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珠海横琴开发区综合管沟设计和经验总结

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简介:题记:近日,国务院办公厅印发《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确提出在36个大中城市开展地下综合管廊试点工程,探索投融资、建设维护、定价收费、运营管理等模式,提高综合 ...

  题记:近日,国务院办公厅印发《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确提出在36个大中城市开展地下综合管廊试点工程,探索投融资、建设维护、定价收费、运营管理等模式,提高综合管廊建设管理水平。

 综合管沟又称共同沟或市政综合管廊,具有统一建设、节约空间的优势。珠海横琴开发区综合管沟,全长20.9千米,投资17亿元,地处填海软弱土层,设计施工难度大,是我国现代化大型综合管沟的典型工程。该综合管沟采用矩形三仓断面,纳入给水管、中水管、220千伏高压电缆、供热管、垃圾真空管、弱电线缆。其设计经验有较大的参考价值。

珠海横琴开发区综合管沟设计和经验总结

                                   赵忠富  张勇   冯伟
                           ( 中国市政工程西南设计研究总院)

1 工程概况
  珠海市某开发区共规划了32km的综合管沟,近期实施综合管沟长20.9km,横断面尺寸(4.75~8.1)m×3.2m,分别布置在5条城市主干道绿化带下,工程场地为填海地,地基为软土地基。总概算投资17亿元。

2 管沟断面方案选择和断面尺寸设计

2.1 管沟断面方案选择

  本开发区综合管沟横断面采用矩形断面形式,由于本工程管道仓中布置的管道较多,有给水管、中水管、供热管、垃圾真空管、弱电线缆,如把它们都布置在1个管道仓中或者分成2个仓布置,综合管沟钢筋混凝土墙壁和底板厚度相差较大,从而导致综合管沟投资(特别是土建投资)也相差较大,为了选择经济合理方案,设计中对其中一段综合管沟管道仓分别按2个仓和1个仓进行布置,见图1和图2,对其进行了技术经济比较,见表1。通过上述比较可知,方案一投资省且管理也较方便,经过综合分析选择方案一作为一条主干道综合管沟实施方案。再加上电力仓,综合管沟最终采用3个仓方案。




2.2 管沟断面尺寸设计

  本工程经过计算综合管沟高度为3.2m,为了便于管沟顶上穿越管线,管沟顶覆土采用2m。管道仓主要通道宽度采用1~1.4m,次要通道宽度采用0.8m,电力仓通道采用1m,管道距墙0.5m,综合考虑通道宽度、管道、电缆支架宽度和其离墙距离,电力仓宽度为2.1m,管道仓宽度为2.1~3.6m。

3 平面和纵断面设计

  综合管沟转折、截面变宽时应满足各类管线的转弯半径,电力仓转弯最小半径1.5m,管沟转弯不宜采用圆弧形,应尽量采用≧165°的钝角。综合管沟纵断面基本与所在道路的纵断面一致,同时考虑管沟排水需要,最小纵坡为0.3%,最大纵坡为20%,综合管沟横向坡度为2%。

4 综合管沟各类孔口设计

  为了便于综合管沟内设施的安装及检修,综合管沟主要通道宽度不应小于1m,次要通道宽度不应小于0.8m。DN≧800的管道,其一侧的主要通道宜按DN+400mm考虑宽度。DN≧800的管道上安装阀门时,为了便于阀门的安装、检修,建议尽量考虑附近综合管沟的投料口设于阀门正上方,否则宜单独设阀门检修孔。

(1)通风口。防火分区长度为200m,每个分区管仓两端各设一个机械排风口(兼排烟口),采用预埋≌730mm风管,风管顶设高温双速风机;在每个分区中部设自然通风口,中部的投料口四周设百叶兼作自然通风口。

(2)人孔和投料口每隔200m设一个投料口,便于设备、管道的进出,在DN≧800的阀门处上方设投料口,投料口兼作人孔和自然通风口,设钢直爬梯,电力仓投料孔平面尺寸4m×1m,管道仓投料孔平面尺寸4m×1.6m,在设投料口处的综合管沟局部放宽1m。

(3)出线口。每隔200m设一个出线口,在设出线口处的综合管沟局部放宽1m,管沟顶局部加高1m。

(4)人员检修口。本工程综合管沟较长,在每条路上的综合管沟两端各设一个方便检修和维护人员行走的检修口,设1.2m宽钢筋混凝土斜爬梯。每隔800m设一个人员区段检修口,区段检修口为综合管沟检修提供区域控制平台,方便巡检人员通过门禁系统进出综合管廊。区段检修口分上、下层,上层为控制平台,层高2.1m,下层为综合管沟,可通过平台直接进入综合管沟。控制平台上可设置区段照明配电箱、检修动力配电箱、排水泵控制箱、通风机控制箱及区段火灾报警控制器。

