李靜

（華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，廣西 南寧 530015）

0 引言

城市綜合管廊是設(shè)置在地下，將電力、通訊、熱力、給排水等各種管線集于一體并預(yù)留供檢修人員行走通道的隧道結(jié)構(gòu)。當(dāng)前我國(guó)正在推進(jìn)建筑工業(yè)化的進(jìn)程，在綜合管廊中運(yùn)用預(yù)制裝配式技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件工廠化生產(chǎn)、施工周期縮短、降低對(duì)城市交通影響等目標(biāo)，同時(shí)有利于推動(dòng)我國(guó)綜合管廊與裝配式技術(shù)的共同發(fā)展。

目前南寧市綜合管廊工程仍大部分采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與國(guó)內(nèi)其它省市相比，預(yù)制裝配式綜合管廊技術(shù)起步晚、發(fā)展慢，存在管廊斷面標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、生產(chǎn)規(guī)模小、成本高，不利于形成產(chǎn)業(yè)化等一系列問題。本文基于模數(shù)協(xié)調(diào)的原則，針對(duì)南寧市綜合管廊斷面布置特點(diǎn)及入廊管線的相關(guān)要求，提出適應(yīng)當(dāng)?shù)仡A(yù)制裝配式綜合管廊的標(biāo)準(zhǔn)化斷面及其組合形式，為該地區(qū)裝配式綜合管廊設(shè)計(jì)提供參考。

1 南寧市綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面現(xiàn)狀分析

南寧市是我國(guó)第二批地下綜合管廊試點(diǎn)城市，試點(diǎn)項(xiàng)目共12個(gè)，分布在南寧市主要5個(gè)城區(qū)。經(jīng)調(diào)查得到12個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)情況。

數(shù)據(jù)顯示，3艙管廊斷面占比最大，每種類型的斷面規(guī)格尺寸均不相同，雖然這對(duì)現(xiàn)澆水泥混凝土結(jié)構(gòu)施工影響較小，但卻不利于預(yù)制裝配式技術(shù)的推廣應(yīng)用。

由于管廊設(shè)計(jì)斷面尺寸沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致管廊生產(chǎn)模具利用率低、周轉(zhuǎn)施工次數(shù)少、攤銷成本大。另外，管廊預(yù)制生產(chǎn)沒有形成專業(yè)化、規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)鏈，不利于培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)工人、不利于生產(chǎn)效率、施工質(zhì)量的提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 裝配式綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的要求

裝配式綜合管廊的設(shè)計(jì)應(yīng)按照通用化、模數(shù)化的要求，遵循“少規(guī)格、多組合”的原則，實(shí)現(xiàn)綜合管廊斷面的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。

要實(shí)現(xiàn)裝配式綜合管廊斷面標(biāo)準(zhǔn)化，需要研究入廊管線的種類、斷面尺寸的基本要求及內(nèi)部支架、支墩等構(gòu)件的設(shè)置要求。

2.1 南寧市入廊管線種類

南寧市目前在建綜合管廊項(xiàng)目25個(gè)，其中，12個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目入廊管線種類情況見表1。常見的入廊管線主要有電力電纜、弱電電（光）纜、給水管道、天然氣管道和污水管道5類。

2.2 相關(guān)規(guī)范的要求

研究綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)，主要參考《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50838—2015）的第5.3小節(jié)相關(guān)條文，其對(duì)內(nèi)部?jī)舾?、檢修通道凈寬、管道安裝凈距等提出明確的最小要求[1]。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，部分指標(biāo)要求偏低，給管廊后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)造成一定困難。另外針對(duì)管線的排布還需滿足《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50217—2007）、《光纜進(jìn)線室設(shè)計(jì)規(guī)定》（YD/T 5151—2007）等規(guī)范的相關(guān)要求。

表1 南寧市綜合管廊試點(diǎn)項(xiàng)目入廊管線種類

2.3 管線權(quán)屬單位的要求

電力電纜、弱電電（光）纜、給水管道、天然氣管道等管線權(quán)屬單位是綜合管廊的最終使用者，斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)應(yīng)充分尊重使用者后期運(yùn)營(yíng)和維護(hù)時(shí)的需求，在充分征集管線權(quán)屬單位意見的基礎(chǔ)上開展。

3 預(yù)制裝配式綜合管廊斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

3.1 模數(shù)協(xié)調(diào)

模數(shù)是指選定的尺寸單位，作為尺度協(xié)調(diào)中的增值單位[2]。為使裝配式綜合管廊的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)利用模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)綜合管廊的設(shè)計(jì)、制造、施工安裝等活動(dòng)的互相協(xié)調(diào)，同時(shí)有利于管廊部件的定位和安裝，協(xié)調(diào)管廊部件與功能空間之間的尺寸關(guān)系。

