■ 劉 瑤 劉應明 鄧仲梅

三種爭議管線入廊的設計對策

■ 劉 瑤 劉應明 鄧仲梅

本文在對國內(nèi)外綜合管廊入廊管線分析和經(jīng)驗借鑒的基礎上，從安全性、經(jīng)濟性及可實施性等方面，研究了污水管道、雨水管道和天然氣管道三種爭議管線入廊的方法和要求，針對這三種管道入廊的討論熱點提出創(chuàng)新性的觀點，并對三種爭議管線與其他管線入廊的兼容性進行分析。

一、入廊管線現(xiàn)狀

綜合管廊中是否納入某種管線，應根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展狀況和地質(zhì)、地貌、水文等自然條件，經(jīng)過技術、經(jīng)濟、安全以及維護管理等因素綜合考慮確定。

通過對國內(nèi)近年來22個區(qū)域管廊納入管線頻次統(tǒng)計分析，給水、電力和通信管道都作為納入綜合管廊的基本管線，有條件有需求的區(qū)域納入了壓力流的供冷、供熱、再生水和燃氣管道，其中供熱管線出現(xiàn)9次，再生水和燃氣管道出現(xiàn)6次，而重力流污水管和雨水管沒有比較成熟的案例。雨水、污水管等重力流管線，與其它管線相比，埋深較深，且這類管線所要求的縱坡很難與綜合管廊協(xié)調(diào)，較易引起造價的上升，并且相對而言，雨、污水管線開挖的頻率較低，因此這類管線納入綜合管廊的案例較少。由于天然氣管的安全問題，國內(nèi)天然氣管納入綜合管廊經(jīng)驗較少。

圖1 2007～2009年深圳市原特區(qū)內(nèi)地下管道搶修次數(shù)統(tǒng)計圖

二、天然氣管線與排水管入廊設計研究

參考國內(nèi)已出臺或在編、在征求意見的一些綜合管廊技術規(guī)范的條文和實際設計施工，入廊管線的爭議主要集中在燃氣管線和重力流排水管線。

從經(jīng)濟性和社會影響力方面考慮，管線搶修次數(shù)多的管道，維修時破路占道，不僅不經(jīng)濟，對交通影響也大，將其納入綜合管廊后產(chǎn)生的社會與環(huán)境效益會很大。根據(jù)深圳市相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，2007～2009年期間，原特區(qū)內(nèi)給水管的搶修次數(shù)最多，其次為燃氣管道和排水管道，見圖2。

天然氣管線搶修次數(shù)相對其他市政管線依然較高，僅次于給水管。天然氣管線發(fā)生的事故大多是其他工程施工對其破壞而造成的，因自身原因發(fā)生事故很少，納入管廊必要性較大。排水重力流管線在道路管線擁擠的情況下，多埋設在機動車道下，雖然搶修次數(shù)不及給水管和燃氣管高，但是一旦維修就需要破路占道，對交通影響大，納入綜合管廊能產(chǎn)生較大的社會與環(huán)境效益。下面分別闡述天然氣管道、污水管道、雨水管道納入綜合管廊的優(yōu)劣性及相關設計熱點探討。

（一）天然氣管線入廊研究

1．入廊優(yōu)劣性研究

據(jù)統(tǒng)計，當天然氣管線采用傳統(tǒng)的直埋方式時，多是鄰近地區(qū)施工等各種因素引起的天然氣管爆裂事故，這些事故往往引起城市火災或人員傷亡，后果十分嚴重。管線入廊可解決燃氣管線檢修、敷設等帶來的道路破挖問題，可以有效保護燃氣管道，使管道不易受到外界因素的干擾而破壞，減少工程施工及地質(zhì)災害對燃氣管道的破壞。燃氣艙室的監(jiān)控設備可以有效地監(jiān)測燃氣管道的泄漏、破損等情況，并及時報警。因此從城市防災的角度考慮，把天然氣管線納入綜合管廊十分有利。

天然氣管線納入綜合管廊時，也存在不利因素，管廊內(nèi)監(jiān)控、檢測、安防措施比較復雜、嚴格。燃氣管道入廊建設投資較大，但其安全性得到了極大的提高，所造成的總損失也得到了顯著降低。

2．熱點探討

（1）納入管廊的天然氣管道設計壓力

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB50838-2015），明確了不大于1.6MPa天然氣管道的焊縫檢測要求，可理解為壓力等級小于等于1.6MPa的中壓和次高壓天然氣管道可以納入綜合管廊?？紤]到綜合管廊的安全性，參考國內(nèi)外相關經(jīng)驗，建議納入綜合管廊的天然氣管道宜為中壓（最高0.4MPa）及以下等級天然氣管道。次高壓天然氣管道入廊在項目實施階段前，應進行項目安全評價。

