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【摘 要】 随着城市的不断发展,越来越多的管线敷设加剧了城市地下空间的紧张,纵横交错的地下管线,给城市改建、城市扩建以及城市地下轨道交通的发展带来了极大的不便,传统的市政管线敷设方式已经不能满足城市发展的要求。传统的市政管线敷设方式已经不能满足城市发展的要求。综合管沟是一种现代化、集约化的基础设施,建设综合管沟是解决城市地下管线难题的有效途径,也是市政管线敷设发展的趋势。
【关键词】 市政工程;管线;共同沟
一、共同沟的定义及组成
综合管线的共同沟,即综合管沟(下同),是指将地面、地下或架空的两种以上的市政管线集中设置于同一地下人工空间中,并留有供检修人员行走通道的隧道结构,形成的一种现代化、集约化的城市基础设施。它可以有效利用道路空间,免除路面经常开挖,既保护了道路结构,又保证了路面交通的畅通,同时有助于防止城市灾害和改善城市景观。
综合管沟实质是指按照“实施统一规划、设计、施工和维护,建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施”。综合管沟的结构组成如下:管沟的本体,包括管沟的一半地段,即标准断面的地段和特殊地段及支线、电缆线头接头位置,进物孔等,通风口及出入口:排水、照明、通风、防火安全等设备。为了保证综合管沟能安全有效的运行,标准的综合管沟系统是各种系统的有机组成,综合管沟本体,管线,监控系统,通风系统,供电系统,排水系统,通讯系统,标示系统,地面设施(包括地面控制中心、人员出入口、通风井、材料投入口等地面设施)。
二、综合管沟内管线的布置
(一)综合管沟截面形式
采用明挖现浇施工时宜采用矩形断面;采用明挖预制装配施工时宜采用矩形断面或圆形断面;采用非开挖技术时宜采用圆形断面、马蹄形断面。大部分综合管沟断面形式都为矩形,矩形断面的空间利用效率高于其他断面,因而一般具备明挖施工条件时往往优先采用矩形断面。但是当施工条件制约必须采用非开挖技术如顶管法、盾构法施工综合管沟时,一般需要采用圆形断面。在地质条件适合采用暗挖法施工时,采用马蹄形断面更合适。在确定综合管沟断面尺寸时,首先应确定设置在此段管沟内管线的种類、数量,然后根据管线种类、管径大小、管线坡度要求、管理便利等因素来布置。
(二)综合管沟内管线布置原则
(1)综合管沟管线布置以安全,经济,施工和检查方便为总的原则。
(2)应尽可能地把同性质的管线布置在同一侧;当管线种类较多时应把电缆、控制、通信线路设在上侧;横穿管沟的管线应尽量走高处,以不妨碍管沟内通行为准;管线之间的上下间距及左右间距应满足规范要求;当断面受限制不可能加大而管线又太多布置不开时,可将小口径管线并列布置,中间留出一定的人行通道宽度。
(3)先布置管径较大的管线,后布置管径较小的管线。小管径避让大管径,因为小管径管线所占空间位置较小,易于安装,而且造价相对低。
(4)金属管避让非金属管,因为金属管较易切割、弯曲、连接。
(5)附件少的管道避让附件多的管道,这样有利于施工操作和维护及更换管件。
(6)煤气管是压力管线,煤气一旦泄漏,将对人体和管沟造成危害,因此,需将其单独一室敷设,不和其他管线设在一个室内,但应采取有效的防护措施,如采用优质管材、设置煤气报警器等,以保证纳入燃气管线的综合管沟的安全性。
(7)给水管道应布置在沟底。当沟内有腐蚀性介质管道时,给水管线应位于其上面。
(8)腐蚀性介质管道的标高应低于沟内其他管线。
(9)火灾危险性属于甲、乙、丙类的液体,液化石油气、可燃性气体,毒性气体和液体以及腐蚀性介质管道,不应共沟敷设,并严禁与消防水管共沟敷设。
