关键词：综合管廊；防水；管廊分支；吊装口；逃生口；防火分区；通风
Design of Utility Tunnel of BeiChenDong Road in Tianjin
Zhang Ying1
(1.Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute, Tianjin 300051)
Abstract: Taking the engineering of utility tunnel of BeiChenDong Road in Tianjin as a case study, this article introduces the design methods of utility tunnel.
Detailedly demonstrates the design of the general design,structure, power supply and distribution, automatic control,fire fighting,ventilation, drainage, etc.
Keywords: utility tunnel; waterproof; junction for pipe or cable; hoisting port; escape port; fire compartment;ventilation
1 工程概况
北辰东道是天津市北部地区新建的第一条东西走向的城市主干道，道路红线宽度50米，两侧各20米宽绿化带，红绿结合同步实施。依据《天津市地下综合管廊专项规划》（2015~2030年），北辰东道下拟建一条干支混合的综合管廊,综合管廊与道路工程同步实施，综合管廊西起京津塘高速公路东侧，东至现状津围公路，主线全长约4.7km，并同步建设综合管廊分监控中心一座。本工程为天津市中心城区内第一条采用PPP模式投资建设的综合管廊项目。
图1 《天津市地下综合管廊专项规划》（2015~2030）
2 总体设计
2.1入廊管线及管廊标准断面
综合管廊容纳给水（DN800mm)，中水（DN600mm)、热力管（2×DN1000mm)、电力（15孔10KV，9孔35kV，12孔110KV)、通信（30孔）。设置为3舱断面：电力舱、综合舱、热力舱，标准段外尺寸为13.0m(宽）×4.3m（高）。综合管廊设置3个舱室，分别为电力舱、综合舱和热力舱，如图2所示：
图2 北辰东道综合管廊标准断面图
2.2综合管廊平面及路由
平面控制原则：综合管廊平面中心线宜与道路中心线平行；综合管廊最小转弯半径，应满足综合管廊内各种管线的转弯半径要求；因北辰东道综合管廊与规划远期地铁线路M7、M15共线，规划地铁线路稳定，但规划的三个地铁站位置随区域发展可调。地铁站人员出入口通道与风亭高程冲突，为保证远期地铁实施时可以双侧出站，综合管廊与地铁车站须在平面上错开布置，将两侧绿化带做偏，综合考虑管廊与地铁出入口及地块的关系，管廊位于道路下的位置如图3所示，远期实施有管廊一侧的地铁出入口时对管廊结构进行保护。
图3 综合管廊与规划地铁线位关系图
2.3综合管廊的纵断面设计
综合考虑当地冻土深度、结构抗浮、上部绿化、管廊节点、管廊在道路下的位置以及其他管线标高关系，确定北辰东道综合管廊标准段覆土约3~4米。考虑管廊排水需求与人员通行效果，确定管廊纵断坡度不小于2‰，不大于10%。遇到涵洞、河道、道路交叉口重力管线等障碍时，管廊下沉或上抬避让处理。
2.4综合管廊附属构筑物设计
北辰东道综合管廊主线全长约4.7公里，沿线设置通风吊装口、逃生口、人员出入口、管廊出线等附属节点。
为减少地面建筑，最大限度的减少对地面景观的影响，将通风口、配电所、逃生口、吊装口结合设置，通称通风吊装口，间距不大于400米，共计13处；两个通风吊装口之间设置一处逃生口，间距不大于400米，共计12处；此种设置保证逃生区间不大于200米，通风区间不大于400米，如图4所示。管廊主体通过地下连接通道与管廊监控中心地下一层联通；管廊沿线共设置两处通过楼梯出入地面的人员出入口；依据区域管线规划，在相交道路路口处管廊内管线出舱预埋至道路两侧绿线外1米。
图4 综合管廊附属构筑物布置示意图
2.5综合管廊分支设计
通过梳理相交路口的道路等级、管线需求及管廊专项规划，综合管廊分支口过路采用交叉管廊及管线直埋两种形式过路。
（1）交叉管廊形式：金风路、东风路两条交叉道路为城市主干道，规划管线密集，依据管廊规划，此两条交叉道路采用立体交叉管廊进行过路预留，形式如下图5所示。
图5管廊交叉节点处理示意图
（2）直埋管线过路：在其余支路及管线不密集的主干路及次干路下，管廊出舱管线通过直埋方式过路，经与各专业管线单位沟通，过路方式如下：给水、中水采用直埋Q235B焊接钢管；电力、通信通过排管；热力采用直埋预制保温管的方式预埋过路，并在道路两侧绿线外1米各设置一座接收井。