（2）天然氣管道與其他管道合艙的可能性

《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB50838-2015）中天然氣管道應在獨立艙室內(nèi)敷設。獨立艙室的斷面需滿足安裝、檢修、維護作業(yè)所需空間。天然氣管道納入綜合管廊單獨成艙時，將增加橫斷面寬度約1.9m，每公里投資增加25%～30%；需要采取有效的防護措施，如閥門、閥件等設計壓力應提高一個壓力等級設計，采用優(yōu)質(zhì)管材，加強綜合管廊內(nèi)部對天然氣的監(jiān)測等?？煞窨紤]與給水及再生水管線同艙建設，在保障安全基礎上，降低造價。

（二）污水管線入廊研究

1．入廊優(yōu)劣性研究

將污水重力流管線納入綜合管廊之中，其優(yōu)點不僅減少了檢修道路的開挖，同時將各種管線綜合置于同一構筑物之間，避免了污水管直埋高程與管廊之間的沖突。但是，限制了綜合管廊縱斷面坡度，加大了綜合管廊的埋深與橫斷面尺寸，而且也須每隔一定的距離設置通風管道，還需配備硫化氫、甲烷氣體的監(jiān)測與自動防設備，工程造價驟增。將污水重力流管線納入綜合管廊，也增加綜合管廊中其它管線與用戶的接戶問題，而且還需相應調(diào)整鄰近地區(qū)的污水埋深，而重新調(diào)整污水管線的埋深。污水管納入綜合管廊，如需采取單獨設艙的形式，管廊斷面增加最小約2.0m，最大約4.3m，每公里投資增加20%～25%。

表1 污水管線入廊優(yōu)缺點比較

由上述探討可知，如果污水管道豎向和綜合管廊可以配合，深度也一致，可以納入綜合管廊；如果豎向可以配合，但深度不一致，可以同時建設。在埋深不深的情況下會采用明挖工法，而污水管道可配合綜合管廊深度在其明挖范圍內(nèi)施工。以臺灣地區(qū)的經(jīng)驗，綜合管廊明挖深度建議在10m以內(nèi)，以避免因開挖過深而需特殊的支護方式，導致工程費用過高；如果污水埋深在10m以內(nèi)，則可納入綜合管廊。將這幾類情形的總結分析如表2所示。

表2 污水管線入廊分析表

2．熱點探討

（1）污水管道與綜合管廊豎向協(xié)調(diào)問題

綜合管廊不可以強制收納污水管線，當污水管道和綜合管廊規(guī)劃路有相同且縱坡和道路縱坡相近時，才考慮納入綜合管廊。結合國內(nèi)污水管道一般的埋深規(guī)則，重力流污水管道入廊，埋深在3.4～5.3m的污水管道可以利用管廊內(nèi)的凈空進行重力自流，管廊主體不會因為納入重力流污水管而增加更多的埋深；而埋深大于5.3m的管道如果納入綜合管廊，則管廊的豎向需要配合污水管道的坡度，埋深逐漸增加，具體如圖2所示。

（2）污水管道入廊通氣裝置的設計方式

根據(jù)通氣裝置應直接引至管廊外部安全空間的要求，對于檢查井的設置，參考國內(nèi)目前較為常用的處理方式，主要有以下三種方式：①污水單獨建艙，檢查井豎直伸出地面，右側接入管從管廊頂部接入。管道堵塞可從管廊外部進入檢查井進行疏通，管道的維護可進艙室進行，缺點是艙室的利用率較差，具體見圖3。②污水與其它管道同艙，檢查井豎直伸出地面，接入管從管廊底部接入。管道堵塞可從管廊外部進入檢查井進行疏通，管道的維護可進艙室進行，具體見圖4。③污水與其它管道同艙，檢查井從管廊側面伸出地面，接入管從管廊底部接入。管道堵塞，管道的維護進艙室進行。艙室的利用率較高，具體見圖5。

圖4 污水重力流管道檢查井設置方式之二

圖5 污水重力流管道檢查井設置方式之三

（三）雨水管線入廊研究

1．入廊優(yōu)劣性研究

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB50838-2015），明確可將重力流雨水管線納入綜合管廊。由于雨水管道管徑較大，入廊后管廊斷面顯著增大，導致投資增加；且雨水管線需要直接服務于周邊地塊，接入支管較多，增加管廊節(jié)點實施難度，如每隔一定的距離設置人孔、泵站、通風管道等。同時，雨水管道為了便于排入就近水系，雨水管一般埋深較淺，與綜合管廊差距較大，則需要調(diào)整相鄰地區(qū)的雨水管線，否則將部分區(qū)域改用壓力輸送方式，并配合布置相關的加壓設施、泵站等；另外，入廊后在接入水系端需增設提升設備，導致投資增加，技術難度也相對較大。此外，還應充分考慮近期尚未能實現(xiàn)雨污完全分流的情況下，上游雨污混流水的影響，現(xiàn)階段雨污混流情況導致雨水管道中也會產(chǎn)生有毒有害氣體，有潛在的安全隱患。

