沈張
為改善當(dāng)前城市地下管線管理存在的松散、零亂現(xiàn)狀,通過建設(shè)地下綜合管廊實現(xiàn)統(tǒng)一、規(guī)范化管控。地下綜合管廊是指利用城市地下空間,建造容納電力、燃氣、給排水、通信等管線的專用隧道,通過設(shè)置專門的檢修口、監(jiān)測系統(tǒng)等,提升管線管理能力,提升市政綜合服務(wù)質(zhì)量。為推動地下綜合管廊建筑形式普及,應(yīng)明確其特點,并重點把握設(shè)計要點,以此保證綜合管廊適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展。
地下綜合管廊按照使用功能的不同,一般可分為兩種常見形式。比如干線管廊則是布置在城市主干道路的下方空間,為支線提供相應(yīng)的配送服務(wù),主要收容通信管線、有線電視線、電力管線、燃氣管線以及給水線路等。同時在部分城市中也在干線綜合管廊中設(shè)計有雨污系統(tǒng),主要特征為結(jié)構(gòu)的斷面尺寸相對加大且覆土厚度較深,系統(tǒng)整體運行狀態(tài)穩(wěn)定、輸送量較大,在運營期間安全性高,同時對檢修維護的要求也相對較高。而支線綜合管廊則是位于兩側(cè)道路的人行車道下方,能夠與主干線管廊形成相互配合,收容管線與主干線管廊基本相同。該類管廊建筑的突出特點則是結(jié)構(gòu)斷面以矩形為主,有效斷面較小,同時施工成本較低,并具有高穩(wěn)定性和安全性。
如對地下綜合管廊按照斷面形式進行劃分,則有矩形、圓形、異形等綜合管廊,具體選用標(biāo)準(zhǔn)則是按照市政管線種類、數(shù)量以及施工條件、地下空間情況等而定。不過目前階段在我國城市地下綜合管廊的設(shè)計中,仍是以矩形斷面為主,具有價格低廉、利用效率較高、維護難度小、便于管道敷設(shè)等優(yōu)勢,在新建小區(qū)以及橋梁道路下方空間得到廣泛應(yīng)用。
除此之外,按照艙室數(shù)量對地下綜合管廊進行類型劃分,則有單艙、雙艙、多艙管廊等,在設(shè)計中往往是按照管線收容的種類和數(shù)量等情況合理選擇。
對于城市地下綜合管廊的設(shè)計,應(yīng)當(dāng)保障管廊平面布局的規(guī)劃具有科學(xué)性。即是按照城市地下空間使用規(guī)劃進行規(guī)范設(shè)計。如果遭遇地下軌道交通線路,應(yīng)當(dāng)盡量保障與其一致性,不得對原有基礎(chǔ)設(shè)施進行破壞或私自改動,充分確保地下空間綜合利用目標(biāo)的實現(xiàn)。如果地下綜合管廊在特殊情況下出現(xiàn)交叉情況,應(yīng)當(dāng)重新進行線路規(guī)劃,尋找影響原因,最大限度避免線路交叉或沖突。
另外,在平面布局規(guī)劃中,應(yīng)當(dāng)注重結(jié)合城市功能分區(qū)、建設(shè)用地布局以及道路網(wǎng)等規(guī)劃進行設(shè)計,保證各領(lǐng)域具有良好的適應(yīng)性。比如在實際設(shè)計工作中,相關(guān)人員需要全面了解城市地下管線的現(xiàn)狀,基于城市道路、地下軌道交通、電力、熱力、給排水、通信等專項規(guī)劃,合理確定平面布局。同時對地下綜合管廊的布置應(yīng)盡量選擇在道路兩側(cè)地塊,偏重對公共管線需求較大的一側(cè)。同時盡量將地下綜合管廊投料口、通風(fēng)口、出入口等配套設(shè)施與地面道路景觀、公共服務(wù)功能等進行有機結(jié)合。
在地下綜合管廊的制作設(shè)計方面,針對不同的城市特點應(yīng)當(dāng)規(guī)劃不同的施工工藝以及廊體制作方法。通常情況下,在新城區(qū)地下綜合管廊設(shè)計中,主要采用明挖現(xiàn)澆法進行施工,具有成本投入較低的優(yōu)勢。但同時要注意對于城市體系相對完善的省會城市中,如采用直接開挖溝槽的方式將會出現(xiàn)嚴重的交通阻塞現(xiàn)象,可適當(dāng)選用暗挖法或者頂管施工、盾構(gòu)施工等,聯(lián)合地下軌道交通施工、地下綜合體施工進行整體作業(yè)。合理設(shè)計支護體系避免對周圍建筑物、路面產(chǎn)生不利影響。另外在部分項目工程中,除采用現(xiàn)澆施工作業(yè)外,還可開展裝配式建筑施工模式,不過前提是具有充足的空間用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)以及大型機械作業(yè),有助于縮短施工周期,盡可能提高施工效率。
