丁曉玨，齊小依

(中國中元國際工程有限公司，北京 100089)

0 引言

綜合管廊顧名思義就是地下管道的綜合走廊，相當(dāng)于建造一個隧道空間，將電力、通信，燃?xì)?、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，并設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和消防系統(tǒng)，可實現(xiàn)市政設(shè)施供應(yīng)一體化并節(jié)省道路地下空間、減少每次檢修的開挖成本、減少對已經(jīng)運行的道路通行效率的影響以及環(huán)境的破壞。在發(fā)達(dá)國家綜合管廊也被叫做“共同溝”，并且已經(jīng)存在了一個多世紀(jì)，在中國，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，綜合管廊也逐漸成為了城市發(fā)展現(xiàn)代化、科學(xué)化的標(biāo)準(zhǔn)之一。在綜合管廊系統(tǒng)日趨完善的同時其規(guī)模也越來越大，在統(tǒng)一化的同時也都有著各自的特點。

1 項目概況

橫琴口岸及綜合交通樞紐功能區(qū)北連中央商務(wù)中心、南接國際文化教育區(qū)(澳門大學(xué))、西鄰行政管理中心、東望澳門文娛區(qū)，位于“一國兩制”的交匯點和“內(nèi)外輻射”的結(jié)合部，同時也是橫琴新區(qū)商務(wù)辦公發(fā)展軸與綜合服務(wù)設(shè)施發(fā)展軸的交匯點。在區(qū)域的主要市政道路——福臨道下，設(shè)有一條綜合管廊，管廊內(nèi)敷設(shè)有服務(wù)于橫琴口岸及綜合交通樞紐功能區(qū)(66 hm2)內(nèi)的區(qū)域集中供冷及供熱管道、市政電力電纜、市政電信弱電通訊、市政給水、市政中水、市政垃圾管道等管線；市政燃?xì)夂褪姓潘艿啦贿M(jìn)入綜合管廊。

綜合管廊主廊北起港澳大道南邊線，南至濠江路北邊線，平面長度約830 m，總寬約21.8 m，凈高3.2 m。其中建筑下管廊長693 m。福臨道下共設(shè)10處支溝，為周邊地塊提供給水、中水、電力、電信、冷熱源等市政管線。

如圖1所示，綜合管廊以東西中軸線對稱，綜合倉、電力倉南北各劃分3個防火分區(qū)，分別設(shè)6個防火分區(qū)，綜合倉與電力倉每個防火分區(qū)分別設(shè)置了人員出入口。

本次設(shè)計市政綜合管廊位于道路下方中心位置，其上為主體建筑。如圖2所示，管廊分為2倉：綜合倉和電力艙，凈寬分別為16.7 m,2 m。電力倉位于最東側(cè)，綜合倉位于西側(cè)。管廊與福臨道平行敷設(shè)。主管廊內(nèi)敷設(shè)供熱、供冷、給水、中水、電力、通信、垃圾管道和為保證管廊正常使用的消防、排水、照明、通風(fēng)等管線，以及容納工程維修車輛通行通道。

2 給水管道設(shè)計

該綜合管廊內(nèi)設(shè)有DN400市政給水干管和DN300中水干管，同時通過支管廊為附近地塊供水。

在主管南北端部或出支溝的預(yù)留支管上設(shè)檢修閥門，管徑不大于300閥門上釆用軟密封法蘭閘閥(不銹鋼暗桿)，管徑不小于400閥門釆用軟密封法蘭蝶閥(不銹鋼暗桿)。DN≥300閥門配傳力伸縮節(jié)。給水、中水管道在管廊變形縫處設(shè)置一個金屬波紋管。閥門和伸縮節(jié)下設(shè)寬500 mm×240 mm的磚砌支墩或支架固定。

綜合管溝內(nèi)給水管均架空敷設(shè)，用支墩或支架固定。

在主管的隆起點設(shè)排氣閥，DN150管上設(shè)DN50排氣閥，DN200～DN400管上設(shè)DN80排氣閥，排氣閥采用ARX復(fù)合式排氣閥。

在主管及支管的低凹處設(shè)排水閥，DN150～DN400管上設(shè)DN100排水閥，排水閥采用彈性座封偏心旋塞閥，檢修時管道排水間接排入排水溝，如圖3所示。

