李靜

（華藍設(shè)計（集團）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)前我國正在推進建筑工業(yè)化的進程，在綜合管廊中運用預(yù)制裝配式技術(shù)可以實現(xiàn)構(gòu)件工廠化生產(chǎn)、施工周期縮短、降低對城市交通影響等目標(biāo)，同時有利于推動我國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，針對南寧市綜合管廊斷面布置特點及入廊管線的相關(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

南寧市是我國第二批地下綜合管廊試點城市，試點項目共12個，分布在南寧市主要5個城區(qū)。經(jīng)調(diào)查得到12個試點項目的標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計情況。

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)模化的產(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)計的要求

裝配式綜合管廊的設(shè)計應(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，實現(xiàn)綜合管廊斷面的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。

要實現(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目25個，其中，12個試點項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，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，其對內(nèi)部凈高、檢修通道凈寬、管道安裝凈距等提出明確的最小要求[1]。但在實際工程應(yīng)用中，部分指標(biāo)要求偏低，給管廊后期運營維護造成一定困難。另外針對管線的排布還需滿足《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB 50217—2007）、《光纜進線室設(shè)計規(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項目入廊管線種類

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)計應(yīng)充分尊重使用者后期運營和維護時的需求，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

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)可以實現(xiàn)綜合管廊的設(shè)計、制造、施工安裝等活動的互相協(xié)調(diào)，同時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)和水平擴大，且水平擴大模數(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)和堅向擴大模數(shù)數(shù)列，且豎向擴大模數(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)段長度的模數(shù)，宜采用擴大模數(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立成艙，因此需單獨布置高壓電力艙。

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?！冻鞘芯C合管廊工程設(shè)計規(guī)范》中對天然氣管道單獨成艙提出強制性規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。

而污水管道在規(guī)范中未明確需單獨設(shè)置，但是污水管道中會產(chǎn)生一定有害氣體，需要設(shè)置透氣系統(tǒng)和污水檢查井，對環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的要求也相對較高。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

單艙綜合管廊斷面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，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

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度為800 mm，從管廊支架標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的角度考慮，另一側(cè)的弱電電（光）纜支架托臂長度也采用800 mm。為保證給水管道安裝凈距滿足規(guī)范要求，同時考慮到給水管道支墩會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項目10kV入廊管廊數(shù)量的統(tǒng)計數(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

B型管廊斷面主要適用于放置單獨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。考慮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

考慮艙室組合習(xí)慣，雙艙管廊斷面通常為一個綜合艙和一個小艙的組合?？煽紤]在單艙管廊斷面的基礎(chǔ)上進行整合和優(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

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）。“少規(guī)格、多組合”的斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為預(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

建筑工業(yè)化是我國建筑行業(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)勢而成為一個必然選擇[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)計多樣化的問題，本文根據(jù)南寧市綜合管廊入廊管線特點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，也為其他類似工程提供了有益的借鑒和參考。