基本模數(shù)的數(shù)值應(yīng)為100mm（1M等于100mm），綜合管廊模數(shù)化尺寸應(yīng)是基本模數(shù)的倍數(shù)。

綜合管廊的艙室凈寬、門窗洞口高度等，宜采用水平基本模數(shù)和水平擴(kuò)大，且水平擴(kuò)大模數(shù)數(shù)列宜采用2 nM、3 nM（n為自然數(shù)）。

綜合管廊的艙室凈高、夾層層高和門窗洞口高度等宜采用豎向模數(shù)和堅(jiān)向擴(kuò)大模數(shù)數(shù)列，且豎向擴(kuò)大模數(shù)數(shù)列宜采用nM。

綜合管廊的梁、板、柱、墻等部件的截面尺寸、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)和接口尺寸等宜采用分模數(shù)數(shù)列，且分模數(shù)數(shù)列宜采用 M/10、M/5、M/2。

綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段節(jié)段長(zhǎng)度的模數(shù)，宜采用擴(kuò)大模數(shù)5 M。

3.2 艙室組合習(xí)慣

給水管道是壓力管道，布置較為靈活，由于其管徑大，自重重，一般安裝在綜合管廊底部，上層空間可布置10 kV電力電纜和弱電電（光）纜，通常這三類管線構(gòu)成綜合管廊的綜合艙。

對(duì)于高壓電力電纜，根據(jù)供電單位的要求，110 kV以上的電力電纜需獨(dú)立成艙，因此需單獨(dú)布置高壓電力艙。

天然氣是一種易燃易爆氣體，而且綜合管廊又是封閉的地下空間。《城市綜合管廊工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)天然氣管道單獨(dú)成艙提出強(qiáng)制性規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。

而污水管道在規(guī)范中未明確需單獨(dú)設(shè)置，但是污水管道中會(huì)產(chǎn)生一定有害氣體，需要設(shè)置透氣系統(tǒng)和污水檢查井，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求也相對(duì)較高。為避免污水管道可能產(chǎn)生的滲漏水與其它管廊交叉污染的問題，建議污水管道也單獨(dú)布置。

上述管線組合模式，可劃分為四類管廊艙室，分別為綜合艙、高壓電力艙、天然氣艙和污水艙。從以上四類管廊艙室中進(jìn)行選擇，并加以組合，則可構(gòu)成以下（見表2）常用的7種艙室組合習(xí)慣。裝配式管廊的斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)應(yīng)遵照艙室組合習(xí)慣，從艙室組合需求出發(fā)提出標(biāo)準(zhǔn)斷面的形式，通過盡可能少的標(biāo)準(zhǔn)艙室斷面組合出豐富的斷面形式，以減少預(yù)制裝配式施工的模板數(shù)量和成本。

表2 常用的艙室組合習(xí)慣

3.3 單艙綜合管廊斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

單艙綜合管廊斷面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，一是從其單艙使用功能來考慮，二是要考慮與其它標(biāo)準(zhǔn)艙室的組合。從使用功能區(qū)分，單艙斷面可分為兩類，一類為尺寸較大的單艙斷面，不僅適用于綜合艙選用，也可供110 kV及以上電力電纜較多需要設(shè)置兩排支架的情況下選用；另一類為尺寸較小的單艙斷面，適用于單獨(dú)成艙的天然氣管道、污水管道或110 kV及以上電力電纜僅需設(shè)置單排支架的情況下選用，這三類管廊艙室的尺寸相差甚小，斷面尺寸可一并考慮。由此，可將單艙斷面劃分為A型標(biāo)準(zhǔn)斷面和B型標(biāo)準(zhǔn)斷面，見圖1。

圖1 單艙綜合管廊A型標(biāo)準(zhǔn)斷面和B型標(biāo)準(zhǔn)斷面示意圖

3.3.1 A型管廊斷面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

A型管廊斷面主要用于容納給水管道、10 kV電力電纜和弱電電（光）纜的綜合艙，斷面凈空寬度主要根據(jù)綜合管廊內(nèi)兩側(cè)支架長(zhǎng)度及檢修通道凈寬確定。按照南寧市供電單位提出的具體需求，電力電纜的支架托臂長(zhǎng)度為800 mm，從管廊支架標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的角度考慮，另一側(cè)的弱電電（光）纜支架托臂長(zhǎng)度也采用800 mm。為保證給水管道安裝凈距滿足規(guī)范要求，同時(shí)考慮到給水管道支墩會(huì)占用一部分檢修通道空間，也為檢修通道富余一定的空間，因此將A型管廊斷面兩排支架檢修通道間凈寬取1.9 m，則該斷面凈寬3.5 m。