結(jié)合當(dāng)前我國各地區(qū)對于地下綜合管廊的斷面設(shè)計形式,大多以矩形為主,并采用多艙管廊,有利于收容各類地下敷設(shè)管線。不過在設(shè)計過程中,相關(guān)人員需要全面考慮各個管線之間所產(chǎn)生的相互影響,按照不同線路設(shè)計差異化的布置方式。目前對于管廊斷面的設(shè)計主要有縱斷面和橫斷面兩方面,并依據(jù)其斷面形式合理布置各類管線。首先,設(shè)計綜合管廊縱斷面時,主要參考因素為管廊結(jié)構(gòu)在道路橫斷面下的具體位置、排水管道與地下人行通道等與管廊出現(xiàn)的交叉跨越情況、結(jié)構(gòu)抗浮能力、車載荷載對管廊結(jié)構(gòu)的影響、管廊縱坡變化是否滿足管線折角要求等。其次,在橫斷面設(shè)計中,對其面積、尺寸等參數(shù)的確定,應(yīng)參考管廊內(nèi)部功能。并且在設(shè)計過程中,要綜合考慮通風(fēng)、排水、送電等情況。對于具有特殊要求的空間可采用單獨設(shè)計方式。按照地下環(huán)境的地質(zhì)情況、交通情況開展現(xiàn)場分析,不得對其他建筑物產(chǎn)生破壞。根據(jù)縱斷面以及橫斷面的設(shè)計要求,需優(yōu)化各類管線在廊體內(nèi)的布置,具體如下:
(1)針對給排水系統(tǒng)管道設(shè)計時,綜合考慮其屬于一類壓力管道,對其他管線的影響程度較低,而且在日常維護中具有檢修頻率高等特點,可入廊并靈活布置。
(2)對于雨水及污水管道的設(shè)計,則要保證其具有一定的坡度,每間隔一段距離需設(shè)計檢查井設(shè)施。同時由于雨水和污水中可能含有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì),很容易對管壁產(chǎn)生侵蝕作用,因此不得對其采用入廊布置。如有特殊要求必須入廊,則要更嚴格、細致的設(shè)計斷面形式。
(3)對于熱力管道的斷面布置設(shè)計,則是考慮其在運行過程中會散發(fā)出大量熱量,導(dǎo)致管廊設(shè)施內(nèi)的溫度有所升高,對其他管線具有較大的影響。因此相關(guān)人員可針對熱力管道的入廊設(shè)計科學(xué)的保溫隔熱處理措施,嚴禁與電力纜線等設(shè)計為同艙。
電力線路的布置則是注重溫度以及絕緣性等因素,避免管線相互影響,需分開設(shè)置。
根據(jù)我國現(xiàn)行的地下綜合管廊設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),如表1所示。應(yīng)當(dāng)明確總體設(shè)計方案,依據(jù)入廊管線需求、景觀對管廊設(shè)施需求等,對施工工藝模塊進行有效優(yōu)化,促使管廊得到合理運用。在具體工程中對結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)按照沿線不同地段的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,并綜合周邊地面建筑物、構(gòu)筑物、管線、道路交通等進行考慮,盡量保證管廊結(jié)構(gòu)的構(gòu)件簡單、施工簡便,且具有經(jīng)濟性,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。在施工設(shè)計方面可采用裝配式建筑模式、引進BIM技術(shù),促使地下綜合管廊結(jié)構(gòu)滿足市政管線服務(wù)的具體要求,提升日常運行質(zhì)量和效率。
表1 我國城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
圖1 城市地下綜合管廊斷面設(shè)計示意圖
綜上所述,基于城市地下綜合管廊設(shè)施的應(yīng)用越來越廣泛,需進一步規(guī)范設(shè)計方案。結(jié)合實際工程環(huán)境以及管線管理需求等,優(yōu)化工程設(shè)計質(zhì)量。在具體實踐中,則應(yīng)當(dāng)落實科學(xué)合理的設(shè)計原則,明確地下綜合管廊的建筑類型和特點。重點把握科學(xué)規(guī)劃平面布局、明確管廊制作設(shè)計方法、優(yōu)化管廊斷面設(shè)計、科學(xué)設(shè)計管廊主體結(jié)構(gòu)等環(huán)節(jié),進一步保障管廊設(shè)施符合城市經(jīng)濟長遠發(fā)展要求,推動城市生活質(zhì)量提升、促使各維度空間全面發(fā)展。