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独家揭秘:管廊界的第一“网红”武汉中央商区综合管廊设计

时间:2017-03-05 13:34:32 点击:1114


小编导语


克强总理24日考察武汉中央商务区地下综合管廊,并强调要积极探索PPP模式,通过完善回报机制吸引更多社会资本参与地下管廊建设,有效避免城市路面动辄“开膛破肚”,消除“马路拉链”。各位工程师的朋友圈瞬间被这位新晋综合管廊届第一“网红”占领。今天小编特约武汉市政工程设计研究院的杨卫星所长,带我们从专业的角度探秘总理视察的综合管廊到底是什么样的。


李克强总理考察武汉CBD地下综合管廊


李克强总理考察武汉CBD地下综合管廊

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武汉中央商务区是定位为以金融、保险、贸易、信息、咨询等产业为主的立足中华、面向世界。服务全国现代服务衷心。根据武汉中央商务区高起点规划、高起点建设的要求,在市政配套工程中,建设综合管廊这一新型现代化的城市生命线工程,以利用城市工程建设资源的整合,探索可持续发展之路。为此系统根据:直埋与管廊相结合、干线管廊与电力高压线路一致、直线管廊对核心区最大化辐射的布局原则,提出了“以城市道路下部空间综合利用为核心,围绕市政公用管线布局,对综合管廊进行合理布局和优化配置,构筑覆盖整个中央商务区的层次化、骨架化、网络化的综合管廊系统”的规划设计思路。



武汉中央商务区市政综合管廊工程,共包括102号路、202号路、205号路、304号路、305号路、306号路6条综合管廊,管廊内纳入了电力、供水和信息三种管线。其中102号路和202号路为干线综合管廊。205号路、304号路、305号路、306号路为支线综合管廊。干线长度3879m,直线长度2324m,总设计长度达到6203m,目前已建成投用长度为5.27公里,其中双舱2.97公里,单舱2.3公里,剩余的管廊预计明年建成。管廊由单舱和双舱两种类型够成,双舱管廊宽4.8m,高 3.1m,管廊上方有2m多的覆土,双舱分为综合仓和高压舱,靠近道路红线一侧为综合舱放置给水、通信和10kv电力管线,目前管径300mm的给水管、10kv电力管线已经入廊;靠近道路中心一侧为高压电缆舱放置110kv、220kv电力管线,目前110kv管线已经入廊。单舱管廊宽3m,高2.8m,舱内放置给水、通信和10kv电力管线,部分管廊与地下交通环廊合建。目前,管径400mm的给水管和10kv的电力管线都已经入廊。

根据综合管廊土建、控制中心、仪表监控设备,排水、消防、通风、动力、照明设备所需投资计算(不含管廊内管线安装)。综合管廊的总投资为3.8亿元。


下面以102号路综合管廊为例,介绍一下综合管廊设计。

1、综合管廊结构设计

结构设计主要包括标准段结构设计,节点设计、基坑支护设计。

1.1标准段结构设计

管廊综合仓的内空为宽×高=1.8m×2.5m,高压电缆仓的内空为宽×高=2.2m×2.5m,结构宽度为4.85m,高度为3.1m。

综合管廊采用两孔钢筋混凝土闭合框架结构。管廊底板设2%素砼找坡层,中隔墙两侧设100mm宽排水边沟。标准断面下卧段采用纵向坡度1:4下卧,底板设踏步。

综合管廊每25m设一道变形缝,变形缝宽30mm,采用橡胶止水带止水,聚乙烯闭孔泡沫防水板嵌缝,并用聚硫密封胶封口。

管廊结构防水措施为两道,第一道为聚氨脂防水涂料,第二道为钢筋混凝土结构自防水。

为了避免产生不均匀沉降,管廊变形缝下设置钢筋混凝土枕梁。

1.2节点设计??

管廊主要节点包括通风口、投料口、引出口、交叉口、端部井等。

(1)通风口设计

管廊每200米设一座通风口,通风口结构采用上下两层,上层长6.6m,宽5.85m,最小净高1.8m;下层长15.3m,宽4.85-5.85m,净高2.5m。?


(2)投料口设计

管廊每200米设一座投料口,投料口结构为上下两层,上层长10.6m,宽6.55m,最小净高1.8m;下层长18.0m,宽4.85~6.55m,净高2.5m。


(3)引出口设计

管廊在道路路口和地块间均设引出口供管廊内管线引出,引出口结构长13.5m,宽4.85~6.55m,净高2.5m,局部净高为4.5m。



(4)接头井设计

高压舱每500m设一座电缆接头井用于放置高压电缆接头,接头井结构长24.0m,宽4.85~6.65m,净高2.5m和4.0m。

(5)接变电站处设计

接变电站处结构分为上下两层,上层长10.0m,宽4.85~6.15m,净高2.5m。下层长6.6m,宽6.15m,净高3.0m。?

