城市综合管廊是现代化城市建设的重要趋势,和普通的管线埋设方法相比,综合管廊在各种地下管线的维护管理、抵抗自然灾害以及提高地下空间利用率等方面有着巨大的优势。为了避免城市综合管廊的投资浪费和无序设计,应按照规范的设计要求,坚持分期实施、统一规划、远近兼顾、因地制宜的原则,做好转项规划设计,推动城市综合管廊的快速发展。
一、城市综合管廊的特点
城市综合管廊,也称为共同沟,是指在同一空间中包含多种城市管线,实现城市基础设施的综合化、集约化和现代化。城市综合管廊可容纳防火设备、通信设备、电力设备、照明设备、给排水管道、吊装口、检修口以及燃气、通讯、电力、市政等各种管线[1],从而进行统一的管理、建设、设计和规划。在实际应用中,城市综合管廊具有以下几个特点:
1、实现统一管理
城市综合管廊中包含多种地下管道,通过统一的管理和监管,避免相关行业和部门垄断,提高城市综合管廊的管理水平和效率。
2、提高地下空间利用率
现代化城市的土地资源越来越紧张,城市道路发挥着空间和交通的重要功能,并且越来越多的市民重视城市的空间功能。为了提高现代化城市的美观度,传统的电话线、电力线等架空管线都逐渐转移到地下,这也使得地下管线数量越来越多,规划设计更加复杂,而通过设计城市综合管廊,能够有序、合理的布置各种地下管线,从而有效提高地下空间利用率。
3、具有明显的经济效益
虽然城市综合管廊的初期建设投资较高,但是其后期的运行管理、维护检修费用相对较少,具有明显的经济效益。首先,在对城市综合管廊中的管线进行扩容、更新、补充时,不需要反复开挖路面,有助于保障城市道路质量和使用性能,使城市交通通畅运行,减少对城市道路周围绿化植物的破坏,节省大量的修缮、维护和养护费用。其次,道路结构层、地下水和土壤中酸碱物质很容易腐蚀地下管道,影响其使用寿命,但是通过在综合管廊中合理布置各种地下管线,可有效延长管道使用寿命,减少管材维护保养和更新费用。最后,传统的地下管线在独立埋设时,维护检修过程中难以准确把握高程和正确位置,需要反复开挖路面,影响城市交通运行,而城市综合管廊设计为各种地下管线的保养、维修和监管提供了极大便利,有效减少了一些管道损坏的经济损失。
二、城市综合管廊的设计内容
1、城市综合管廊网络系统设计
根据城市地下管线、用地等设计条件,应结合城市道路设置、横断面布置、平面布设、地下管线设置等条件,合理设计城市综合管廊网络系统,优化综合管廊网络布局,确保城市综合管廊的联通度,实现最大化的城市综合管廊使用功能,并且保留城市综合管廊网络的扩展性,为日后的规划设计提供有力条件。
2、管线布置
结合城市各种地下管线的规划设计,仔细分析不同市政管线的系统节点、服务范围、标高、管径、走向、位置等要素,根据城市综合管廊的横断面布置、平面结构设计、网络规划要求等情况,全面考虑城市综合管廊的稳定性和安全性以及各种管线的兼容性,合理布置地下管线。第一,城市综合管廊应满足现代化城市发展要求,并且最大限大的节约土地资源,综合管廊中的地下管线布置应符合规划设计要求;第二,对于地势平坦的城市道路区域,尽量避免在综合管廊中设计重力流管道[2];第三,给水管道、电力线路和通信线路可设置在同一空间,但是燃气管道和热力管道不可以同沟室设置;第四,在城市综合管廊的两边分别布置高压电缆和通信电缆;第五,热力管道不能和电缆线路布置在一起,封闭式电缆通道中不能有任何的易燃液体和气体。
3、横断面和平面设计
结合城市综合管廊的沿线用地情况和道路条件,根据横断面布置、容纳管线等设计条件,对城市综合管廊设计最佳的布置形式和平面走向。当前,常见的城市综合管廊平面布置主要有道路单侧布置、两侧布置和中央布置三种形式。在设计综合管廊横断面时,应按照综合管廊的相容性、管理和维修、运行设置以及管线类型等要求,充分考虑到综合管廊的合理性和经济性,合理布置仓室管线,确定最佳的仓室布局、仓室尺寸、仓室数量和埋置深度。同时,按照城市综合管廊中各种管线的情况,又可分电缆沟、直线综合管廊、干线综合管廊三种[3],结合不同城市的规划设计要求,可选择最合适的断面形式,例如,马蹄形断面适合施工现场地质条件比较复杂,需采用暗挖法施工的综合管廊;圆形断面适合盾构、顶管等非开挖施工工程;矩形断面适合明开挖施工工程。另外,支线综合管廊设置时应注意其内部净高应高于1.9m,干线综合管廊应高于2.1m,城市综合管廊和地下构筑物重叠交叉部的高度应大于1.5m。如果城市综合管廊周围设置有其他管道或者支架,人行通道宽度应不小于1.0m。
4、附属工程设计
(1)消防系统
城市综合管廊的防火墙和承重结构应采用阻燃材料,管廊内部嵌缝材料和填充材料都要采用不燃材料,耐火极限应超过3.0h。同时,城市综合管廊应设置阻火包、甲级防火门、防火墙等防火分区,各个防火分区之间应保留20m的间距。另外,为了确保城市综合管廊的安全性,应合理设计火灾报警系统,配置完善的水喷雾、高倍泡沫、气体等灭火设备,为了减少对环境的污染,尽量避免采用卤代烷灭火方式。
(2)照明和供电系统
城市综合管廊中的应急照明设备、监控设备和消防设备应按照二级负荷要求进行供电,其它用电设备可以根据三级负荷要求供电,其中低压配电系统应尽量采用TN-S三相四线系统,交流220/380V,确保三相负荷保持平衡,城市综合管廊中对消防设置敷设耐火电缆,为了保障综合管廊其他设备的安全性,最好使用阻燃电缆。同时,城市综合管廊各个防火分区和管廊出入口都应设置标志灯,提示安全通道和出口位置,在距离地坪高度约1.0m的位置设置指示标志,间距应小于15m。另外,为了便于城市综合管廊的维护检修,应在管廊合适位置安装检修插座,插座容量尽量超过15kW,间距不超过60m。
结束语
我国的城市综合管廊起步较晚,在很多方面还不成熟,但是通过分析城市综合管廊的长期收益可发现,这种现代化的城市基础设施和传统的管道设置相比,表现出多方面优势,因此应从城市综合管廊设计为出发点,积极汲取国外发达国家的先进经验,结合我国不同城市的实际规划设计情况,合理开发综合管廊,逐渐改善城市功能和生活环境。