金光西地下综合管廊设计与造价分析

汤彩荣，黄思进，邬龙刚

（广东省建筑设计研究院，广东 广州 510010）

0 引言

城市地下综合管廊是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于敷设市政公用管线，满足管线单位的使用和运行维护要求，同步配套消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水、标识的市政公用设施，是保障城市运行的重要基础设施。

我国长期存在着城市地下基础设施落后的突出问题，发展城市地下综合管廊的建设，为电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种保证城市运行的“生命线”建立一个有序的“家”，不仅可以逐步消除重复开挖的“马路拉链”、影响景观的“空中蜘蛛网”等问题，用好地下空间资源，提高城市综合承载能力，满足民生之需，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升新型城镇化发展质量，打造经济发展新动力[1,2]。

1 工程概况

金光西大道（滨河路-兴业大道）地下综合管廊总长约 1.442 km，容纳电力（10 kV及110 kV）、电信、给水、中水四种管线。根据纳入管线的种类和数量，管廊采用双舱及三舱组合的形式，综合管廊分三段，横断面共3种类型。其中滨河路至广医南路管廊断面尺寸为4 850 mm×3 900 mm,长度约340 m；广医南路至南大干线管廊断面尺寸为7 950 mm×3 900 mm,长度约391 m；南大干线至兴业大道管廊断面尺寸为11 050 mm×4 200 mm,长度约711 m。

2 工程设计方案

2.1 结构及工艺标准横断面设计

滨河路至广医南路段采用双舱标准断面，分为管道舱和电力舱。管道舱：净空尺寸1 900 mm×3 200 mm（H）；电力舱：净空尺寸1 950 mm×3 200 mm（H），结构侧壁350 mm，中墙300 mm，顶板及底板350 mm，管廊顶板覆土2.5～3.0 m，以便重力流管线通过，标准断面布置见图1。

图1 滨河路至广医南路双舱标标准横断面（A型）（单位：mm）

广医南路至南大干线段采用三舱形式的管廊，分为管道舱和两个电力舱。管道舱：净空尺寸1 900 mm×3 200 mm（H）；10 kV 电力舱：净空尺寸2 900 mm×3 200 mm（H），舱室内两侧布置；110 kV电力舱：净空尺寸1 850 mm×3 200 mm（H），舱室内单侧布置。结构侧壁350 mm，中墙300 mm，顶板及底板350 mm，管廊顶板覆土2.5～3.0 m，以便重力流管线通过，具体标准断面布置见图2。

图2 广医南路至南大干线三舱标准横断面图(B型)（单位：mm）

南大干线至兴业大道段采用三舱形式的管廊，分为管道舱和两个电力舱。管道舱：净空尺寸4 700 mm×3 200 mm（H）；10 kV 电力舱：净空尺寸2 900 mm×3 200 mm（H），舱室内两侧布置；110 kV电力舱：净空尺寸1 850 mm×3 200 mm（H），舱室内单侧布置。结构侧壁500 mm，中墙300 mm，顶板及底板500 mm，管廊顶板覆土2.5～3.0 m，以便重力流管线通过，具体标准断面布置见图3。

图3 南大干线至兴业大道三舱标准横断面图(C型)（单位：mm）

2.2 基坑设计

为保证基坑土方开挖、管廊结构施工、周边车辆人员通行的安全，根据本工程基坑开挖深度、工程地质条件和周边地形，从安全、经济、合理、可行的角度出发，主要采用放坡支护、放坡+搅拌桩止水、钻孔灌注桩+钢筋混凝土撑支护体系，共分成12个区域。一般段基坑主要参数见表1。

（1）一级放坡支护：坡率 1∶1（1∶1.5）。分层开挖后在坡面喷射4 cm厚C20混凝土，再用人工或机械打入钢筋16@1.5 m×1.5 m（L=1.5 m），并在坡面上铺设6.5@20×20的钢筋网，加强筋采用16钢筋方形布设，焊牢于插筋端部，再喷射C20混凝土厚6 cm。在坡面上设置10 cm@2m×2 m UPVC泄水管，见图4、图5。

表1 分区基坑主要参数一览表

图4 适用于A1-A3区一般路段（单位：cm）

图5 适用于B1-B2、F、H、I区一般路段（单位：cm）

（2）一级放坡支护+搅拌桩止水支护：除按1∶1.75放坡支护开挖处理外，C、E区位于透水性较好的素填土层和砂层中，坡顶打入一排50 cm水泥搅拌桩止水，水泥搅拌桩搭接20 cm，底部进入不透水层不小于1.5 m。基坑顶和基坑底设置30 cm×30 cm砖砌排水沟，基坑底排水沟间隔30 m设置一座临时集水坑，见图6。

图6 适用于C、E区一般路段（单位：cm）

2.3 其他附属设计

2.3.1 消防系统的设计

地下综合管廊内除了各种市政管线外，还容纳了大量的电力电缆和通信电缆，虽然这些电缆多为阻燃电缆，但为了防止和扑灭地下综合管廊内发生的火灾，仍需在管廊内设置必要的消防设施，按一定间距设置自动灭火装置。根据方案比选，采用无管网形式，设置单独或若干无外源自成体系的超细干粉灭火系统。

2.3.2 通风系统的设计

通风系统设计的主要要求：（1）电力舱或其它管线舱室拟采用机械排风、自然进风通风方式，使在综合管廊内纵向流动，形成纵向通风。（2）通风系统（进、排风系统）拟按防火分区（长度不大于200 m）设置，每个防火分区两端分别设置进排风机，相邻防火分区进、排风机结合设置。（3）管廊平时通风、事故通风及火灾后通风系统合用。排风机采用双速风机，平时低速运行，事故及灾后通风时高速运行。（4）各电房设置平时通风系统，以排除室外余热、余湿；设置气体灭火的房间同时设置事后通风系统，事后通风系统与平时通风系统合用。