(6)交叉口设计

交叉口包括102号路和306号路交叉口和102号路与监控中心交叉口。

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(7)节点排水设计

管廊在每个通风口、投料口、接头井、接4号变电站处、交叉口和桩号K1+104、K1+308、K 1+495、K2+025、K2+408处管廊底板上均设置集水井。

1.3 基坑支护及降水设计

桩号0+834.28~2+874.874段综合管廊基坑为临时性基坑,基坑深5.6m~11.0m,坑壁土层基本以(1)层填土、(2)层流塑~可塑状粘土和(3)粉砂为主,工程地质条件较差,(2-7)和(3)层含水层赋存承压水。基坑周边房屋均按全部拆除考虑,故基坑重要性等级为三级,局部开挖深度达7.10m~11.0m处的重要性等级为二级,采用放坡和型钢桩进行支护。

本工程基坑施工应结合相应道路工程,如设计路面标高低于现状地面标高,应清表土方至设计路面标高。边坡坡体表层杂填土应清除约1.0m厚,夹层淤泥全部清除,清表宽度为基坑开挖边线以外至少5m范围; 勘探期间,实测该区域内承压水头标高为17.9m,根据基坑底部隔水层自重压力与水压力平衡条件公式γ×H=Kty×γw×Hw计算可知,桩号1+085.2~1+120.8、1+578.2~1+601.8(含1+590~监控中心入口)、1+668.0~1+692.0、1+745.0~1+755.0、1+809.07~1+842.57、2+198.0~2+222.0和2+374.4~2+433.6段基坑段承压水头标高达到17.9m以上时,会发生基坑隆起或突涌现象。故该段综合管廊工程施工宜尽量在枯水期进行,且施工前宜设置水文观测孔进行承压水头观测,以进一步复核可能发生突涌的地段。施工期间根据施工情况在基坑外设置管井进行减压疏干降水,水位应降低到

基坑底标高以下至少1.0m。初步选定管井孔径为500mm,管径为273mm,管井长度为30m,间距为10m~20m,设计单井出水量不小于50~70m3/h。管井距离基坑边缘应有2.0m以上。

桩号1+294.2~1+321.8段采用轻型井点降水,井点管平均长度为6.0m,间距为1.0m,井点管顶标高位于下级放坡平台处。?

1.4支架设计

综合管廊内部支架为敷设各种管线专用,应满足以下要求:

(1)组合式支架外形美观,尺寸标准。安装组件须门类齐全,功能完善,能够满足管廊内各类管线的现场安装要求,并具有施工的便利性及可操作性。支架采用Q235-B钢材,支架系统表面采用镀锌防腐处理,能够满足长期使用性能要求。

(2)支架系统应经严格的各类测试,并有相关权威部门出具的检验报告。应提供系统抗冲击测试,动负载测试,防火测试报告。

(3)支架安装完毕后应将支架擦拭干净,所有暴露的支架端部均需装上封堵头,信息管线支架上需安装成品托盘。?

2、附属配套设施

附属设施的配置原则和要求:根据建设现状合理确定控制中心、变电所、投料口、通风口、人员出入口等配套设施规模、用地和建设标准。配套设施建设与周边环境相协调。附属设施系统主要包括:排水、供电、通风、消防、监控和报警等。

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2.1 排水工程

2.1.1? 综合管廊内排水水量?

设计综合管廊内主要容纳有电力、通信、供水等市政管线,引起管廊内积水的原因可能有以下几种:①水管道接口的渗漏水; ②供水管道事故漏水和检修放空水;③综合管廊内冲洗排水; ④综合管廊结构缝处渗漏水; ⑤综合管廊开口处进水;⑥消防排水。

考虑到管廊内爆管、消防后都可以通过外部协助进行排水,因此,本设计排水规模主要考虑排除雨水及其它渗漏水为主。经分析看出,除②、⑤、⑥这几种情况外,其余情况的排水量均很少。下面对②、⑤、⑥这几种情况的排水量进行分析。

对于供水管道事故水量和检修排水量,一般考虑为分段检修。按DN500管道,每500m设检修阀门考虑,一次检修排水量约98m3。 对于管廊开口处进水,主要为降雨从管廊进料孔等处进入管廊的水量,由于商务区内已设置雨水排水系统,降雨量不考虑地面雨水汇入管廊内的情况。对于消防排水,由于本次设计采用S型热气溶胶灭火系统,故基本无消防用水。 由上述工况分析可见,管廊内一次排水量最大约98m3。按一个防火分区200m、管廊宽度2.0m计,一次排水造成的涨水约0.25m,对管廊内设备一般不造成重大影响。

根据以上对排水性质的分析,管廊内一次排水量最大约98m3,一次排水周期3小时左右,综合管廊内设计排水量按30m3/h考虑。?

2.1.2??综合管廊内排水收集?

