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双层综合管廊工程设计案例

发表于:2018-05-26 来源:摘自《给水排水》
  
简介:兰州市南滨河路综合管廊建设在交通繁忙、地下管线密集、工作面非常有限的建成道路上,为了减少管廊施工期间对道路交通、地下管线和周边环境的影响,采用了双层管廊的设计方案,有效减少了地下管线迁改量,并缓解了交通疏解压力,是典型的双层管廊案例。基于该工程的建设实践,研究分析了双层管廊断面和主要节点的设计要点,总结了双层管廊的特点和适用性,为其他管廊工程的建设提供一种新的思路和实例参考。

      随着国家经济的发展,城市化水平的提高,人民对城市环境的要求也越来越高。综合管廊作为各类市政管线的载体,有着消除“马路拉链”、保障城市“生命线”安全运营、改善城市环境等诸多优势。
      传统的综合管廊以单层形式为主,具有断面空间紧凑、构造简单、经济实用等优点,但当遇到入廊管线种类多、规模大的情况时,管廊设计断面尺寸也往往较大,可能存在占用过多横向空间的问题,特别是建设在工作面有限的建成道路时,可能造成管廊施工期间大量的管线迁改、交通拥堵等不利影响,甚至造成管廊无法实施。目前,国内管廊主要结合新建道路同步建设,在建成道路建设管廊的比例相对较少,主要原因就是建成道路地下管线迁改和交通疏解问题的解决难度大、成本高。
      本文结合兰州市南滨河路双层管廊的建设实践,对双层管廊的适用性及设计要点进行了分析,为其他管廊工程的建设提供一种新的思路和实例参考。
一、工程概况
1.1道路及管廊概况
      南滨河路位于兰州市黄河南岸,由西往东贯穿整个兰州市主城区,是非常重要的一条主干道,不仅交通非常繁忙,同时也是东西向的给水、热力、燃气以及高压电力等主干管线的所在地。本文介绍的南滨河路综合管廊工程位于七里河区崔家大滩片,西与西固区接壤,东至马滩片区,全长约6 km。该段道路有2种断面形式,以小金沟为界,西段道路长约5.5 km,红线宽度45 m;东段道路长约500 m,红线宽度仅22 m,车行道宽度仅15 m,地下管线非常密集,交通流量大。
      管廊纳入了多条主干管线,包括2×DN1 200热力管、DN1 200供水管、DN600次高天然气管、4回110 kV电力电缆以及其他配给型管线,标准断面设计宽16.05 m,高4 m,截面面积64.2 m2(见图1)。

1.2存在问题级解决措施
      根据场地地质条件,管廊采用排桩的支护方案,施工时包括管廊基坑、防护围挡、施工机械通道等共需占用宽约26 m的横向空间。西段道路场地相对较开阔,管廊施工时仍可保留4个车道通行,基本满足交通疏解的要求,地下管线迁改量也不大。但东段道路如果仍采用管廊标准断面的设计形式,施工时基本占用了整段道路,车辆无法通行,管线迁改量也非常大,特别是该段道路还是南侧甘肃武警总队第一支队主要出入口所在地,不能封闭道路施工。
       因此,该工程提出了两方面的解决措施,一是采用双层管廊的设计方案,尽量缩减管廊施工时占用的横向空间,减少管线迁改,并满足交通疏解的要求;二是调整管廊敷设位置,借用道路北侧在建黄河楼的部分用地,进一步减少对道路交通和地下管线的影响。
二、双层管廊断面设计
2.1断面设计思路
      双层管廊不是简单地由单层管廊分舱叠加,断面的设计除了满足相关规范要求外,还应有利于管线、人员和设备使用,同时要合理控制投资。
      管廊断面布置应尽量紧凑,同比单层管廊不宜增加过多的无用空间。
      舱室布设位置符合管线特性要求。例如,天然气管危险性较高,舱室宜优先布置在上层,方便事故工况时人员逃生、营救;大口径热力干管存在很大的热应力,其固定支座宜布置在受力性能较好的下层管廊底板。
      管线布设位置有利于管道出舱。通常主干管线的出线频次少,宜布置在下层,配给型管线的出线频次多,宜布置在上层。电力电缆转弯半径较大,出舱时需要较多空间,也宜布置在上层。
      下层管廊的吊装、逃生、通风路径应尽量短直顺畅,节点构造尽量精简。
      断面形式应有利于管廊结构受力,上下层管廊的承重墙、柱宜布置在同一断面位置。
      应优先采用矩形断面形式,当采用异形断面时须综合考虑基坑支护、土方开挖和地基处理对整体造价的影响。
2.2断面方案比选分析
      上述各项因素中,当侧重点不同时,也会有不同形式的管廊断面方案。本文提出了2种双层管廊的断面形式进行对比分析。

推荐方案:管廊在满足使用要求的前提下,尽量缩减断面空间,节省投资。方案保持单层管廊的分舱形式,热力舱和电力舱布置在下层管廊,综合舱和天然气舱布置在上层管廊。管廊设计断面宽9.5 m,高7.3 m(见图2)。考虑廊顶设置吊装、逃生或通风夹层,设计覆土按不小于3.7 m控制。

备选方案:从有利于管线出舱方面出发,对管线重新分舱,将大口径的供热、供水干管布置在下层管廊,高压电力、天然气干管及配给型管线布置在上层管廊。管廊设计断面宽11.2 m,高7.5 m(见图3)。下层管廊的承重墙须改为墙柱,布置间距7 m,管廊中板厚度有所增加。上层管廊综合舱中间有较多的富余空间,可作为管廊吊装、逃生和通风节点的转换夹层,因此覆土相对较浅,设计按不小于2.8 m控制。

      上述2个方案在不同方面各有优缺点(见表1)。推荐方案相对来说是一个较常规的方案,吊装、出线、逃生、通风等节点的处理思路与单层管廊相似。备选方案利用了综合舱中间的富余空间作为节点转换夹层,思路较新颖,同时可一定程度减少管廊埋深。

      比选项目推荐方案备选方案交通疏解施工期间可保持3车道施工期间可保持2.5个车道管线迁改道路北侧的燃气管、通信线缆须临时迁改增加DN1 200供水干管的迁改管廊尺寸截面面积69.4 m2截面面积84 m2管廊覆土不小于3.7 m不小于2.8 m总投资较小较大管道安装下层干管可直接吊装,较方便下层干管吊装时须二次转运,较不便,另外下层墙柱内侧的两根干管安装时也较不便管道出舱下层电力电缆出舱较不便下层管道出舱较方便,且频次少考虑该工程场地工作面非常有限,需要尽量减少管廊宽度,同时也应尽量节省总体投资,因此采用了推荐方案。
2.3管线综合横断面设计
      结合场地情况以及管廊地面口部设施的布置,管廊敷设在道路北侧人行道下方,中线离人行道边线平面距离3.95 m(见图4)。管廊施工时可保证道路排水管、供热和供水干管的正常运行,仅需对道路北侧的通信线缆和燃气管进行临时迁改,同时可保留3个车道供车辆通行,大大缓解了管廊施工期间的交通疏解压力。

  

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