三、纳入共同沟的管线种类
(一)排水设备
综合管沟的排水区间应根据道路的纵坡确定,排水区间不宜大于400m,应在排水区间的最低点设置集水坑,并设置自动水位排水泵。集水坑的容量应根据渗入综合管沟内的水量和排水扬程确定。综合管沟的底板宜设置排水明沟,并通过排水沟将综合管沟内积水汇入集水坑内。
当综合管沟有纵向坡度时,应于综合管沟最低点处设集水坑,综合管沟的底板宜设置排水明沟,并通过排水沟将综合管沟内积水汇入集水坑内,沟底应保证一定的横向排水坡度,一般为2%左右,排水明沟的坡度不应小于0.5%。综合管沟的排水应就近接入城市排水系统,并应在排水管的上端设置逆止阀。若管沟内经常有积水存在,除需设置排水系统外,还应加设人行步道,以防止因积水而影响通行。
管沟有坡度时,其坡向应与道路、周边地势坡向一致。
(二)通风设备
综合管沟宜采用自然通风和机械通风相结合的通风方式。综合管沟内需要维持正常通风,当综合管沟内有毒气体浓度超标时,应进行强制通风,以降低有毒气体的浓度。一般通风设备利用综合管沟本身作为通风管,再交错配置强制排气通风口与自然进气通风口。
(三)电力设备
照明负荷虽然年负荷曲线变化不大,但日负荷曲线变化较大,且通风与排水设备使用是无规律性的。因此,应考虑负荷变动而导致电压的波动,影响设备的正常运行和使用寿命。综合管沟内应有交流220/380V带剩余电流动作保护装置的检修插座,插座沿线间距不宜大于60米。检修插座容量不宜小于15KW,应防水防潮,保护等级不低于IP54,安装高度不宜小于500mm。
(四)照明设备
综合管沟内应设正常照明和应急照明,且应符合下列要求:
(1)在管沟内人行道上的一般照明的平均照度不应小于10lx,最小照度不应小于2lx,在出入口和设备操作处的局部照度可提高到100lx。监控室一般照明照度不宜小于300lx;
(2)管沟内应急疏散照明照度不应低于0.5lx,应急电源持续供电时间不应小于30min。监控室备用应急照明照度不应低于正常照明照度值的10%; (3)管沟出入口和各防火分区防火门上方应有安全出口标志灯,灯光疏散指示标志应设置在距地坪高度1.0m以下,间距不应大于20m。
(4)照明回路导线应采用不小于1.5mm2截面的硬铜导线,线路明敷设时宜采用保护管或线槽穿线方式布线。
(五)監控系统
在结构上采取必要的技术措施,加强综合管沟内部对燃气的监测,纳入燃气管线的综合管沟的安全性是可得到保证的。
除此之外,综合管沟的监控系统应保证能准确、及时地探测沟内火情,监测有害气体、空气质量、温度等,并应及时将信息传递至监控中心。综合管沟的监控系统宜对沟内的机械风机、排水泵、供电设备、消防设施进行监测和控制。控制方式可采用就地联动控制、远程控制等控制方式。综合管沟内应设置固定式通信系统,电话应与控制中心连通,信号应与通信网络连通。在综合管沟人员出入口或每个防火分区内应设置一个通信点。
(六)消防系统
综合管沟有潜在的火源,比如:电力电缆、通信电缆、照明系统等,这些都是潜在的火源,特别是其中的电力电缆,其火灾危险极高;其次是可燃物质,综合管沟的可燃物质取决于敷设管线的种类,燃气管道发生泄漏时将释放大量的可燃气体,有可能外溢到综合管沟内。
综合管沟的承重结构体的燃烧性能应为不燃烧体,耐火极限不应低于3.0h。综合管沟内装修材料除嵌缝材料外,应采用不燃材料。综合管沟内防火分区最大间距应不大于200m。防火分区应设置防火墙、甲级防火门、阻火包等进行防火分隔。综合管沟的交叉口部位应设置防火墙、甲级防火门进行防火分隔。在综合管沟的人员出入口处,应设置灭火器、黄沙箱等灭火器材。综合管沟内应设置火灾自动报警系统。综合管沟内宜设置自动喷水灭火系统、水喷雾灭火或气体灭火等固定设施。综合管沟内的电缆防火与阻燃应符合国家现行标准《电力工程电缆设计规范》GB50217的要求。当综合管沟内纳入输送易燃易爆介质管道时,应采取专门的消防设施。