雨水不會產(chǎn)生硫化氫、甲烷等有毒、易燃、易爆氣體，一般情況下雨水管線管徑較大，可以采取管廊箱涵結構本體進行排水，管線建設規(guī)模按照遠期規(guī)劃規(guī)模一次性隨管廊同步建成。雨水箱涵納入綜合管廊建設主要是考慮兩者合建后節(jié)省地下空間。

因此，根據(jù)場地地勢條件，通過詳細的經(jīng)濟技術比較，才能確定重力流雨水管道進入綜合管廊的方案。并應結合排水管網(wǎng)建設和改造項目，從排水系統(tǒng)規(guī)劃入手，合理規(guī)劃排水片區(qū)和排水干管路由，在不大幅度增加綜合管廊埋設深度和不需要增設中間提升泵站的前提下，盡可能使雨水管渠與綜合管廊共同敷設。

2．雨水納入綜合管廊合艙研究

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB50838-2015），進入綜合管廊的排水管道應采用分流制，雨水納入綜合管廊可利用結構本體或采用管道方式。根據(jù)《住房城鄉(xiāng)建設部關于提高城市排水防澇能力推進城市地下綜合管廊建設的通知》（建城【2016】174號）要求，管廊建設區(qū)域，結合地形坡度、管線路由等實際情況，因地制宜確定雨水管道入廊的敷設方式。依據(jù)城市排水防澇設施建設規(guī)劃需要建設大口徑雨水箱涵、管道的區(qū)域，可充分考慮該片區(qū)未來發(fā)展需求，在不影響排水通暢和保障管線安全的前提下，利用其上部空間敷設適當?shù)墓芫€。

三、入廊管線兼容性分析

納入綜合管廊內(nèi)的各種管線性質(zhì)各異，可能互相干擾，甚至發(fā)生各種災害事件，比如，污水管道有潛在的滲漏、受潮和腐蝕的問題，接觸電力或通信線纜時，可能產(chǎn)生沼氣等有毒氣體使維護人員產(chǎn)生危險等。在規(guī)劃編制過程中，應根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB50838-2015）來確定綜合管廊內(nèi)部的管線布置，并參考相關管線專業(yè)的設計規(guī)范。在具體規(guī)劃設計時，要根據(jù)各工程的實際情況，先確定各入廊管線獨自敷設一艙還是處于同一艙室內(nèi)。出于安全因素的考慮，宜將天然氣管線單獨敷設或獨自設置在一個艙室中。本文給出了不同管線的安全性的相互影響關系，具體如表3所示。

表3 綜合管廊收容管線相互影響關系表

從表3中可知，將天然氣管道納入綜合管廊，需要特別注意安全問題，要有強制排風設備和氣體泄漏自動檢測設備；溫度控制系統(tǒng)需要通風系統(tǒng)維持艙內(nèi)溫度以免影響其他管線。在排水管線方面，污水管道對其他管線有較大的影響，污水管道和給水、天然氣、電力電纜、通信線纜同艙敷設都有污染、受潮和腐蝕的問題。如果污水重力管道納入綜合管廊，管廊需要配合污水管道的坡度建設，將增加建設成本，但如果道路豎向的縱坡可以配合污水管道，將適當減少增加的成本；如道路豎向不匹配，可能將導致下游增設提升泵站等問題，如非特殊需求，宜慎重考慮污水入廊。綜合考察各類管線入廊條件，匯總入廊管線條件分析詳見表4。

表4 入廊管線條件分析匯總表

四、結論

（1）中壓及以下等級天然氣管道建議直接納入綜合管廊，小于等于1.6MPa的次高壓天然氣管道在納入綜合管廊項目實施階段前，進行項目安全評價。天然氣管與其他管線合艙值得展望，可行性和安全性還需同行和相關人員共同探討。

（2）埋深在3.4～5.3m的污水管道可利用管廊內(nèi)的凈空進行重力自流，管廊主體不會因為納入重力流污水管而增加更多的埋深；而埋深大于5.3m的管廊如果納入綜合管廊，則管廊的豎向需要配合污水管道的坡度，埋深逐漸增加，需要進一步詳細地進行經(jīng)濟技術比較。污水管道入廊可單獨入艙或者與其它管道同艙。

（3）在不影響排水通暢和保障管線安全的前提下，可利用大口徑雨水箱涵的上部空間敷設適當?shù)墓芫€。

（作者單位：深圳市城市規(guī)劃設計研究院有限公司）