3 排水設(shè)計

為了保證綜合管廊的正常運行，其結(jié)構(gòu)滲漏水及管道檢修時需要及時收集和排除。綜合管廊的綜合倉和電力倉內(nèi)分別設(shè)排水溝，并分別在出線倉設(shè)置集水坑，收集和排除結(jié)構(gòu)滲漏水及管道檢修時的排水等。如圖4所示，由于主管廊上方為主體建筑，不同于一般的管廊直接由主管廊接出管線至地面，該工程的管廊出線不能由主管廊直接出線，只能通過下方支管廊內(nèi)進(jìn)行管線出線的方式，給排水管線均需由主管廊接至下方的支管廊內(nèi)后敷設(shè)出線，對上下管廊管線的排布和預(yù)留預(yù)埋增加了難點。因此綜合管廊的排水采用重力預(yù)壓力排水相結(jié)合的方式，如圖4所示。

綜合管廊的綜合倉和電力倉內(nèi)分別設(shè)0.2 m×0.1 m的排水明溝，排水溝的坡度按0.3%考慮；主溝排水溝在支溝的正上方設(shè)置DN100的排水地漏，將主溝的滲水及管道檢修水排至支溝的排水溝，并最終排至集水坑。

每個防火分區(qū)在相應(yīng)的支溝內(nèi)設(shè)一個2 m×1.5 m×1.5 m集水坑，坑內(nèi)設(shè)2臺潛污泵(一用一備)。提升后的壓力排水管部分穿過室內(nèi)地下室后最終至室外排水檢查井。

4 消防設(shè)計

4.1 自動滅火系統(tǒng)

4.1.1 自動滅火系統(tǒng)概述

該綜合管廊火災(zāi)主要為帶電火災(zāi)，綜合艙中的電信電纜和電力艙是主要火災(zāi)源，根據(jù)GB 50838—2015城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)[1]。

目前綜合管廊中應(yīng)用較多的自動滅火系統(tǒng)有如下兩大類：

1)水劑滅火：水噴霧和細(xì)水霧兩種[2-3]；

2)氣體滅火：氣溶膠和超細(xì)干粉兩種[4]。

這4種類型的滅火系統(tǒng)都有其自身的優(yōu)勢和不足，設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)合理選擇。表1簡約列明這幾種常用系統(tǒng)的特點。

表1 綜合管廊常用自動滅火系統(tǒng)比較

由表1可知，水劑滅火系統(tǒng)都具有環(huán)保、無毒、滅火效果好且隨時可進(jìn)行二次滅火的特點，很適合運用在綜合管廊電力電纜溝的消防上。如果系統(tǒng)小，設(shè)備房設(shè)置困難的話，可以采用氣體滅火系統(tǒng)。具體采用何種滅火系統(tǒng)，不僅僅取決于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的因素。有時產(chǎn)權(quán)、管理模式也是需要考慮的因素。具體設(shè)計時要因地制宜，綜合考慮，才能做出最合理的選擇。

4.1.2 最初方案

從最初收集的資料中了解到，珠海橫琴開發(fā)區(qū)綜合管溝全長為20.9 km，共設(shè)2座水噴霧消防泵房和2座監(jiān)控中心，每座消防泵房最大服務(wù)半徑為6 km。消防泵房各設(shè)消防主泵4臺，3用1備，各配設(shè)穩(wěn)壓氣壓水罐1套，穩(wěn)壓泵2臺，1用1備，氣壓水罐總?cè)莘e為2.84 m3，調(diào)節(jié)容積為0.54 m3。消防泵房設(shè)消防水池1座，容積211 m3。

橫琴口岸及綜合交通樞紐功能區(qū)位于開發(fā)區(qū)內(nèi)部，根據(jù)以上分析，經(jīng)濟(jì)、安全、維護(hù)方便、具有撲滅二次火災(zāi)能力的水噴霧滅火系統(tǒng)無疑是本工程的最佳選擇。

初步設(shè)計中，綜合管廊綜合艙中的電信電纜和電力艙均采用水噴霧滅火系統(tǒng)，消防水源由開發(fā)區(qū)港澳大道的綜合管廊消防管道提供。

水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計噴霧強度13 L/(min·m2)，持續(xù)噴霧時間0.4 h，噴頭最小壓力0.35 MPa，噴頭采用離心式高速水霧噴頭，流量系數(shù)K=32，噴頭流量60 L/min，噴頭間距2.8 m。同一時間按一處著火考慮，防火分區(qū)最大長度為174 m，同一時間每1個防火分區(qū)2組水噴霧系統(tǒng)同時動作，水噴霧系統(tǒng)流量97 L/s。

