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综合管廊建设和运维下的管廊设计优化

作者:未知

  摘 要:本文总结了国内多座城市综合管廊建设、运行及维护经验,提出了综合管廊设计优化建议,为其他综合管廊项目设计提供借鉴。
  关键词:综合管廊;控制中心;消防系统
  中图分类号:TU990.3 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)04-0127-02
  Discussion on the Optimization of Pipe Gallery Design under
  the Construction and Operation of Comprehensive Pipe Gallery
  MIAO Longlong
  (Shanghai Municipal Engineering Design Research Institute Group 10th Municipal Design Institute Co., Ltd.,Lanzhou Gansu 730000)
  Abstract: The experience in the construction, operation and maintenance of comprehensive pipe corridors in many domestic cities was summarized, and some suggestions for the optimization of the design of integrated management corridors was put forward in this paper, in order to provide reference for other comprehensive gallery project design.
  Keywords: comprehensive pipe gallery;control center;fire protection system
  近年来,我国开始大规模建设综合管廊。随着管廊建成、运行及维护,许多管廊设计缺陷逐渐显露。因此,需优化管廊设计,确保管廊建设和运维的经济、合理及安全。
  1 管廊布局设计优化
  1.1 管廊总体布局
  管廊总体布局应充分考虑建设区域的开发强度、道路交通流量、各类市政管线规划布局、道路环境、品质需求、城市地下空间利用规划及设施、工程可实施条件以及经济性等因素,尤其是工程可实施条件和经济因素。
  1.1.1 工程可实施条件。分析管廊敷设道路及周边建设条件,避免在管线运行完好和无施工条件的道路下布置管廊,从而避免工程浪費或造成无法实施。管廊的建设适宜跟随道路下主管线更换、道路大修及新区道路建设。
  1.1.2 经济因素。管廊建设造价和运行费用高,应合理确定建设规模,避免对城市经济造成负担。
  1.2 控制中心布局
  控制中心应尽量布置于管廊分布中心区域,以减少管廊分控中心数量,减少管廊控制中心运维人员,降低管廊运行成本。
  2 入廊管线及管道材料设计优化
  2.1 入廊管线
  道路下敷设市政管线一般为电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、污水及雨水8类。其中,电力(220kV及以下)、通信、热力(热水)、给水及再生水管线入廊较常见,可作为首要选择入廊的管线;电力(220kV以上)、热力(蒸汽)及燃气管道入廊均需要单独舱室,经济性较差,需结合城市经济情况进行分析;污水和雨水管道为重力流,管线入廊需结合地形,其中地势高差较大的区域较为适宜,地势平坦区域则易造成管廊深度随雨水、污水管道埋设深度的增加而增加,从而需要增加中途提升泵站,增加了管廊投资成本[1]。
  2.2 管线材料
  电力和通信线缆选择阻燃电缆。给水和再生水管线、热力管线及燃气管线需选择刚度好的管材,且管材的焊接、法兰及卡箍接口的防腐性高,以避免管道运行中管线接头脱开或管线发生形变。热力管道要求具有较高的保温性能。管廊内实施大规模、多种类管道安装时,管道接口建议采用法兰或卡箍接口,焊接接口易造成管廊内施工环境恶劣。雨、污水入廊通常有两种做法,一种为管廊本体作为雨、污水排放通道,另一种是将管线入廊。相比之下,管廊本体作为雨、污水排放通道经济性更好。
  3 管廊断面设计优化