(七)应急附属设施
干线综合管沟、支线综合管沟应设置人员逃生孔,逃生孔宜同投料口、通风口结合设置,并应符合下列规定:
(1)人员逃生孔不应少于2个。采用明挖施工的综合管沟人员逃生孔间距不宜大于200m;采用非开挖施工的人员逃生孔间距应根据综合管沟地形条件、埋深、通风、消防等条件综合确定;
(2)人员逃生孔盖板应设有在内部使用时易于开启、在外部使用时非专业人员难以开启的安全装置;
(3)人员逃生孔内径净直径不应小于800mm;
(4)人员逃生孔应设置爬梯。
(5)综合管沟的投料口宜兼顾人员出入功能。投料口最大间距不宜超过400m。投料口净尺寸应满足管线、设备、人员进出的最小允许限界要求。综合管沟的通风口净尺寸应满足通风设备进出的最小允许限界要求,采用自然通风方式的通风口最大间距不宜超过200m。
(6)综合管沟的投料口、通风口、安全孔等露出地面的构筑物应满足城市防洪要求或设置防止地面水倒灌的设施。
(7)投料口、通风口、安全孔其外观宜与周围景观相协调。
(8)综合管沟的管线分支口,应满足管线预留数量、安装敷设作业空间的要求。相应的管线工作井的土建工程宜同步实施。
四、结语
近年来,随着第三产业在城市经济中所占比重逐步上升,城市商务区、集聚区的规划建设被推到新一轮开发建设的热潮中,其功能复合与集聚、机能运转高效的要求必然提出专业化、集约化的地下空间利用需求,综合管沟作为市政基础设施建设的方式进入商务区整体规划并予以实施,对商务区、集聚区的长远发展来说就是最好时机。因此,研究综合管沟的规划与建设,对解决道路地下空间的有效利用、道路交通顺畅及保障城市生命线都至关重要。
参考文献:
[1]白洋.城市工程管线综合规划设计关键技术研究[D].西安建筑科技大学,2012.
[2]陈只兵.综合管沟消防设计分析[D].华南理工大学,2013.
[3]胡敏华,蔺宏.论市政共同沟的发展史及其意义[J].基建优化,2004,03:7-10.
【关键词】 市政工程;管线;共同沟
一、共同沟的定义及组成
综合管线的共同沟,即综合管沟(下同),是指将地面、地下或架空的两种以上的市政管线集中设置于同一地下人工空间中,并留有供检修人员行走通道的隧道结构,形成的一种现代化、集约化的城市基础设施。它可以有效利用道路空间,免除路面经常开挖,既保护了道路结构,又保证了路面交通的畅通,同时有助于防止城市灾害和改善城市景观。
综合管沟实质是指按照“实施统一规划、设计、施工和维护,建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施”。综合管沟的结构组成如下:管沟的本体,包括管沟的一半地段,即标准断面的地段和特殊地段及支线、电缆线头接头位置,进物孔等,通风口及出入口:排水、照明、通风、防火安全等设备。为了保证综合管沟能安全有效的运行,标准的综合管沟系统是各种系统的有机组成,综合管沟本体,管线,监控系统,通风系统,供电系统,排水系统,通讯系统,标示系统,地面设施(包括地面控制中心、人员出入口、通风井、材料投入口等地面设施)。
二、综合管沟内管线的布置
(一)综合管沟截面形式
采用明挖现浇施工时宜采用矩形断面;采用明挖预制装配施工时宜采用矩形断面或圆形断面;采用非开挖技术时宜采用圆形断面、马蹄形断面。大部分综合管沟断面形式都为矩形,矩形断面的空间利用效率高于其他断面,因而一般具备明挖施工条件时往往优先采用矩形断面。但是当施工条件制约必须采用非开挖技术如顶管法、盾构法施工综合管沟时,一般需要采用圆形断面。在地质条件适合采用暗挖法施工时,采用马蹄形断面更合适。在确定综合管沟断面尺寸时,首先应确定设置在此段管沟内管线的种類、数量,然后根据管线种类、管径大小、管线坡度要求、管理便利等因素来布置。