4.1.3 最終方案

在初步設(shè)計完成之后，了解到該地塊土地出讓條件中標(biāo)明：

承建用地范圍內(nèi)的城市公共地下空間內(nèi)的綜合管溝(不含管溝內(nèi)市政管線)建成后產(chǎn)權(quán)均歸用地單位，由政府部門負(fù)責(zé)經(jīng)營、使用及管養(yǎng)。

這就表明該綜合管廊日后歸政府部門負(fù)責(zé)經(jīng)營、使用及管養(yǎng)。因為該管溝與橫琴開發(fā)區(qū)綜合管溝總體管溝脫節(jié)，不能直接以市政水噴霧消防給水管為水源。這就需要單獨設(shè)置水噴霧給水泵房，設(shè)備參數(shù)如上所述，設(shè)備及管網(wǎng)、控制系統(tǒng)綜合造價約300萬元。

甲方本著盡量緊縮本地塊內(nèi)市政設(shè)施占用面積的原則，不愿意為該綜合管廊設(shè)置獨立的消防水泵房。本管廊長度僅為830 m，屬于小型管廊，經(jīng)協(xié)商與反復(fù)比選，決定采用不需要設(shè)備房的氣體滅火系統(tǒng)。由于氣溶膠不具有CCCF認(rèn)證，在消防驗收時可能會有困難，因此選擇了具有CCCF認(rèn)證、初投資低，維護(hù)周期有可能進(jìn)一步延長的超細(xì)干粉自動滅火系統(tǒng)。

根據(jù)CECS 322：2012干粉滅火裝置技術(shù)規(guī)程，在電力艙內(nèi)采用全淹沒自動超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)，綜合倉的電信電纜采用局部淹沒自動超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)(保護(hù)寬度外擴(kuò)1.5 m)[5]。

根據(jù)CECS 322：2012干粉滅火裝置技術(shù)規(guī)程，計算滅火劑用量及干粉滅火裝置的配置數(shù)量。

計算公式：N=VC/m。

其中，N為干粉滅火裝置的配置數(shù)量，具；m為單具滅火裝置的充裝量，kg；V為防護(hù)區(qū)容積，m3，全淹沒系統(tǒng)為防護(hù)區(qū)凈容積，局部淹沒系統(tǒng)采用假定的封閉體的體積，電信電纜外延1.5 m；C為滅火設(shè)計濃度(質(zhì)量濃度，下同)，kg/m3，不應(yīng)小于經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證合格的滅火濃度的1.2倍(考慮干粉滅火劑噴射剩余率5%)。

以綜合管廊內(nèi)劃分的防火分區(qū)作為一個防護(hù)區(qū)進(jìn)行保護(hù)，系統(tǒng)采用全淹沒(或局部淹沒)滅火方式[6-7]。設(shè)計滅火濃度取值為0.18 kg/m3(0.15×1.2 kg/m3)，干粉滅火劑噴射剩余率為5%。

實際運行中采用的超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)，其滅火劑選用不吸潮、不結(jié)塊、不導(dǎo)電、對設(shè)備無腐蝕類型，不需要定期更換。但是是否必須滿足消防部門關(guān)于滅火器的規(guī)定，需要進(jìn)一步溝通。有可能降低后期運行維護(hù)費用。

根據(jù)管廊的截面積和滅火裝置的噴射距離、滅火濃度的需要，采用非貯壓懸掛式干粉滅火裝置。該系統(tǒng)各防火分區(qū)各自獨立，同時為了節(jié)省造價，采用一控多系統(tǒng)。每個防火分區(qū)的電控裝置集中在防火分區(qū)門口，并引至綜合管廊消防控制中心。一個電控裝置控制的點數(shù)不超過8個。但是實際招標(biāo)中，采用的是一控一系統(tǒng)，導(dǎo)致造價有所增加，但同時提高了滅火裝置動作的靈敏性。

