谈厦门市集美核心区地下综合管廊给水管道设计

吴 艺 芳

(厦门水务规划设计研究有限公司，福建 厦门 361009)

根据城市综合管廊技术规范定义，综合管廊是在城市地下建造的市政公用隧道空间，将电力、通信、供水等市政公用管线，根据规划的要求，集中敷设在一个构筑物内，实施统一规划、设计、施工和管理。综合管廊适合于交通、管线设施较多的机动车道、城市主干道以及配合各种地下铁道等工程地段，可以用于道路宽度难以满足直埋铺设多种管线的路段，同时避免路面反复开挖的问题。本文以厦门市集美新城核心区地下综合管廊给水管道为例，对给水管道入廊设计进行探讨，总结。集美新城核心区的综合管廊于2010年开工建设，片区总规划面积4.6 km2，片区结合主干管路网形成“三横三纵”的网状布置，覆盖整个核心区，目前已建成大部分投入使用(见图1)。

1 入廊管材比选及管道接口形式

管廊内给水管道设计中首先关注的是管材的选用。常用的给水管材有钢管、球墨铸铁管、PE管、钢管等，通常选用时从管材的抗腐蚀性能、承压能力、抗水锤能力、温差变形等方面进行比较(详见表1)。目前，在管廊给水管道管材选用中，钢管使用较普遍，球墨铸铁管也逐渐开始在推广，PE管选用较少。由于管廊内空间有限，选用的管材类型也要满足现场的施工条件。核心区铺设在管廊内的给水管主要以输配水管为主，管径为DN200～DN500。因此，在管材选用中，钢管、球墨铸铁管、PE管等均能满足管径要求，综合以上各因素，集美核心区内管廊给水管道主管材选用钢管。其中钢管又分焊接钢管、无缝钢管。钢管具有强度高、耐震动、重量轻的优点。钢管的焊缝质量是影响其整体性能的最主要的因素之一，普通的焊接钢管一般是采用卷板平板板材于现场人工焊接而成，而无缝钢管一般在厂里采用熔融状态的钢水通过机械将其压制成型，相比之下，无缝钢管的质量更稳定，尤其是承压能力上无缝钢管较普通钢管有很大提高。

表1 入廊管材比选

由于管廊内管道为明敷，不存在回填土的作用力效应，在选用主管材时应当考虑到管材的连接方式。钢管有焊接、法兰、沟槽连接。焊接安装质量对焊接工人技术依赖性强，质量难稳定;焊缝是薄弱处，口径小时(管径小于DN800)，管道内补口是未能很好解决的难题,且对施工空间要求较大；法兰连接有较好的强度和紧密性，应用普遍,对施工空间要求较低,安装简易,但存在不能很快地装配与拆卸，制造成本较高后期抢修不便等问题；沟槽连接安装简单，稳定性好，对施工空间要求较低，DN300及以下口径较为成熟，在房建上应用普遍，最大口径一般为DN600(CJ/T56—2001),存在缺点是只能较小的管径应用，且后期存在抢修不便的问题。球墨铸铁管有T型接口、自锚接口。球墨铸铁管由于其接口形式，在管廊中的使用较少，但随着改良以及接口形式的多样化，球墨铸铁管在管廊中的使用也越来越普遍。T型接口由于一体性较差，防脱性能差，在管线的拐弯处必须要设置抵抗轴向力的支墩，管廊内支墩所占空间大，在转弯段采用钢管且必须要设置抵抗轴向力的支墩，管廊内支墩所占空间大，支墩工程量大。采用自锚接口，属于刚性接口，一体性强。但安装间隙要求较高，制造成本较高，目前应用案例较少。集美新城核心区管廊内管道主要采用钢管，法兰连接或者焊接，集美新城核心区和美路管廊见图2。

2 支线设计

管廊引出口的设计通常都是通过与管廊主体单位、市政管线产权单位沟通后确定各支线引出点。一般大约200 m间距一个引出口。引出分支通常有支廊引出和管线直埋引出两种方式。本项目采用的是管线直埋引出方式。在支廊分支出口局部加宽、加高断面。管线从管廊双侧侧墙出廊，与预埋的过路套管衔接，并接至各类管线预留直径，供道路两侧地块需求。本项目采用的是管线直埋引出方式(详见图2)。根据消防规范，给水管每个不大于120 m的距离，引出支管设置消火栓，由于在进行管廊主体设计时可能考虑到引出口建设成本问题，引出口一般按照200 m间距一个，大于消火栓120 m间距，只能从同一个引出口埋设铺设消火栓的支线，保证消火栓间距。

3 防腐

目前，在管廊中，钢管使用较普遍，球墨铸铁管也逐渐开始在推广，PE管选用较少。核心区内管道设计主管材为钢管，其中部分为焊接钢管，部分为无缝钢管。在地下综合管廊应用中，钢管的弱点主要是抗腐蚀能力差。钢管明敷，无法通过电化学防腐，只能通过防腐涂料。供水管线水泥沙浆衬里钢管内防腐(标准CECS 10：89)或者IPN8710高分子无毒涂料钢管内防腐；外防腐通常采用环氧富锌+环氧云铁+聚氨酯(涂料)，成品钢管采用环氧树脂粉末(详见表2)。

表2 钢管外防腐方式比选

4 管线的附属设施

于管道隆起处设置排气阀，于低凹处设置放空阀(放空阀就近管廊集水坑设置)，在每个防火分区的两端各设置一个手电一体式的电动阀门(如图3节6处)，支管设置手动阀门(图3节5b处)，阀门检修应当符合消火栓检修的要求。电动阀门电源就近管廊双电源低压配电箱用电缆专线引入现场控制站。控制站内PLC根据采集管道内压力信号及流量信号按工艺要求开/关相应的电动阀门，并且由光纤环网将控制站采集的信号联通，通过控制站GRRS将控制站阀门运行状况及压力信号进行远程传输。为方便日后运行维护管理，在设计阶段应明确后续电动阀门或流量计远传信号的去向。

5 管道安装净距要求

表3 综合管廊的安装净距

根据GB 50838—2015综合管廊工程技术规范对管道安装净距规定,DN500管道与管廊主体最小净距a(表3综合管廊的安装净距)为DN500,目前设计施工中通常遇到的问题，管道距离侧墙净距为400 mm，达不到国标500 mm的要求，然而，管廊主体已立项并批概，无法调整管廊断面。钢管焊接空间不足，侧面焊缝较难焊接；钢管法兰连接空间够，但成本高，后期抢修不方便。在这种情况下，建议项目前期在管廊断面设计时合理考虑安装控件，或者实在无法调整断面时，应尽早明确管道连接方式。

6 结语

通过对案例设计施工、运行维护的总结，可以在新项目中借鉴良好的经验，对一些存在的问题进行改良。

参考文献：

[1] GB 50838—2015,城市综合管廊工程技术规范[S].

[2] GB 50013—2006,室外给水设计规范[S].

[3] GB 50268—2008,给水排水管道施工及验收规范[S].

[4] 靳俊伟,彭 颖.山地城市综合管廊规划设计探讨[J].给水排水，2015(3):115.

[5] 陈普立.浅谈广州大学城综合管廊内给水管线的设计特点[J].广东科技，2006(5):138-139.