A型管廊斷面的凈空高度主要根據(jù)兩側(cè)支架的間距及距離底板和頂板的距離決定。按照南寧市供電單位提出的具體需求，10 kV支架上下層間距不小于300 mm，每層支架排列4根電纜。根據(jù)南寧市綜合管廊試點(diǎn)項(xiàng)目10kV入廊管廊數(shù)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，10 kV入廊規(guī)模為6+1回～16+1回不等，即布置4排支架即可滿足最大需求。但考慮到用電需求隨著周邊用戶數(shù)量增加而逐年增加，一般將預(yù)留2～4排支架供遠(yuǎn)期電力電纜使用。因此按8排支架考慮，每層支架間間距300 mm，并考慮支架距離頂板和地板各400 mm，則該斷面凈高3.2 m，見圖 2。

圖2 A型管廊斷面管線布置示意圖（單位：mm）

按節(jié)段吊裝重量40 t以內(nèi)控制，A型管廊斷面壁厚按4 M估算，則節(jié)段長(zhǎng)度可取2.5 m，即5×5 M。

3.3.2 B型管廊斷面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

B型管廊斷面主要適用于放置單獨(dú)成艙的高壓電力電纜天然氣管道和污水管道。這三類管廊艙室中，天然氣管道的管徑最小，因此對(duì)天然氣艙的凈寬要求也最低；設(shè)置單排支架的高壓電力艙凈寬取決于支架寬度與檢修通道凈寬，即滿足800 mm長(zhǎng)支架托臂和0.9 m檢修通道凈寬即可；而污水管的管徑較大，且需一定間隔設(shè)置通向地面的檢查井，需要較大的操作空間，因此B型管廊斷面需滿足污水艙的凈空寬度要求?？紤]到不同管徑的污水管安裝要求，及保證人員檢修通道有一定富余空間，B型管廊斷面凈空設(shè)計(jì)寬度2.5 m，凈空高度與A型管廊斷面一致，見圖3。

圖3 B型管廊斷面管線布置示意圖（單位：mm）

按節(jié)段吊裝重量40 t以內(nèi)控制，B型管廊斷面壁厚按4 M估算，則節(jié)段長(zhǎng)度可取3.0 m，即6×5 M。

3.4 雙艙綜合管廊斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

考慮艙室組合習(xí)慣，雙艙管廊斷面通常為一個(gè)綜合艙和一個(gè)小艙的組合?？煽紤]在單艙管廊斷面的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合和優(yōu)化，即將A型管廊斷面和B型管廊斷面組合成為雙艙管廊斷面，將定義為C型管廊斷面，見圖4。

圖4 雙艙綜合管廊C型標(biāo)準(zhǔn)斷面示意圖

按節(jié)段吊裝重量40 t以內(nèi)控制，C型管廊斷面壁厚按4 M估算，則節(jié)段長(zhǎng)度可取為1.5 m，即3×5 M，見圖 5。

圖5 C型管廊斷面管線布置示意圖（單位：mm）

A型、B型和C型管廊斷面的規(guī)格尺寸見表3。

3.5 組合設(shè)計(jì)

將單艙綜合管廊A型和B型標(biāo)準(zhǔn)斷面、雙艙綜合管廊C型標(biāo)準(zhǔn)斷面進(jìn)行組合，可為表2中7類常用的艙室組合形式提供18種以上的裝配式拼裝樣式（見表4）?！吧僖?guī)格、多組合”的斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為預(yù)制裝配式綜合管廊的應(yīng)用和推廣奠定了基礎(chǔ)，有利于實(shí)現(xiàn)綜合管廊節(jié)段的批量化生產(chǎn)，減少模板數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。

表3 裝配式綜合管廊規(guī)格尺寸

表4 預(yù)制裝配式綜合管廊的斷面標(biāo)準(zhǔn)化組合

4 結(jié)語(yǔ)

建筑工業(yè)化是我國(guó)建筑行業(yè)的一次“產(chǎn)業(yè)革命”，裝配式建筑因其生產(chǎn)方式上具有綠色及建設(shè)周期短等明顯優(yōu)勢(shì)而成為一個(gè)必然選擇[3]，裝配式綜合管廊則是其中的重要組成部分。為了解決預(yù)制裝配式綜合管廊斷面設(shè)計(jì)多樣化的問題，本文根據(jù)南寧市綜合管廊入廊管線特點(diǎn)及常用的艙室組合習(xí)慣，提出單艙和雙艙的三種標(biāo)準(zhǔn)斷面類型，并將其組合出適合當(dāng)?shù)剡x用的斷面形式。同時(shí)，也為其他類似工程提供了有益的借鑒和參考。