自動無管網(wǎng)干粉滅火裝置內(nèi)的電啟動器收到感溫信號啟動器或手動、聯(lián)動控制裝置的脈沖電信號后，其裝置內(nèi)的冷氣發(fā)生器的固體物質(zhì)開始?xì)饣瘶O速產(chǎn)生大量氣體，殼內(nèi)氣壓急劇增加，沖破噴射口的隔膜片，開始噴射出大量滅火干粉，將該防護(hù)區(qū)內(nèi)的火災(zāi)噴滅。

具體布置如圖5，圖6所示。

4.2 滅火器設(shè)置

本工程為E類火災(zāi)，按中危險級設(shè)置滅火器，滅火器的最大保護(hù)距離為20 m。

綜合管廊、電力艙內(nèi)均配4 kg手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，每隔40 m設(shè)2具。注意口部、人孔等主要通行道上都設(shè)有方便使用的滅火器。

5 抗震支吊架設(shè)計

根據(jù)GB 50981—2014建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計規(guī)范1.0.4抗震設(shè)防烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑機(jī)電工程必須進(jìn)行抗震設(shè)計。這一點是強條，自2015年8月1日之后的項目必須執(zhí)行。最近其相關(guān)的驗收規(guī)范也即將出臺，再也不能以沒有驗收規(guī)范為理由，逃避相關(guān)設(shè)計。但是抗震設(shè)計主要是結(jié)構(gòu)受力的計算和設(shè)計，對于給排水專業(yè)的人來說，畢竟不夠?qū)I(yè)，通常需要進(jìn)行相關(guān)二次深化設(shè)計。

對于主體設(shè)計方來說，可以對深化設(shè)計提出控制要求，注明以下幾點：

1)抗震支吊架產(chǎn)品應(yīng)符合行業(yè)技術(shù)規(guī)范并需提供由國家建筑材料測試中心開具的符合CJ/T 476—2015建筑機(jī)電設(shè)備抗震支吊架通用技術(shù)條件的國家級支架荷載性能檢測報告，并具有國家級檢測單位認(rèn)證的包含外觀及尺寸公差、部件荷載性能、組件荷載性能等內(nèi)容的抗震支撐系統(tǒng)型式檢測報告。

2)建筑機(jī)電系統(tǒng)須進(jìn)行抗震設(shè)計并采取抗震措施。水平敷設(shè)的直徑不小于DN65的給水、熱水、消防、壓力排水管道或重力超過1.8 kN的其他設(shè)備必須進(jìn)行抗震設(shè)計；對于重力小于1.8 kN的設(shè)備或吊桿長度小于300 mm的懸吊管道可不進(jìn)行抗震設(shè)計?？拐鹬У跫芘c主體結(jié)構(gòu)應(yīng)采取可靠的錨固形式。

3)剛性管道側(cè)向抗震支撐最大設(shè)計間距12 m，縱向抗震支撐最大設(shè)計間距24 m，柔性管道上述參數(shù)可減半，最終間距根據(jù)現(xiàn)場實際情況在深化設(shè)計階段確定。

4)組成抗震支吊架的所有構(gòu)件應(yīng)采用成品構(gòu)件。成品抗震組件/構(gòu)件應(yīng)便于安裝檢驗，并應(yīng)能承受任意方向的地震作用?？拐鸾M件/構(gòu)件宜采用電鍍防腐，有特殊要求可采用熱浸鍍鋅，當(dāng)有絕緣要求時應(yīng)采用噴塑工藝。

6 結(jié)語

綜合管廊的給排水設(shè)計中應(yīng)充分考慮給排水管道安裝運行中的排氣、泄水措施以及支吊架(含抗震、固定、滑動等)安裝要求[8]，也要分析運行維護(hù)中可能出現(xiàn)的問題，為綜合管廊正常運行提供防災(zāi)(水災(zāi)、火災(zāi))等方面的保障措施：根據(jù)實際工程特點為結(jié)構(gòu)滲水及維修排水設(shè)置必要的排水設(shè)施(重力、壓力排水相結(jié)合)。同時需要考慮到雖然綜合管廊自動滅火系統(tǒng)較多采用水噴霧滅火系統(tǒng)，但是對于小型綜合管廊(不超過1 000 m)，應(yīng)結(jié)合技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)、運營管理等方面因素，選用安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的消防措施。當(dāng)受到管理、經(jīng)濟(jì)、面積等方面的約束時，采用無管網(wǎng)超細(xì)干粉滅火裝置也是可行的，且對干粉也應(yīng)提出安全性、穩(wěn)定性、有效期等方面的要求。