汉中市汉宁路综合管廊工程设计

刘步云

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司）

1 引言

综合管廊是21世纪我国新型城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一[1]，它避免了由于埋设或维修管线而导致路面重复开挖的问题，还为规划发展需要预留了宝贵的地下空间。科技部、住建部都已把综合管廊作为新城建设、旧城全面改造的一项市政管线综合布置的新科技做深入地研究和推广。

随着汉中市城市化进程的加快，城市地下管线建设发展非常迅猛，但随之而来的地下管线管理问题也越来越多。施工破坏地下管线造成的停水、停气、停电以及通信中断事故频发；“马路拉链”现象已经成为城市建设的痼疾；地下管线引发的问题已成为城市百姓心中难以消除的痛。

汉中市中心城区汉宁路管廊项目建设就是贯彻落实《国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》（国办[2015]61号），做好地下综合管廊建设项目，可以节约利用地下空间、防止道路反复开挖、增强地下管线的防灾能力[2]。

2 工程概况

汉中市汉宁路是位于中心城区的一条城市主干路，道路全长为8728m，规划道路红线宽度为50m，道路下规划有污水、雨水、给水、燃气、电力和通信（见表1）。

表1 汉宁路规划管线

3 总体设计

3.1 入廊管线确定

本次纳入综合管廊的管线有给水、电力和通信管线。雨水管线与污水管线管径较大，雨污水管线排水为重力流，对城市地形要求较高，由于道路不可能一直顺坡，进入综合管廊必然会增加综合管廊的埋深，且很难满足排放的坡度和坡向，需要中途设置较多加压泵站，增加重力管线接入的难度。根据规范要求[3]，燃气管需单独另设一舱。综合考虑工程造价和工程安全性，本工程不将燃气和雨污水管线纳入综合管廊。

3.2 综合管廊断面确定

综合管廊共分为电力舱和水信舱两个舱。电力管线单独成舱，给水和通信管线共用一个舱。电力管线、通信管线和管廊自用电缆敷设于管廊两侧墙壁上的电缆桥架上，给水管敷设于支墩上。电缆桥架之间，给水管道与电缆桥架之间，给水管道与墙壁之间留出足够空间，方便检修，检修通道净宽为1.0m。通过综合分析，确定水信舱净尺寸为B×H=2.2×2.6m，电力舱净尺寸为B×H=1.9×2.6m，考虑管廊 壁 厚，总 尺 寸 为B×H=4.95×3.25m（见图1）。

图1 综合管廊标准断面

3.3 综合管廊平面设计

本次设计综合管廊随道路敷设，位于道路中心北侧机非分隔带下，管廊中隔墙中心线距离道路中心线为13.175m。管廊全长为8728m，共设置49个防火分区。防火分区的距离不应超过200m，每个防火分区可以作为一个独立的通风区段，起点和终点各设置一个进风口和排风口。卸料口的设置距离小于400m，共设置26个卸料口。人员出入口的设置距离小于1000m，共设置6处人员出入口。同时，管廊内仍需要设置逃生口，保证人员的快速逃生。为了减少构筑物的种类，结合项目需要，将通风口、卸料口、人员逃生口合并成为集合三种功能为一体的构筑。A型风亭功能为逃生、卸料、进风，B型风亭的功能为逃生、排风（见图2）。

图2 综合管廊平面布置示意图

3.4 综合管廊竖向设计

综合管廊的埋深对工程造价影响很大。因此在满足管廊使用功能的情况下，尽量减少埋深。管廊的敷设深度要考虑管廊的敷设位置及覆土要求，雨水、污水支管的埋深、风亭的敷设深度要求。最终确定管廊外顶覆土为2.5m～3.0m，在与雨水管、污水管、排洪渠等交叉时管廊局部下沉。管廊设计坡度尽量与道路坡度保持一致，坡度超过10%时，需要设置台阶或者防护地坪，并做防滑措施。

3.5 综合管廊出舱设计

为了保证道路向两侧地块和向交叉道路预留市政管线的需求，给水、电力、通信管线均需要设置出舱口。出舱口有两种类型，A型为给水单独出舱，主要是用于设置消火栓。B型为集合了给水、电力、通信一块出舱的出舱口。除交叉路口外，每隔200m左右设置一处B型出舱口，给水、电力、通信管线出舱后预留至红线外2.0m，末端设置检查井。

3.6 支墩和支吊架设计

给水管道在管廊内敷设需要设置支墩，采用混凝土支墩，间距为6m，并通过管箍固定。电力和通信管线敷设在电缆桥架上，电缆桥架采用成品桥架，设置间距为1.0m。在管廊顶板隔10m设置一个吊环，用于管线的吊装运输。