5 综合管沟通风设计综合管沟采用自然通风和机械排风(兼排烟系统)相结合的通风方式,保证余热能及时排出并为检修人员提供适量的新鲜空气,控制沟内温度不超过40℃、氧气含量不低于19%。每个防火分区设一个自然进风口和两个机械排风口。机械排风系统兼作排烟系统,当发生火灾时,自动或手动打开进行排烟。综合管沟根据每小时换气2次计算排风量作为设计排风量。综合管沟风速取1.5m/s,进风口风速取5.0m/s以下,沟内温度控制不超过40℃。

6 综合管沟监控设计              

  综合管沟设监视系统和火灾自动监测、报警系统,设置氧气、温度、湿度、甲烷等监测仪表。本工程设监控中心2座,每座建筑面积500m2。

7 综合管沟消防设计

  防火分区对于控制火灾的蔓延具有十分重要的意义。根据5建筑设计防火规范6(GB50016-2006)的规定地下或半地下建筑物防火分区的建筑面积不应大于500m2。同时根据已建成综合管沟的经验,综合管沟中平常无人,可按构筑物考虑,同时电力仓设计了水喷雾灭火系统,防火分区建筑面积可考虑不大于1000m2。同时根据《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)电缆隧道安全距离不大于200m的规定,故确定综合管沟防火分区距离为200m,防火分区建筑面积考虑不大于1000m2。采用防火墙分隔,隔墙上设甲级防火门。综合管沟电力仓采用水喷雾灭火系统、火灾自动报警系统并配灭火器;管道仓设火灾自动报警系统并配灭火器。灭火器采用4kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器,每隔50m设2具。

   本工程综合管沟较长,共设2座水喷雾消防泵房(1#和2#)和2座监控中心,每座消防泵房最大服务半径6km。1#、2#消防泵房分别和监控中心合建。电力仓水喷雾灭火系统设计喷雾强度13L/(min·m2),持续喷雾时间0.4h,喷头最小压力0.35MPa,喷头采用离心式水雾喷头,喷头流量80L/min,每个水喷雾系统分组流量147L/s,分组长度50m,每个防火分区设5组。同一时间按一处着火考虑,同一时间每1个防火分区2组水喷雾系统同时动作,每组设2排配水支管,喷头间距2m,共交叉布置50个喷头。

  1#和2#消防泵房各设消防主泵4台,3用1备,单台水泵Q=49L/s,H=140m,N=160kW,各配设稳压气压水罐1套,稳压泵2台,1用1备,单台水泵Q=16m3/h,H=80m,N=8kW,气压水罐总容积2.84m3,调节容积0.54m3。消房泵房设消防水池1座,容积211m3。

8 综合管沟防水和排水设计

8.1 综合管沟防水设计

  参观已运行的综合管沟发现很多综合管沟存在漏水和渗水现象,分析原因主要是防水未做好,因此本工程在施工图设计阶段特别重视防水处理,将防水等级提高为一级,对综合管沟内外墙壁进行防水处理,并对外墙转角等关键部位进行加强处理。由于本工程场地属于填海地,外壁防水卷材采用了抗氯离子渗透和耐盐碱腐蚀的改性材料,可选择聚乙烯高分子防水卷材。为了防止在沟槽回填过程中对外防水材料的破坏,防水卷材外宜增设起保护作用的砖墙或其他材料。另外综合管沟沉降缝也是特别容易漏水和渗水的部位,根据其他工程经验填海地土壤中贝壳类对构筑物沉降缝嵌缝材料具有破坏作用,嵌缝材料建议选择能防止微生物吸附或贝壳类物质破坏的材料,可选择聚硫氨酯密封胶。综合管沟的防水等级确定为一级。除提高结构自防水性能,同时采取内外防水措施。综合管沟采用C30混凝土,抗渗等级取S6,内壁采用1.5mm厚水泥基渗透结晶型防水涂料,外壁采用1.5mm厚聚合物水泥浆粘结层+3mm厚RSA-821耐盐碱性聚合物改性沥青防水卷材,外墙转角处1m范围内增设一层防水卷材,外砌240mm厚砖墙对所有防水卷材进行保护。

8.2 综合管沟排水设计

  综合管沟内设排水沟和集水坑,主要考虑收集和排除结构渗漏水(按每天2L/m2计算)和管道检修时的排水等。在沟的一侧设0.2m×0.1m的排水沟,排水沟的坡度与综合管沟的坡度一致,按0.3%考虑。每隔200m设一个2m×1.5m×1.5m集水坑,坑内设2台潜污泵,单泵流量30m3/h,扬程10m。

9 综合管沟内给水管管材选择

  由于综合管沟内的给水管均是架空敷设且转弯较多,为了避免设置弯头、三通等管件的支墩,同时便于转弯时安装管道,综合管沟内的给水管不推荐采用承插式球墨铸铁管,DN≧300的给水管宜选择施工方便的钢管,DN<300的给水管可选择PE给水管。


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