  断面布局受入廊大管径管线影响较大,应先布置大管径管线,再安排小管径管线,从而达到最节省管廊空间的断面布局。管廊断面应避免设计高度过高。对于地下水位较浅区域,高度较高的管廊实施降水困难,且管廊建成后上层管线和设备的安装、检修困难。因此,建议管廊设计净高不超过4.0m。对于不宜开挖区域,管廊断面设计推荐采用盾构设备。管廊断面应尽量采用同城地铁断面,以减少盾构设备调运费用,从而降低管廊建设成本。
  4 管廊道路下布设位置和埋深设计优化
  4.1 管廊道路下布设位置
  管廊宜与道路平行敷设,宜位于或靠近道路绿化分隔带、人行道等区域下,以便设置地面通风口、投料口、人员出入口及逃生口,减少逃生线路迂回和地面交通对巡检人员进出的影响。布置管廊时,应将电力、通信等检修频率较高的舱室靠近人行道布置。
  4.2 管廊道路下埋深
  管廊埋深需考虑当地冻土深、管廊上层植被、管线交叉以及管廊夹层设置。管廊顶层平均覆土建议设计为2.5~3.0m,可满足管廊顶层绿化带灌木种植需求和管线交叉需求。同时,管廊夹层需具有1.8m及以上的空间,便于巡检人员操作。个别节点顶层覆土可根据实际情况进行调整,但建议管廊顶层位于道路路面结构层下,以避免道路的不均匀沉降。
  5 节点设计优化   管廊节点主要有人员出入口、通风口、投料口、逃生口、接出口及交叉口。节点设计均采取加高、扩大处理,空间需满足各类管线转弯半径。虽然国内管廊建设和管廊节点设计已较为成熟,但根据后期运行和维护情况,建议管廊节点设计时要注意如下几点。
  ①满足设计间距需求下,尽量减少节点数量,便于后期的管廊运行管理和降低管廊造价。
  ②節点设计应减少直爬梯,多采用斜梯,便于巡检人员出入。尤其是人员出入较频繁的出入口、交叉口等节点,建议采用45°~60°斜梯。
  ③人员检修通道不宜跨越管道,避免检修材料运输困难。
  ④冒出地面的通风口、投料口、人员出入口及逃生口设施,尤其是通风口,应充分考虑地面雨水倒灌的风险。多数管廊设计采用的冒出地面设施高于地面30~50cm,建议地势低洼区域冒出地面设施高于地面50cm。
  ⑤管廊接出口末端与用户接线井的设计深度不超过3m,避免后期接线困难。
  ⑥管廊内管线出线方式分为管道直埋、套管出线及支廊出线,建议采用套管出线方式,既避免了管线后期检修挖破道路,又降低了管廊建设造价。
  6 附属设施设计优化
  6.1 消防系统
  管廊内消防系统多采用喷淋和超细干粉形式。根据上海世博园、上海亭安、珠海横琴、青岛高新区及西安等地建成的管廊运行情况,两种消防形式均运行良好,满足管廊消防需求。
  实际运行中发现,管廊消防过度设计,造成投资浪费。除电力、电缆舱室外,其余管廊火灾风险较低,按规范间距布置手动灭火器即可,无需设置自动灭火系统。
  综合管廊各防火分区需设置通风系统,分为自然进风和强制排风。设计时,需保证相邻的防火分区的两个风口功能相同,以避免防火分区的排风被相邻防火分区吸入而导致通风短路。
  6.3 供电系统
  供电系统主要设备需设置在地面绿化带等区域,以避免电气主要设备受潮损坏。例如,西安管廊的运维成本约20%为能耗成本。设计电气设备时,应尽量选择节能设施,且设备开启需考虑多工况开启。照明灯具选择LED灯和高色温光源,且仅在检修时开启检修区域灯具;摄像机选用红外摄像机,以确保管廊长期光源关闭情况下摄像机能够正常使用;选用双速排烟风机,可在正常和事故工况下以不同速率开启。
  6.4 监控与报警系统
  国内管廊运维提倡智慧运维,主要体现在监控与报警系统。该系统在管廊中存在过度建设现象。监控与报警系统的建设设计标准需满足规范及使用要求,切勿过度建设,造成管廊建设浪费。后期控制系统简单、直观,报警声音鲜明,可方便运维人员进行操作。
  6.5 排水系统
  排水系统是指各防火分区设排水沟收集至集水坑,由集水坑内水泵抽排出管廊。浮球阀虽造价底,但易发生偏差,导致水泵频繁误启动而易烧损。因此,设计排水系统时,水泵开启控制建议采用超声波液位计。
  6.6 标识系统
  标识系统建议采用荧光标识牌,以便于在管廊内发生事故时引导巡检人员。
  7 结语
  综合管廊作为城市的重要市政基础设施,由管理单位运维。管廊设计应考虑成本控制、运维安全及巡检便易度等,以满足管廊后期运维使用,提高管廊的经济效益。
  参考文献:
  [1]张佩兰,戴超.白银市南环路地下综合管廊试点项目设计方案探讨[J].低碳世界,2018(2):143-144.
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