依据周边地区现有排水设施,综合管廊内积水不能自排,故在管廊每个防火分区内至少布置一个集水坑,集水坑分布在通风口、投料口、交叉口、接头井、接变电站处、接监控中心处及单独集水坑处。

管廊内积水通过管廊中墙两侧布置的边沟流往积水井,考虑到管廊内来水仅为检修放空、冲洗以及部分渗水,不会含有较大的生活垃圾,同时也根据管廊泵站的具体情况,本泵站内不设置格栅。

投料口、通风口结构型式为两层式,有少量雨水通过钢格板进入上部平面。在上部平面布置排水地漏收集积水,通过土建在管廊墙体内预埋的DN110 PVC排水管进入下层排入管廊底部积水边沟,进入积水井。


2.1.3? 综合管廊排水泵站?

(1) 单座管廊泵站

泵站规模:依据前面分析,本管廊泵站流量为30m3/h,扬程12m。

采用潜水排污泵1台,单台流量Q=30m3/h,扬程H=12m,电机额定功率N=3kW

泵房即集水井。本管廊泵站为无人值守泵站,通过集水井水位的变化来自动控制水泵的开启及运行时间,管理部门定期派人对泵站设备进行维护和检修。运行方式:水泵由1控3自动控制柜控制,带超声波液位计,水泵开启也可通过中控室远程控制;集水井的设计最低水位为-0.74m(相对高程,下同,±0.000m为设计管廊节点底板标高,其对应的绝对高程详见管廊主体设计图),设计水位为-0.34m,最高报警水位为-0.14m。

安装方式:水泵直接潜入池下,采用移动软管安装方式,因单台水泵仅重60kg,若需检修,可直接用人将水泵提起至管廊地面进行检修。

(2)出水管

水泵出水压力管设置DN80可曲挠橡胶接头、橡胶止回阀及手动蝶阀。

经管廊泵站提升的积水,就近排入市政排水系统。泵站出水压力管道管顶覆土不得小于0.7m。

出水压力管通过防晃支架及管卡固定在管廊顶部。

泵站出水压力管道埋地段均采用120°砂基础,管道下铺设20cm粗砂垫层。


2.1.4? 监控室给排水设计?

监控室内污水就近接入已设计102号路污水接户井统中;给水由市政给水干管引入。

监控室内排水管道均采用硬聚氯乙烯排水管道(UPVC),承插粘接;给水管道则采用PPR给水管,热熔合或电熔合。

2.2其他附属配套系统设计

电气工程本次设计包含两部分内容:(1)10kV供配电系统及监控中心供配电设计,10kV配电系统包括以监控中心总变电所10kV电源进线电缆头为界,监控中心至各综合管廊分变电所10kV电源进线电缆头一侧的供配电系统设计。监控中心供配电设计包括动力、照明、接地等设计内容。(2)102号综合管廊供配电系统设计。

?通风工程采用自然进风与机械排风相结合的通风方式,解决沟内电力电缆散热及管线检修人员检修时所需的通风量。综合管廊每隔一定距离设置防火分隔,双沟为两个防火分区,每一区段中间,结合投料口百叶窗自然进风。两端各设机械排风机一台,端头井只在一端通风口处设置风机。排风机按排除管廊内电缆发热所需风量选型,当管廊内温度超过40℃时,温控风机自动开启;当管廊内温度低于35℃时,排风机自动关闭。排风通过设置在通风口处的钢格栅排出管廊。排风口设置在绿化带中,与景观绿化融为一体。管廊内发生火灾时,风机停止运行。待管廊内气体灭火系统灭火后开启风机将沟内废气排除。

消防工程系统分为气体灭火系统和手提式灭火器系统,其中气体灭火系统采用S型气溶胶预制灭火系统,按照防护单元设置灭火装置及气消控制器。本工程以各段通风口处(或其它位置)所设防火门为界,共分为30个防护区。手提式灭火器系统按照E类火灾中危险级别配置灭火器。各防护区内均配置4kg装磷酸胺盐干粉灭火器。? 灭火器每处设置两具,同时配置两具防毒面具。气体灭火系统由监控系统控制,其具体工作流程为:监控系统感知防护区发生火灾--监控系统控制器对于相应防护区气体灭火控制器发出灭火指令(同时关闭相应防护区内排风机及风阀)--延时30s后该区气体灭火控制器对防护区内气体灭火装置发出启动信号(同时气体释放指示灯及声光报警器启动)--防护区内气体灭火装置启动(同时反馈启动信号至气体灭火控制器)--人员确认灭火完成后(或10min后)由监控系统打开排风机对防护区排风--完成。

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综合管廊的建设有效的消除了“开膛破肚”的现象,又节约土地资源,。在综合管廊中,布置的电力、通讯、给水管网出现任何问题都可以通过管廊的进出口方便地随时检修,避免了修一次挖一次的尴尬局面,从而大幅降低了检修工作量,同时也减小了维护的成本。正如李克强总理说的那样,发展地下管廊是城市品质提升重要举措,功在当代,利在千秋。






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