(二)综合管沟内管线布置原则
(1)综合管沟管线布置以安全,经济,施工和检查方便为总的原则。
(2)应尽可能地把同性质的管线布置在同一侧;当管线种类较多时应把电缆、控制、通信线路设在上侧;横穿管沟的管线应尽量走高处,以不妨碍管沟内通行为准;管线之间的上下间距及左右间距应满足规范要求;当断面受限制不可能加大而管线又太多布置不开时,可将小口径管线并列布置,中间留出一定的人行通道宽度。
(3)先布置管径较大的管线,后布置管径较小的管线。小管径避让大管径,因为小管径管线所占空间位置较小,易于安装,而且造价相对低。
(4)金属管避让非金属管,因为金属管较易切割、弯曲、连接。
(5)附件少的管道避让附件多的管道,这样有利于施工操作和维护及更换管件。
(6)煤气管是压力管线,煤气一旦泄漏,将对人体和管沟造成危害,因此,需将其单独一室敷设,不和其他管线设在一个室内,但应采取有效的防护措施,如采用优质管材、设置煤气报警器等,以保证纳入燃气管线的综合管沟的安全性。
(7)给水管道应布置在沟底。当沟内有腐蚀性介质管道时,给水管线应位于其上面。
(8)腐蚀性介质管道的标高应低于沟内其他管线。
(9)火灾危险性属于甲、乙、丙类的液体,液化石油气、可燃性气体,毒性气体和液体以及腐蚀性介质管道,不应共沟敷设,并严禁与消防水管共沟敷设。
三、纳入共同沟的管线种类
(一)排水设备
综合管沟的排水区间应根据道路的纵坡确定,排水区间不宜大于400m,应在排水区间的最低点设置集水坑,并设置自动水位排水泵。集水坑的容量应根据渗入综合管沟内的水量和排水扬程确定。综合管沟的底板宜设置排水明沟,并通过排水沟将综合管沟内积水汇入集水坑内。
当综合管沟有纵向坡度时,应于综合管沟最低点处设集水坑,综合管沟的底板宜设置排水明沟,并通过排水沟将综合管沟内积水汇入集水坑内,沟底应保证一定的横向排水坡度,一般为2%左右,排水明沟的坡度不应小于0.5%。综合管沟的排水应就近接入城市排水系统,并应在排水管的上端设置逆止阀。若管沟内经常有积水存在,除需设置排水系统外,还应加设人行步道,以防止因积水而影响通行。
管沟有坡度时,其坡向应与道路、周边地势坡向一致。
(二)通风设备
综合管沟宜采用自然通风和机械通风相结合的通风方式。综合管沟内需要维持正常通风,当综合管沟内有毒气体浓度超标时,应进行强制通风,以降低有毒气体的浓度。一般通风设备利用综合管沟本身作为通风管,再交错配置强制排气通风口与自然进气通风口。
(三)电力设备
照明负荷虽然年负荷曲线变化不大,但日负荷曲线变化较大,且通风与排水设备使用是无规律性的。因此,应考虑负荷变动而导致电压的波动,影响设备的正常运行和使用寿命。综合管沟内应有交流220/380V带剩余电流动作保护装置的检修插座,插座沿线间距不宜大于60米。检修插座容量不宜小于15KW,应防水防潮,保护等级不低于IP54,安装高度不宜小于500mm。
(四)照明设备
综合管沟内应设正常照明和应急照明,且应符合下列要求:
(1)在管沟内人行道上的一般照明的平均照度不应小于10lx,最小照度不应小于2lx,在出入口和设备操作处的局部照度可提高到100lx。监控室一般照明照度不宜小于300lx;
(2)管沟内应急疏散照明照度不应低于0.5lx,应急电源持续供电时间不应小于30min。监控室备用应急照明照度不应低于正常照明照度值的10%; (3)管沟出入口和各防火分区防火门上方应有安全出口标志灯,灯光疏散指示标志应设置在距地坪高度1.0m以下,间距不应大于20m。
