长沙高铁新城综合管廊工程总体设计浅析

彭涛

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

长沙市是2015年首批国家地下综合管廊试点城市，计划分为三批进行建设，分别是：第一批高铁新城片区综合管廊，长度为40.87 km；第二批湘江新区梅溪湖片区综合管廊，长度为15.15 km；第三批湘府西路综合管廊工程，长度为4.39 km。本文对笔者参与的长沙高铁新城片区综合管廊工程设计进行简述，从片区建设的实际情况出发，分析了综合管廊总体方案，重点对综合管廊和沿线相关工程的关系以及实际工程中采用的解决方案进行阐述。最后对该工程的设计经验进行总结，并提出思考建议，希望对未来城市地下综合管廊的建设提供一些启发和帮助。

1 工程概况

长沙高铁新城综合管廊分两期实施，第一期实施工程包括浏阳河以东的劳动东路延长线、高塘坪路、金桂路、中轴大道、香樟东路，以及浏阳河以西京港澳高速东西辅道综合管廊工程（见图1）。

图1 高铁新城综合管廊系统布置图

2015年，拟开发建设区域在浏阳河以西由于长沙南站的带动作用，骨架路网已基本形成，同时完成了部分居住用地、商业开发的建设。浏阳河以东尚未形成建设规模，已建设完成的主要是轨道交通黄兴车辆段（位于劳动东路沿线南侧）和地铁2号线，正在建设的有会展中心等公共建筑物，以及长沙南站至长沙黄花机场的磁浮轨道（位于劳动东路延长线）、地铁4号线等市政工程。

拟建设区域地势平坦，属于河流冲积阶地，土层分布均匀，地质条件较好。

2 总体设计

2.1 断面设计

根据高铁新城片区管线综合规划及试点城市建设需求，管廊内拟纳入管线的规模和种类见表1。

根据规范规定和当地实际情况的需求，该工程断面设计主要遵循以下原则：

（1）天然气管线单独设置舱室。

（2）雨水管线以箱涵的形式与管廊共建。

表1 拟纳入综合管廊内的管线种类和数量

（3）110 kV和220 kV以上（含）等级电力电缆单独设置舱室。

（4）仅在示范路段（劳动东路延长线）考虑设置检修车。

根据以上原则对高铁新城片区的综合管廊标准断面进行布置，其中典型路段综合管廊断面布置如图2、图3所示。

图2 劳动东路延长线综合管廊标准断面图（单位：mm）

图3 香樟东路综合管廊标准断面图（单位：mm）

2.2 平面、竖向设计

综合管廊的平面设计主要依据如下原则：

（1）优先布置在道路红线范围内。若道路红线范围外绿地权属明晰，也可布置在绿地内。

（2）优先布置在道路中央绿化隔离带下方，其次是机非隔离绿化带下方。若无条件时，则布置在人行道下方。

该工程中高塘坪路、金桂路综合管廊位于中央绿化带下方；劳动东路延长线、香樟东路、中轴大道和京港澳高速西辅道由于磁浮轨道、地下车行通道等限制，管廊布置在机非隔离绿化带和人行道下方；京港澳高速东辅道综合管廊布置在道路红线外绿地内。典型位置关系图如图4、图5所示。

图4 劳动东路延长线综合管廊、道路位置关系图（单位：mm）

图5 高塘坪路综合管廊、道路位置关系图（单位：mm）

综合管廊竖向设计主要考虑两种情况：

（1）有雨水箱涵等重力流管线共建的情况。综合管廊竖向坡度应满足排水需求。

（2）无重力流管线情况。综合管廊竖向埋深一般为2.5～3 m，主要满足绿化种植、抗浮等要求，竖向坡度满足覆土及自身排水需求即可。

2.3 节点设计

2.3.1 交叉口

交叉口设置在两条管廊相交处，一般为上下层交叉结构，便于管廊内管线和检修人员的互通。由于交叉口处一般为雨污水等重力流管线的交汇处，综合管廊还应做好相应避让措施。

2.3.2 人员出入口

人员出入口是为了便于检修人员或其他特殊情况人员进出综合管廊而设置的出地面节点。该工程为了减少出地面节点对道路景观的影响，在劳动东路延长线结合人行过街地道共设置了三处暗埋式人员出入口。在此处管廊需倒虹由人行地道下方穿越，为保证雨水箱涵坡度，设计将雨水箱涵与管廊分离（见图6）。

图6 劳动东路延长线综合管廊人员出入口平、剖面图（单位：mm）

2.3.3 通风口

通风口主要功能是保障通风设施的安装及运行，一般还兼顾人员逃生及配电设备间的功能。该工程综合舱和天然气舱分别设置专用通风口，通过出地面格栅与外界空气进行交换。出地面格栅应尽量布置在绿化隔离带内（见图7）。

图7 综合管廊通风口平、剖面图

2.4 与相关工程关系及处理

综合管廊是线性的地下构筑物，常与道路上其他市政设施发生平面和竖向冲突，因此设计阶段协调处理好综合管廊与规划的、在建的其他设施的平面、竖向关系，将有利于工程实施。

2.4.1 与磁浮轨道的关系

长沙南站至机场的磁浮轨道在高铁新城片区内采用高架形式沿劳动东路延长线敷设，其轨道桥墩已实施完成，并在综合管廊开工建设阶段实现了通车运行。磁浮轨道标准桥墩为独立桥墩结构，采用四桩承台，桩基类型为直径1～1.5 m的人工挖孔桩，桩端持力层为中风化泥质粉砂岩（见图 8）。

