袁欣然 ,許淑惠 ,徐榮吉 ,賽音吉雅
(北京建筑大學(xué)北京未來城市設(shè)計高精尖創(chuàng)新中心,建筑用能國家級虛擬仿真實驗教學(xué)示范中心,北京 100044)
綜合管廊,又稱共同管道(臺灣),是指建于城市地下可容納兩類及以上城市工程管線,并設(shè)置有專門的消防、通風、監(jiān)控與報警等系統(tǒng)的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施[1,2]。綜合管廊的出現(xiàn)改變了城市地下不同市政管線占據(jù)大量地下空間、無總體規(guī)劃各自建設(shè)管理的亂象,有效解決了各種管線建設(shè)、維修開挖道路導(dǎo)致的“拉鏈路”現(xiàn)象,對市容、環(huán)境、交通、居民生活等方面都產(chǎn)生了積極影響[3,4]。
臺灣作為國內(nèi)較早研究并建設(shè)綜合管廊的地區(qū),考察了日本等先進國家、地區(qū)的綜合管廊建設(shè)應(yīng)用經(jīng)驗,其在設(shè)計標準和規(guī)范的制定上都比較成熟,對大陸地區(qū)綜合管廊設(shè)計的國家標準的修訂有借鑒意義。臺灣關(guān)于綜合管廊設(shè)計的標準為2003年頒布的《共同管道工程設(shè)計標準》[5](以下簡稱臺標)。大陸地區(qū)關(guān)于綜合管廊設(shè)計的標準和規(guī)范也在逐步完善中。例如,國家標準有2015年施行的《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50838-2015以下簡稱國標);地方標準有北京市2017年發(fā)布、將于2018年7月1號實施的《城市綜合管廊工程設(shè)計規(guī)范》(DB111505-2017)[6],深圳市的《深圳市地下綜合管廊工程技術(shù)規(guī)程》(SJG 32-2017)[7],福建《福建省城市綜合管廊建設(shè)指南》(2017年修編)[8]等。
總體設(shè)計包括對綜合管廊設(shè)計內(nèi)容的原則性規(guī)定,或者不適合歸入管線、附屬設(shè)施及結(jié)構(gòu)設(shè)計等部分的細節(jié)性規(guī)定。一般包括空間設(shè)計、斷面設(shè)計、節(jié)點設(shè)計這三方面。
臺灣地區(qū)對管廊縱向坡度的基本要求是配合道路坡度,除特殊部,不得小于千分之二。
國標中并未提到管廊最小縱向坡度,只規(guī)定了坡度大于10%時應(yīng)設(shè)置防滑地坪或臺階。北京市的規(guī)范中,除了有縱向坡度不宜小于0.2%和防滑這兩條之外,還規(guī)定電力電纜的管廊縱向坡度不宜大于30%、坡度應(yīng)考慮檢修車輛通行的要求。
最小縱向坡度為千分之二這一條,是基于管廊內(nèi)排水的需要。即使設(shè)計為平坡,也會使排水溝呈一定坡度,滿足排水需求。
國內(nèi)部分城市受地形等因素影響,其綜合管廊坡度可能較大,會對其中的管線鋪設(shè)、維護產(chǎn)生不便。電力電纜管廊的縱向坡度不宜大于30%是在參考國家標準《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》和北京市《電力隧道建設(shè)技術(shù)標準》后確定的,目的是保證電力電纜的正常鋪設(shè)和使用。
為提高管廊日常巡檢和維修的效率,減少人員的工作強度,較新設(shè)計的管廊考慮了檢修車的使用,方便巡檢、維護維修。管廊若坡度較大則不利于車輛的行進,因此條文結(jié)合了檢修車輛的行駛要求考慮坡度大小。
臺標對綜合管廊的標準斷面的凈高和凈寬做了規(guī)定。干管的凈高不得低于1.2m,供給管的不得高于1.5m,電纜溝不得高于1.2m;而凈寬則需根據(jù)收容管線所需的寬度及作業(yè)空間決定,其中干管的走道寬度不得窄于0.8m。
國標中對標準斷面的內(nèi)部凈高統(tǒng)一要求為不小于2.4m,凈高和凈寬都應(yīng)根據(jù)容納管線的種類、數(shù)量、運輸、安裝、維護等要求綜合確定。當綜合管廊內(nèi)兩側(cè)均設(shè)置支架或管道時,檢修通道的凈寬不宜比1.0m窄;若只在單側(cè)設(shè)置支架或管道,檢修通道的凈寬不宜小于0.9m;配備檢修車的綜合管廊檢修通道寬度不宜小于2.2m。
關(guān)于凈高,臺標中分別提到了干管、供給管和電纜溝的最大最小值。國標則統(tǒng)一規(guī)定管廊標準斷面內(nèi)部凈高不宜小于2.4m。國內(nèi)大陸地區(qū)對不配備檢修車的檢修通道凈寬的尺寸要求為不宜小于0.9m,略大于臺灣地區(qū)的0.8m。