图7 适用于D、G区一般路段（单位：cm）

2.3.3 排水设计

为便于排除维修放空或渗漏的积水，在地下综合管廊内设有排水沟，布置在管廊的一侧，排水沟断面尺寸采用350 m×100 m、200 mm×100 mm，地下综合管廊横向拟设坡度1%。为保证地下综合管廊防火分区的隔断效果，每个防火分区的排水应自成系统，即在每个防火分区内的地下综合管廊最低点处设置集水井内，内设潜水排水泵将积水排入附近的雨水井内。排水泵规模应兼顾管廊本体渗漏、管廊内部管道检修放空、事故爆管等情况下的排水需求。

2.3.4 电气系统设计

本项目综合管廊电气设计，包括：

（1）110/0.4 kV变、配电系统:安全防范系统、监控系统、应急照明、消防设备为二级负荷；普通照明、动力插座箱、潜污泵及平时用风机为三级负荷。

（2）配电系统：本工程10 kV配电系统采用单母线不分段运行方式；低压配电系统采用单母线分段运行方式，平时两台变压器分列运行，故障时手动合闸联络开关，单母线运行；低压动力配电系统采用的供电电压为220/380 V，配电接地型式采用TN-S系统，动力配电采用树干式和放射式相结合的配电方式，双电源线路需分开敷设。

（3）电气照明：管廊一般照明的平均照度不小于15 LX，备用照明照度不小于5 LX，疏散指示照明1 LX，在出入口及设备操作处的局部照度提高到100 LX。

（4）接地与安全：综合管廊内电气工作接地，保护接地，监控与报警系统弱电接地共用接地装置。利用管廊基础内的钢筋作为共用接地装置，接地电阻应不大于1 Ω。每类接地设专用接地干线。

（5）火灾自动报警系统：设置火灾自动报警与消防联动控制系统、线性光纤感温火灾检测系统、气火灾监控系统、防电话系统、防火门监控系统、消防设备电源监控系统等。

（6）弱电系统：建设综合管廊信息化监管平台，完成对相应前端各类采集信息（监测/报警）的接入、信息组织管理、数据存储及分析应用，实现故障、报警、安全等事件/事故信息的处理，并进行反馈控制。

2.3.5 标识系统

综合管廊标识主要有：（1）主出入口设置综合管廊介绍牌，并应标明综合管廊建设时间、规模、容纳管线；（2）设备旁边应设置设备铭牌，并应标明设备的名称、基本数据、使用方式及紧急联系电话；（3）管廊内设置“禁止烟火”、“注意碰头”等警示警告标识；（4）内部应设置里程标识，交叉口处设置方向标识；（5）人员出入口、逃生口、管线分支口、灭火器材设置处，应设置带编号的标识；（6）管廊内部的各专业管线设置铭牌及标识，并标明管线属性、规格、产权单位名称、紧急连续电话等标示。

2.3.6 支架系统

综合管廊内的支吊架的材质一般可选用金属和复合材料，并宜优先选用耐腐蚀的复合材料，如不饱和聚脂树脂、环氧树脂或玻璃钢。管道直径DN大于400的，一般采用混凝土支墩。

3 综合管廊造价分析

3.1 工程费用组成

该项目属于全部明挖施工，其工程费用包含建筑工程费、安装工程费、设备及工器具购置费三部分。所含分项专业内容有：基坑支护、基坑土石方、基底处理、管廊建筑与结构（含标准段、检修房、通风口、投料口、逃生口、出线口等）、管廊附属工程（消防、排水、通风、电气、标识、支吊架等）、综合管廊控制中心。

3.2 工程费用及指标

（1）建筑与结构费用及指标（见表2）

表2 建筑与结构费用及指标表

（2）基坑支护与土石方费用及指标（见表3）

表3 基坑支护、土石方费用及指标表

（3）附属工程费用及指标（见表4）

（4）工程费用及指标（见表5）

3.3 费用分析说明

（1）表2～表5的单位说明：长度（m）、平均深度（m）、混凝土用量（m3）、费用（万元）、长度指标（元/m）、投影面积指标（元/m2）、外结构体积指标（元 /m3）、混凝土用量指标（元 /m3）。

（2）造价是设计方案的数据语言，反映和体现设计方案，设计方案的经济合理性直接决定造价指标的合理性。根据上述各表的数据可以得出，综合管廊长度指标影响的主要因素为：a.根据入廊管线需求而确定的结构断面的大小、尺寸；b.根据地质条件及现场施工条件而确定的基坑开挖、支护、回填等的方案；c.为满足运营期间的保养及维护，本体附属工程想达到使用要求及标准；d.人工、钢筋、混凝土及其他主材、设备等的价格水平。

表4 附属工程费用及指标表

表5 工程费用及指标表

4 结语

在现行综合管廊的建设过程中，会出现个别主管领导未根据建设需求及设计方案盲目的、人为地费用预估断定，并在未进行合理预估费用的同时做出主观的决策，造成项目在进行过程中因资金考虑不足导致阶段性的中断、被动缩小原定规模、严重的甚至造成项目乱尾。总之，综合管廊的建设对城市的发展起着重要作用，但因其建设成本高、规模大、涉及面广，建成以后也难于再扩容，故在建设过程中要科学、客观的逐步有计划的推进建设。