不小于3.7m控制。

　　 备选方案:从有利于管线出舱方面出发, 对管线重新分舱, 将大口径的供热、供水干管布置在下层管廊, 高压电力、天然气干管及配给型管线布置在上层管廊。管廊设计断面宽11.2m, 高7.5m (见图3) 。下层管廊的承重墙须改为墙柱, 布置间距7m, 管廊中板厚度有所增加。上层管廊综合舱中间有较多的富余空间, 可作为管廊吊装、逃生和通风节点的转换夹层, 因此覆土相对较浅, 设计按不小于2.8 m控制。

　　 上述2个方案在不同方面各有优缺点 (见表1) 。推荐方案相对来说是一个较常规的方案, 吊装、出线、逃生、通风等节点的处理思路与单层管廊相似。备选方案利用了综合舱中间的富余空间作为节点转换夹层, 思路较新颖, 同时可一定程度减少管廊埋深。

　　 考虑该工程场地工作面非常有限, 需要尽量减少管廊宽度, 同时也应尽量节省总体投资, 因此采用了推荐方案。

　　 结合场地情况以及管廊地面口部设施的布置, 管廊敷设在道路北侧人行道下方, 中线离人行道边线平面距离3.95m (见图4) 。管廊施工时可保证道路排水管、供热和供水干管的正常运行, 仅需对道路北侧的通信线缆和燃气管进行临时迁改, 同时可保留3个车道供车辆通行, 大大缓解了管廊施工期间的交通疏解压力。

　　 3种口部的设计思路均较为相似, 设计要点是对廊内各个舱室组织一条吊装、逃生或通风专门使用的“通道” (见图5) 。根据不同通道的使用功能要求, 分别对其尺寸、位置及防火分隔形式等方面进行设计。

　　 天然气舱的孔口不能与其他舱室连通, 因此其吊装口、逃生口或通风口均独立设置。舱室位于上层, 通道可直接垂直出管廊, 与单层管廊做法相同。

　　 热力舱和综合舱的管线没有不能共舱的问题, 因此可以共用一条通道。电力电缆不能和热力管、天然气管共舱, 因此电力舱的通道不能穿越邻近2个舱室, 须对节点处的管廊进行拓宽, 并调整上部天然气舱的位置, 在天然气舱和综合舱之间留出一条通道。这3个舱室的通道在廊顶通过设置转换夹层实现共用1个地面孔口。转换夹层空间尺寸须满足人员通行、管线运输或设备安装的要求。防火分隔方面, 热力舱与综合舱均不要求设置, 电力舱孔口与其他空间连接处, 对吊装口、逃生口、通风口分别须采用水平防火隔板、防火墙+防火门、防烟防火阀进行分隔。

　　 吊装口尺寸须至少满足单根6m长的管道运输要求, 对于电力电缆须满足转弯半径的要求。该工程的天然气舱吊装口设计宽1.2m, 长4.0m。其他3个舱室吊装夹层设计净高2m, 宽8m, 长8.5m;地面孔口设计宽2m, 长7.5m, 位置正对综合舱和热力舱的检修通道, 便于质量较大的供热和供水干管直接吊装。电力舱夹层孔口尺寸按3m的电缆转弯半径设计, 宽1.8m, 长4m (见图6) 。

　　 逃生口通道的尺寸须满足人员通行要求, 设计孔口宽度与长度均为1m。逃生夹层与电气自控的设备间合建, 设计净高2.5m, 宽11.1m, 长7.05m。

　　 通风通道的尺寸与舱室的通风量有关, 须具体计算后确定。通风夹层空间须满足风机和风管的安装、检修需求, 设计净高2.5m, 宽11.1m, 其中进风夹层长17m, 排风夹层长19.2m。应注意的是天然气舱排风口离其他舱室通风口、人员出入口的平面距离不应小于10m。

　　 吊装口、逃生口和通风口可以合建, 可在一定程度减少节点综合长度, 节约空间, 同时避免节点反复拓宽, 但吊装区、逃生区及通风区宜保持相对独立。

　　 出线舱是廊内管线与廊外直埋管线接驳的部位。通信线缆、供水管和天然气管均位于上层管廊, 出线方式与单层管廊一致, 均通过提高管廊舱室的净高后, 让出线管在舱室顶板下方横向出管廊。

　　 热力出线管可直接往上穿越综合舱后, 在综合舱顶板下方横向出管廊。其中, 应注意中板预留孔大小应满足热力管伸缩量的要求, 孔径至少比出线管大3级, 如有防水要求时须采用柔性防水套管。

　　 下层电力舱的110kV高压电缆在该段道路没有出线要求。10kV电缆出线时须将节点拓宽2m, 在天然气舱与综合舱之间留出电缆出线通道。通道尺寸满足1.2m的电缆转弯半径及人员操作空间要求, 设计宽度2.6m, 长度10m。同时由于出线高度过高, 在管廊中板设置了人员操作平台。整个电力舱出线节点设计长度15.5m, 宽度11.5m (见图7) 。

　　 采用传统的管廊排水方式, 在廊内每个防火分区的低点设置集水井及潜水泵, 将积水抽排至市政排水管。综合舱通过落水管将边沟的水排至下层热力舱, 与热力舱的泵井合并设置在热力舱底部。综合舱与热力舱含有水管, 在管廊低点处须设置排空泵, 水泵流量满足水管事故检修工况时的排空时间要求。电力舱与其他舱室防火分隔要求不同, 排水泵井单独设置。天然气舱孔口不能与其他舱室连通, 泵井也须单独设置, 在节点处须将舱室拓宽2.4m, 满足集水井的容积及水泵检修空间要求 (见图8) 。

　　 主要工程量差异:对比该工程的单层管廊, 双层管廊标准段截面积增加5.2m²;每延米基坑灌注桩总量增加4.3m³, 土方开挖量减少13.8m³, 基坑回填量减少19.0m³。

　　 工程费用对比:该工程双层管廊的土建费用单价约8.8万元/m, 单层管廊的土建费用单价约8.5万元/m, 同比增加3.5%;设备及安装费双层管廊略高。

　　 通过上述分析, 双层管廊的设计完全可以满足相关规范要求, 对比单层管廊, 主要缺点是工程费用有所增加, 下层管廊的管线吊装、人员逃生和管道出舱等使用功能方面略有不便, 节点构造相对复杂, 但可减少管廊宽度, 应用在工作面有限的路段时还是具有明显优势。例如, 道路宽度窄、交通繁忙的路段, 地下空间被现状管线、地铁或隧道等占用过多的路段, 避让桥墩、电塔等建构筑物的路段或是特定条件下结合地下空间同步实施的路段等。

　　 如何评价双层管廊的适用性, 重点是根据场地工作面大小、障碍物情况、与其他设施的协调关系等外部条件分析采用单层管廊存在的问题, 同时结合地质条件、入廊管线规模、管廊断面布置、节点设计方案等方面论证采用双层管廊的可行性、实用性和经济合理性。未来, 随着城市综合管廊建设的全面推进, 在特定区域采用双层管廊的工程应用价值也会越来越高。