图8 磁浮轨道现状图

根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202—2013），规定城市轨道交通结构外部作业净距控制应符合相关要求（见表2）。

表2 城市轨道交通结构外部作业控制净距要求 m

为避让磁浮轨道桥墩，尽量减少综合管廊施工对其产生影响，将综合管廊主线布置在道路南侧辅道和人行道下方，外轮廓线距桥墩承台边基本大于15 m，基坑采用放坡开挖形式（见图9）。

图9 放坡开挖基坑剖面图（单位：mm）

根据规划，片区金桂路、高塘坪路、东四线管廊均与劳动东路延长线管廊相交，并向北延伸。三段管廊均由磁浮桥墩下穿过。为减小实施过程中对桥墩产生的影响，管廊平面设计时调整了线形，使管廊外轮廓与桥墩距离大于10 m，同时基坑开挖时采用人工挖孔桩护壁，控制距离满足规范要求（见图 10）。

图10 交叉口处管廊横穿轨道桥墩平面图

2.4.2 与地铁的关系

片区内规划有多条地铁线路，其中与此次工程相关的主要有地铁2号线、4号线一期等，其中2号线主体已完成，管廊建设期间实现了通车运行；4号线一期计划近期建设，管廊建设期间已开工。相关安全控制距离见表2。

2号线在片区段沿中轴大道敷设，位于道路北侧绿地内，在中轴大道和金桂路交叉口西北角出光达站后，横穿金桂路，向北进入黄兴车辆段。在该段范围内，2号线轨顶标高约为28.5 m，采用明挖形式建造，结构板顶标高约34.5 m，金桂路设计路面标高约36.5 m，结构板顶覆土约2 m。由于2号线已先期建设完成并进入运行阶段，金桂路综合管廊在横跨2号线处采用排管方案穿越（见图11）。

图11 金桂路管廊排管过地铁方案（单位：mm）

4号线由浏阳河西侧沿劳动东路进入片区，向东南方向经长沙南站沿中轴大道敷设至杜家坪路后转向南延伸，近期在片区内设6座车站，其中京珠东站和桂花大道站分别与京港澳高速东辅道和香樟东路综合管廊垂直交叉。

拟建设地铁站体覆土一般3 m左右，高度15 m左右。综合管廊难以直接从地铁站上方或下方穿越。经与轨道部门协商，地铁站体采用预留下凹槽的方式，下凹槽宽度略大于管廊外包宽度，管廊由站体上方穿过，既可以满足地面道路铺装要求，对地铁站功能影响也较小（见图12）。

图12 香樟东路管廊过地铁站方案平、剖面图

2.4.3 与现状管线关系

根据现场收集资料，京港澳高速东辅道有一根现状DN600次高压天然气管线，其大部位于东辅道外侧绿地内，局部位于东辅道红线内，与综合管廊线位有多处交叉。该管线在管廊建设期范围内需保证天然气连续供应，待东辅道综合管廊建成后，再迁改至综合管廊内，因此在综合管廊建设过程中需对该管线临时保护。

2.4.4 与变电站及电力隧道关系

电力缆线是综合管廊内重要的市政管线。其管线自身的系统性较强，需在各等级变电站间互联互通，系统内的110/220 kV及以上电压等级的电缆一般还要自建电力隧道敷设。综合管廊在建造过程中要处理好与各变电站、电力隧道之间的接口关系。

根据电力专项规划，片区内与综合管廊相关的电力设施共两处：金桂路沿线110 kV光达变电站一座，需与金桂路综合管廊连通；劳动东路延长线至京港澳高速段电力隧道，其西端与京港澳高速综合管廊连通，东端接入劳动东路延长线综合管廊。

在光达变电站处，金桂路综合管廊设置电力专用引出通道引出至道路红线边，与变电站内电力通道连通。

劳动东路延长线综合管廊电力舱向西延伸，在位置适宜处由南侧穿越磁浮轨道桥墩至道路北侧，并预留通道接电力隧道（见图13）。

图13 劳动东路延长线管廊接电力隧道平面图

京港澳高速东辅道综合管廊在与电力隧道相交处，由综合管廊电力舱接入电力隧道顶管工作井内，实现电力电缆的连通。

3 结语

长沙高铁新城片区综合管廊是第一批国家地下综合管廊试点工程，建设时间紧、任务重，需与片区内其他多项工程协调实施界面，并且在国内第一次系统地将天然气管线纳入到管廊内。因此在建设过程中遇到了较多困难，也积累了许多经验，在此一并梳理，希望可供未来综合管廊建设参考。

（1）新城区在规划阶段应统筹考虑轨道交通、道路交通、综合管廊及地下空间等工程，协调相互之间的平面、竖向关系及实施界面，有利于建设阶段工程顺利实施。

（2）综合管廊纳入的管线种类应实事求是。综合管廊是城市基础设施的转型提升，其规模大小应尊重城市的客观需求，不宜片面追求大而全，纳入的管线种类也应优先考虑重要的生命线。

（3）综合管廊在总体设计过程中应尽量整合各类功能节点，减少特殊节段数量，让综合管廊回归其作为市政管线输送、配给廊道的本质。

（4）综合管廊的总体设计，如标准断面、功能节点布置等，应创造条件实现标准化。标准化的设计不仅在建设期内有利于工程开展，也可为后期简便高效的运营管理创造条件。

（5）综合管廊实施过程中应同步开展入廊管线的各项建设工作，切实做到统一规划、统一建设，以免给将来管线入廊带来困难或造成公共资源浪费。