1.3.1 特殊部設(shè)施
特殊部指的是人員出入口、逃生口、吊裝口、進風口、排風口、管線分支口等設(shè)施,這些節(jié)點都是綜合管廊正常運行使用必需的部分。
對于特殊部的布置及應(yīng)配備的設(shè)施,臺灣方面要求:
①出入口和通風口應(yīng)位于人行道或道路中央分隔帶上,且不能影響行人及行車安全;
②自然通風口和強制通風口應(yīng)交替設(shè)置;
③自然通風口在兼做出入口使用時,其入口應(yīng)采通風效果良好的格柵板,并根據(jù)實際需要設(shè)置階梯或爬梯;
④管線事業(yè)機關(guān)(構(gòu))應(yīng)使材料搬運口及管線分匯室的留設(shè)位置與尺寸大小相配合,對其做出整合規(guī)劃;
⑤應(yīng)配合道路景觀進行設(shè)計。
國標中關(guān)于特殊部的條文多偏重原則性要求,或是較具體的尺寸、間距等。例如,綜合管廊的每個艙室都應(yīng)設(shè)置人員出入口、逃生口、吊裝口、進風口排風口、管線分支口等;綜合管廊進排風口的凈尺寸應(yīng)滿足通風設(shè)備進出的最小尺寸要求。此外,還有一些關(guān)于特殊部間距、開口尺寸、排水區(qū)間等的規(guī)定。
與臺灣地區(qū)標準相比,大陸無論是國家標準還是地方標準都未對地面部分的留設(shè)位置、布置方式,以及所需相關(guān)設(shè)施等做出規(guī)定。臺灣的標準有兩個特點:一是考慮到自然通風口兼做人員出入口的情況,增設(shè)了階梯或爬梯;二是著重強調(diào)特殊部地面部分與景觀的配合設(shè)計。第一點使得節(jié)點的使用上更加靈活,充分利用設(shè)施,第二點則考慮了與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。
地方編寫的標準中對特殊部的規(guī)定也有與國標不同的部分。①北京市標準中將熱力管道的逃生口間距設(shè)為200m,比國標縮短了一半;②針對人員出入口、逃生口爬梯高度超過4m的情況,應(yīng)增加防墜落措施??紤]到熱力管道泄漏后的危險性,以及人員在逃生時可能發(fā)生墜落導(dǎo)致人身傷害的情況,防墜落措施實屬必要。
《共同管道工程設(shè)計標準》中指出,蓋板應(yīng)能承受設(shè)計載重及吊起時的應(yīng)力,且有一定重量,使人不易開啟。蓋板需配合人行道坡度排水,四周應(yīng)具有水密性,防止地表水流入管道。另外,蓋板應(yīng)配合人行道景觀進行美化設(shè)計。
國標及北京市、深圳市、福建省等地方標準中也對蓋板的安全性、防水防洪功能做出了相應(yīng)規(guī)定。但未提及蓋板的載重和承受吊起應(yīng)力的能力,以及與周圍景觀的融合設(shè)計。當代城市的設(shè)計強調(diào)建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)程度,在地面以上的各類特殊部及蓋板也應(yīng)進行美化設(shè)計,與周圍環(huán)境融為一體,這點在臺標中被多次提及。
臺灣地區(qū)標準規(guī)定綜合管廊應(yīng)在縱向低洼處留設(shè)了集水井,并配置格柵蓋及抽水設(shè)備,且集水井應(yīng)具備分離沉砂及沉泥的功能。
國標與臺灣地區(qū)標準的不同點在于未要求集水坑應(yīng)具備分離泥沙的功能,綜合管廊的排水理論上要就近接入城市排水系統(tǒng),直接將積水排走。
北京市《城市綜合管廊工程設(shè)計規(guī)范》、《深圳市地下綜合管廊工程技術(shù)規(guī)程》和《福建省城市綜合管廊建設(shè)指南》與國標相比,額外規(guī)定了管廊的排水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置防倒灌設(shè)施、天然氣管道艙應(yīng)有排水泵系統(tǒng)。
考慮到泥沙可能隨雨水等流入管廊內(nèi),若直接將水和泥沙排入城市排水系統(tǒng),泥沙可能會沉積下來堵住管道,影響排水效果。所以臺灣綜合管廊直接在管廊內(nèi)的集水井中將泥沙分離。大陸綜合管廊根據(jù)地區(qū)不同,可能遭遇極端天氣的幾率也不一樣,要求所有地區(qū)管廊的集水坑都設(shè)置分離沉沙沉泥的裝置經(jīng)濟性差,不符合實際。應(yīng)根據(jù)需求程度在國標中做出區(qū)分,予以討論。