4 综合管廊结构和基坑设计

4.1 结构设计标准

①管廊结构设计合理使用年限为100年，结构安全等级为一级。结构中各类构件的安全等级与整体结构的安全等级相同。

②地基基础设计等级为乙级。

③管廊环境类别：外侧为二b类，管廊内侧为二a类。防水等级为二级，当管廊位于绿化带下时，顶板加设耐根穿刺防水层。

④管廊主体结构耐火极限不低于3.0h。

⑤管廊抗震设防烈度为7度，地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g，设计特征周期值为0.40s；场地类别属Ⅱ类，属抗震一般地段，抗震等级二级。

⑥抗浮稳定性抗力系数不低于1.05。

⑦结构构件的裂缝控制等级为三级。裂缝最大宽度限制值不超过0.20mm，且不得贯通。

4.2 管廊防水设计

综合管廊防水等级为二级，结构主体混凝土采用自防水混凝土（内掺微膨胀高效抗裂防水剂），结构主体外侧采用3.0mm厚改性沥青聚乙烯胎防水卷材（自粘型）+PVC防塌陷板防水卷材保护层。

变形缝采用复合防水措施。变形缝处综合管廊外围底板、壁板、顶板均设置CB350×8的中置式橡胶止水带和聚硫密封膏止水，管廊与水土接触的外围周边加设外贴式止水带。

4.3 管廊基坑设计

本项目地质情况比较复杂，结合地勘资料和项目现场的时间情况，汉宁路管廊采用的基坑支护方式为放坡开挖+土钉墙支护或者钻孔灌注桩+高压旋喷桩+横向支撑的支护方式（见图3）。

图3 基坑施工现场

5 综合管廊附属设施设计

5.1 消防系统

综合管廊防火分区间距不应超过200m，每个防火分区通过200mm厚的防火墙配甲级防火门隔断，防火门应常闭。电力舱和水信舱设置手提磷酸铵盐干粉灭火器和火灾自动报警系统。手提磷酸铵盐干粉灭火器每隔20m配置2具（4kg，MFZ/ABC4）。电力舱设置超细干粉灭火系统，灭火装置沿着管廊顶部采用均衡布置的方式悬挂在中间位置。管道穿越防火墙需要设置穿墙套管，套管和管道之间填充防火材料。

5.2 排水系统

综合管廊内排水通过设置排水沟和集水坑实现，排水沟的尺寸为B×H=0.2×0.1m，排水沟坡度一般为3‰，最小纵坡为2‰。结构和管道渗水通过排水沟排入集水坑，集水坑设置在防火分区的低点，集水坑尺寸为B×L×H=1.5×1.5×2.0m，集水坑内设置两台潜水泵将排水提升至管廊外市政雨水井内。

5.3 通风系统

本综合管廊工程配套的通风系统考虑平时通风和灾后清空通风，采用机械进风、机械排风的通风方式。每个防火分隔一端设机械进风井，另一端设机械排风井，对管廊形成推拉式的纵向通风换气。

综合管廊内通风系统在平时正常运行工况下采用定时启停控制。当某一通风区间的空气温度和氧气浓度超过设定值，温度或含氧量探测器报警，同时启动该通风区段通风设备投入使用强制换气，直到温度下降和氧气浓度达到要求并维持30min以上自动关闭通风设备，通风系统返回平时运行工况。

当工作人员需进入管廊进行检修或巡查时，提前1h手动开启巡逻区段内风机，在检修人员入廊检修期间，风机一直保持开启状态，直到检修结束。

当任一舱防火分区内发生火灾时，该防火分隔及相邻两个防火分隔的送、排风机停止运行，并关闭送风机和排风机下防火阀，两端（常闭）防火门确保关闭，使着火区密闭缺氧，加速灭火减少损失。等确认火灾熄灭后，开启该防火分隔和相邻防火分隔的风机和电动防火阀，排出剩余烟气。有害气体已排除后返回平时运行工况。

5.4 供电系统

综合管廊内的消防设备、监控与报警设备、应急照明设备为二级负荷供电，其余为三级负荷供电。由沿线城市公网就近分别引入两回路10kV电源进行供电，供电变压器亦采用两台。两回路电源要求同时工作，当一路电源发生故障时，由另一路电源带全部负荷运行，两路电源负荷保证率均要求100%。

5.5 照明系统

综合管廊监控站与综合管廊廊内设置一般照明和应急照明。综合管廊内人行道上的一般照明平均照度不小于15lx；出入口和设备操作处的局部照度为100lx。监控室照明照度不小于300lx。管廊内疏散应急照明照度不低于5lx。