(4)照明回路导线应采用不小于1.5mm2截面的硬铜导线,线路明敷设时宜采用保护管或线槽穿线方式布线。
(五)監控系统
在结构上采取必要的技术措施,加强综合管沟内部对燃气的监测,纳入燃气管线的综合管沟的安全性是可得到保证的。
除此之外,综合管沟的监控系统应保证能准确、及时地探测沟内火情,监测有害气体、空气质量、温度等,并应及时将信息传递至监控中心。综合管沟的监控系统宜对沟内的机械风机、排水泵、供电设备、消防设施进行监测和控制。控制方式可采用就地联动控制、远程控制等控制方式。综合管沟内应设置固定式通信系统,电话应与控制中心连通,信号应与通信网络连通。在综合管沟人员出入口或每个防火分区内应设置一个通信点。
(六)消防系统
综合管沟有潜在的火源,比如:电力电缆、通信电缆、照明系统等,这些都是潜在的火源,特别是其中的电力电缆,其火灾危险极高;其次是可燃物质,综合管沟的可燃物质取决于敷设管线的种类,燃气管道发生泄漏时将释放大量的可燃气体,有可能外溢到综合管沟内。
综合管沟的承重结构体的燃烧性能应为不燃烧体,耐火极限不应低于3.0h。综合管沟内装修材料除嵌缝材料外,应采用不燃材料。综合管沟内防火分区最大间距应不大于200m。防火分区应设置防火墙、甲级防火门、阻火包等进行防火分隔。综合管沟的交叉口部位应设置防火墙、甲级防火门进行防火分隔。在综合管沟的人员出入口处,应设置灭火器、黄沙箱等灭火器材。综合管沟内应设置火灾自动报警系统。综合管沟内宜设置自动喷水灭火系统、水喷雾灭火或气体灭火等固定设施。综合管沟内的电缆防火与阻燃应符合国家现行标准《电力工程电缆设计规范》GB50217的要求。当综合管沟内纳入输送易燃易爆介质管道时,应采取专门的消防设施。
(七)应急附属设施
干线综合管沟、支线综合管沟应设置人员逃生孔,逃生孔宜同投料口、通风口结合设置,并应符合下列规定:
(1)人员逃生孔不应少于2个。采用明挖施工的综合管沟人员逃生孔间距不宜大于200m;采用非开挖施工的人员逃生孔间距应根据综合管沟地形条件、埋深、通风、消防等条件综合确定;
(2)人员逃生孔盖板应设有在内部使用时易于开启、在外部使用时非专业人员难以开启的安全装置;
(3)人员逃生孔内径净直径不应小于800mm;
(4)人员逃生孔应设置爬梯。
(5)综合管沟的投料口宜兼顾人员出入功能。投料口最大间距不宜超过400m。投料口净尺寸应满足管线、设备、人员进出的最小允许限界要求。综合管沟的通风口净尺寸应满足通风设备进出的最小允许限界要求,采用自然通风方式的通风口最大间距不宜超过200m。
(6)综合管沟的投料口、通风口、安全孔等露出地面的构筑物应满足城市防洪要求或设置防止地面水倒灌的设施。
(7)投料口、通风口、安全孔其外观宜与周围景观相协调。
(8)综合管沟的管线分支口,应满足管线预留数量、安装敷设作业空间的要求。相应的管线工作井的土建工程宜同步实施。
四、结语
近年来,随着第三产业在城市经济中所占比重逐步上升,城市商务区、集聚区的规划建设被推到新一轮开发建设的热潮中,其功能复合与集聚、机能运转高效的要求必然提出专业化、集约化的地下空间利用需求,综合管沟作为市政基础设施建设的方式进入商务区整体规划并予以实施,对商务区、集聚区的长远发展来说就是最好时机。因此,研究综合管沟的规划与建设,对解决道路地下空间的有效利用、道路交通顺畅及保障城市生命线都至关重要。
参考文献:
[1]白洋.城市工程管线综合规划设计关键技术研究[D].西安建筑科技大学,2012.
[2]陈只兵.综合管沟消防设计分析[D].华南理工大学,2013.
[3]胡敏华,蔺宏.论市政共同沟的发展史及其意义[J].基建优化,2004,03:7-10.