陽江航標管理站的管轄范圍在東至小襟島,西至放雞島的沿海水域。轄區(qū)航標主要是以沿海航線的燈塔樁和沿海專用發(fā)電碼頭的燈浮標為主,還有部分孤立危險物標、應(yīng)急沉船示位標和陽江港港內(nèi)部分燈浮標。所以燈浮標的分布環(huán)境基本包含了廣州航標處燈浮標的所有分布環(huán)境。漭洲障礙物燈浮位于臺山市漭洲島南面水域,水深7m,自然航道,受南海氣候影響較大。陽江港M1、M2號燈浮位于陽江港救助碼頭外,水深9m,人工航道,受潮汐影響較大。陽西電廠航道浮標位于陽西縣馬村陽西電廠專用航道,水深14米,人工航道,受南海氣候影響較大。
在汛期,尤其是遇到特大暴雨,城市防洪壓力大,排水系統(tǒng)往往滿負荷運轉(zhuǎn)也不能滿足道路排水需要,導(dǎo)致低洼處或街道上積水。若不加裝防倒灌措施,排水系統(tǒng)中的水進入管廊內(nèi),將會導(dǎo)致嚴重的安全問題。同理,天然氣管道艙若遇到集水坑容量不足的情況,很容易引發(fā)安全事故,因此需加強排水措施,加裝排水泵系統(tǒng)。
臺標中做出了相應(yīng)的安全規(guī)定,需在管道的開口處設(shè)置阻隔設(shè)施,出入口樓梯及通風口下方設(shè)置截油設(shè)施。
開口處的阻隔設(shè)施一般是為了防止?jié)B漏水、異物或小動物的進入,同時滿足防水、防入侵的要求。
在國家標準和地方標準中,都未提及截油設(shè)施。臺灣在綜合管廊中設(shè)置截油設(shè)施是因為其可容納管線中有輸油管道。若管道泄漏造成油污到處流淌,會對管廊防火、排污產(chǎn)生巨大的負面影響。為防止油污使樓梯打滑影響緊急情況下人員逃生,保證排風順暢,在出入口樓梯及通風口下方設(shè)置了截油措施。
臺灣地區(qū)標準規(guī)定綜合管廊應(yīng)留設(shè)接縫,且為了阻止地下水的滲入,應(yīng)配置止水帶和填縫材料。在地質(zhì)均勻良好的地區(qū),接縫應(yīng)做成伸縮縫,間隔應(yīng)小于30m;在軟弱地盤、地盤急變處或可能發(fā)生液化的地區(qū),綜合管廊的接縫應(yīng)具有一定的撓度,設(shè)置間隔不得大于15m。
國標規(guī)定了變形縫的寬度以及結(jié)構(gòu)和荷載變化時應(yīng)設(shè)置變形縫,現(xiàn)澆混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)變形縫的最大間距應(yīng)為30m,并詳細規(guī)定了防水等級。
臺標與國標的不同之處在于其對綜合管廊接縫在不同地質(zhì)條件下的間隔分別作了規(guī)定,明確了土壤狀況對建筑結(jié)構(gòu)的影響。在工程中,不同地質(zhì)條件對管廊結(jié)構(gòu)的影響不同,需作為對變形縫間隔的一個影響因素加以考慮。
通過對臺灣和大陸地區(qū)綜合管廊設(shè)計規(guī)范中總體設(shè)計、附屬設(shè)施設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計這三方面的比較,明確了條文中的區(qū)別:
①國標中缺少對管廊最小坡度和電力電纜管廊最大坡度的規(guī)定;
②國標中管廊的最小高度統(tǒng)一為2.4m,未像臺灣那樣根據(jù)管廊種類做出區(qū)分,且不配檢修車的檢修通道最小寬度略寬于臺灣地區(qū);
③臺灣地區(qū)強調(diào)了特殊部地面部分與周圍景觀的融合,將自然通風口兼做人員出入口,國標和大陸地方標準的條文中都沒做出相應(yīng)規(guī)定;與國標相比,地方標準中縮短了逃生口間距,并規(guī)定了防墜落措施;
④國標和地方標準中都未提及蓋板的載重和承受吊起應(yīng)力的能力,以及與周圍景觀的融合設(shè)計;
⑤臺灣綜合管廊中的集水坑具備過濾功能;同國標相比,地方標準中規(guī)定了管廊排水應(yīng)有防倒灌設(shè)施、天然氣管艙應(yīng)配備排水泵系統(tǒng);
⑥防破壞措施不同;
⑦臺灣對接縫間距的規(guī)定根據(jù)地質(zhì)條件分為不大于30m和不大于15m兩種。
臺灣地區(qū)標準的條文與國標相比,更加靈活,考慮到了多種特殊情況對管廊的影響;其對管廊斷面尺寸的規(guī)定也更細致,根據(jù)管廊種類而有所不同;另外,臺灣地區(qū)標準更注重管廊地面部分與周圍景觀的融合,強調(diào)市容整體的協(xié)調(diào)性。這三點國標可適當參考。近幾年較新的地方標準在國標的基礎(chǔ)上進行了部分條文的細化,增加了一部分內(nèi)容,國標也可考慮納入其中合理的部分。隨著研究和實踐的深入,國家標準還會繼續(xù)修訂,制定得愈發(fā)細致、有針對性,條文更合理,為工程提供更有效的參考和指導(dǎo)。