正常照明配电箱采用手动/自动控制相结合的方式。手动控制包括控制箱箱面按钮及设于该区间内各出入口的按钮盒控制，便于人员进出时开关灯；也可通过自动化系统PLC控制，以便于远方监视。不论何种控制方式，照明状态信号均反馈至自动化系统PLC系统，当火灾发生时，由火灾自动报警系统联动控制强制起动应急照明，并切断正常照明的供电。

5.6 自控系统

本工程综合管廊监控与报警系统包括环境与附属设备监控系统、仪表系统、视频监控及安防系统、离线式巡检系统、通信系统及火灾自动报警系统。

环境与设备监控系统设计为基于PLC的集散控制系统。PLC控制器以太网连接，环境与设备监控系统的中央监控设在监控中心控制室。PLC控制站监控范围为防火分区内各舱的设备及仪表。每个防火分区各仓分别设置温湿度、氧气、水位、液位、硫化氢检测，所有仪表信号接入PLC，实时监测管廊内环境参数。

视频监控系统通过系统前端监控点摄像机采集图像信息，系统主机处理后在相连的监视器上反映监控场景，在每段防火分区的每个仓内设置3台摄像机，分别实现两边的防火门入口及全仓的监测，监测任何进入防火分区内的人员情况。

管廊出入口及风口设置红外双鉴探测装置，相应感应信号输出到相应PLC控制器进行监控；当红外入侵报警时，监控中心立即在主监控屏弹出报警现场画面，启动声光报警并启动相应区域的照明，摄像机转至报警现场进行摄像并录制。

在管廊每个仓内的综合管廊人员出入口、逃生口、卸料口、进风口、排风口；配电间及附设设备安装处；管道闸门安装处；电力电缆接头处等设置电子巡视点。

综合管廊内设置电话系统，电话主机设置在监控中心，每个分区通风口设置电话主机，电话主机通过光纤接入监控中心主机。每个防火分区每隔50m设置一台电话副机，副机接入对应的电话主机。

火灾自动报警系统的功能是实现对综合管沟的全程监测，将火灾报警信息及时、准确地传输到监控中心，实现火情预警、火灾报警、火灾处理及疏散，使管沟内的人员及时撤离现场，保护人身安全。

5.7 标识系统

本次综合管廊标识系统共分8类，分别为管廊介绍与管理牌、入廊管线标识、设备标识、管廊功能区与关键节点标识、警示标识、方位指示标识、桩号标识、重要节点位置标识。

管廊介绍与管理牌主要标明片区综合管廊规划、管廊建设时间、规模、容纳管线基本情况等内容，明确管廊管理情况、单位、责任人、组织构架等内容。

入廊管线标识主要标注各类入廊管线属性，包括名称、规模、产权单位、紧急联系电话等内容，设备标识主要标注管廊内各类设备的名称、基本数据、使用方法、紧急联系电话等内容，管廊功能区与关键节点标识主要标注管廊中各类功能区及关键点编号与名称，警示标识主要起警示、提示各类安全隐患的作用，方位指示标识主要标注管廊运营里程、方向方位、参照点等内容。

管廊介绍与管理牌主要布设于主要出入口。入廊管线标识主要布设于各类入廊管线上。设备标识主要布设于各类设备周边。管廊功能区与关键节点标识主要布设于各类功能区及关键节点处醒目位置。警示标识主要布设于管廊内各危险隐患周边醒目位置。方位指示标识主要布设于管廊内各关键位置节点。其中运营里程桩号沿程布设，间距为25m。各类标识牌布设时均应保证其指示功能，并保证过往人员有良好的视线条件。

6 结语

汉宁路所在区域为城市中心区域，汉宁路管廊的建设可以提高中心城区区建设现代化程度和市政基础设施的标准，保证市政管线稳定、高效地运转，便于管理和检修，避免“马路拉链”对街道景观的破坏，营造良好的城市生态系统，增加城市管线的综合防灾抗灾能力和使用寿命。

同时，汉宁路管廊采用的是PPP模式实施，由中交第四公路工程局有限公司与汉中市城市建设投资有限公司联合成立汉中中交基础设施投资有限公司，对中心城区地下综合管廊投资、建设、运营、维护。以政府和社会资本合作方式参与城市基础设施和综合管廊建设的企业，可以探索通过发行企业债券、中期票据、项目收益债券等市场化方式融资[4]。本项目可作为中交集团实施PPP模式的案例。