2.6综合管廊重要节点
（1）管廊与现状淀南引河的交叉
北辰东道综合管廊穿越现状淀南引河，管廊从现状淀南引河河底穿越。管廊结构顶面与河底净距大于1.5米，防水完成面之上浇筑300mm厚钢筋混凝土保护层。
（2）管廊与规划地铁交叉
北辰东道综合管廊与规划地铁区间段存在3处平面交叉，综合管廊标准段埋深8.2~8.7米，经与地铁部门确认，地铁区间段盾构从管廊下方穿越，控制地铁与综合管廊垂直净距大于3米，可保证地铁及管廊的安全施工。
3 综合管廊结构设计
综合管廊采用现浇钢筋混凝土结构，筏板基础。结构设计使用年限为100年。结构安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。抗震设防分类标准为乙类，重点设防类。结构构件的裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度限值0.2mm，且不得贯通。抗浮稳定性安全系数不低于1.05。管廊的防水等级为二级，管廊应确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，附加防水层为辅，加强施工缝、变形缝等接缝防水。混凝土结构的环境类别：二b类。抗震设防烈度8度，设计地震基本加速度0.20g，管廊结构按9度采取抗震措施。变形缝设置：管廊较长受温度影响较大分段设伸缩缝，伸缩缝间距不大于30米，伸缩缝设置综合考虑通风节点、吊装口、交叉口、进出管线、出入口等，与沉降缝和二为一。
4 综合管廊供配电设计
4.1负荷等级划分：
综合管廊内的火灾自动报警系统、风机防火阀、管廊内应急照明和疏散照明等负荷为消防负荷，其他设备用电负荷为非消防负荷；本工程消防负荷为二级负荷，综合管廊内的监控与报警系统（安防系统、环控系统、通信系统）、通风风机、逃生电力井盖、压力管道紧急事故切断阀等设备为非消防的二级负荷, 一般照明、排水泵以及检修插座箱等供电设备为三级负荷。
4.2 10kV配电系统：
本工程范围内共设置1处10kV配电站，负责本工程范围内的管廊10kV配电。10kV配电站就近由城市电网引来两路10kV电源，10kV系统采用母线分段不设母联的接线方式，两路电源同时工作。
4.3 0.4kV配电系统：
管廊内共设置3座地面箱变，每座箱变设两台200kVA变压器同时运行，变压器负载率约72%；地面箱变供电半径原则上不超过1km。
4.4综合管廊配电示意图：
根据电力舱防火区间的划分，本工程共划分为25个配电单元，供电半径与管廊防火分区一致，每个配电单元包含3个舱室（电力舱+综合舱+热力舱）内的配电。
4.5综合管廊监控报警
综合管廊的监控报警本着“面向运维，打造智慧管廊”的原则，具体内容如下图6所示。
图6 管廊监控报警系统
4.6综合管廊消防设计
本工程综合管廊电力舱以≤200米、综合舱及热力舱以≤400米划分防火分区。电力舱设置超细干粉自动灭火系统以及手提式磷酸铵盐灭火器。综合舱、热力舱沿线布置手提式磷酸铵盐灭火器。
4.7综合管廊通风设计
电力舱、综合舱和热力舱均采用机械进风、机械排风的纵向通风方式，通风分区长度不大于400米。管廊设置事故通风系统，每个通风分区选择两台屋顶风机，平时开启一台通风，事故开启两台快速排气。电力舱通风分区内的防火分隔处设置常开排烟防火阀，保证火灾后管廊内部烟气顺利排出。
4.8综合管廊排水设计
综合管廊沿线设置排水沟，横断面地坪以1％的坡度坡向排水沟，排水沟纵向坡度与综合管廊纵向坡度一致，但不小于 2‰。在综合管廊吊装口、通风口、端部井、引出口以及局部低洼点（倒虹、管道交叉）等适当部位设集水坑。
5 结语
自2013年国务院《关于加强城市基础设施建设的意见》（国发[2013]36号）颁布以来，国家层面密集出台综合管廊投资、建设、运营、收费阶段标准规范，住建部组织第一批、第二批综合管廊试点，稳步推进管廊工程建设，至今已取得较好成效。
本工程采用PPP的投融资模式，吸引社会资本参与综合管廊建设、运营，建议相关部门落实管廊有偿使用，出台管线入廊费和日常维护费收费标准，断健全地下空间相关的法律法规，完善各项技术规范规程，使综合管廊发挥其最大的社会经济效益。
参考文献：
[1]《城市综合管廊工程技术规程》 GB 50838-2012.
作者简介：张莹，女，1982年9月，天津人，硕士，2007毕业于天津大学环境工程专业，现就职于天津市市政工程设计研究院第五设计研究院，工艺专业高级工程师。
论文作者:张莹
论文发表刊物:《城镇建设》2019年20期
论文发表时间:2019/12/9
标签：管线论文; 北辰论文; 地铁论文; 道路论文; 电力论文; 热力论文; 工程论文; 《城镇建设》2019年20期论文;