【给排水精品案例】第九期：揭秘管廊界的“网红”—华中第一条城市地下管廊设计

李克强总理考察武汉CBD地下综合管廊

      李克强总理考察武汉CBD地下综合管廊

武汉中央商务区是定位为以金融、保险、贸易、信息、咨询等产业为主的立足中华、面向世界。服务全国现代服务衷心。

根据武汉中央商务区高起点规划、高起点建设的要求，在市政配套工程中，建设综合管廊这一新型现代化的城市生命线工程，以利用城市工程建设资源的整合，探索可持续发展之路。

为此系统根据：直埋与管廊相结合、干线管廊与电力高压线路一致、直线管廊对核心区最大化辐射的布局原则，提出了“以城市道路下部空间综合利用为核心，围绕市政公用管线布局，对综合管廊进行合理布局和优化配置，构筑覆盖整个中央商务区的层次化、骨架化、网络化的综合管廊系统”的规划设计思路。

武汉中央商务区市政综合管廊工程，共包括102号路、202号路、205号路、304号路、305号路、306号路6条综合管廊，管廊内纳入了电力、供水和信息三种管线。

其中102号路和202号路为干线综合管廊。205号路、304号路、305号路、306号路为支线综合管廊。

干线长度3879m，直线长度2324m，总设计长度达到6203m，目前已建成投用长度为5.27公里，其中双舱2.97公里，单舱2.3公里，剩余的管廊预计明年建成。

管廊由单舱和双舱两种类型够成，双舱管廊宽4.8m，高 3.1m，管廊上方有2m多的覆土，双舱分为综合仓和高压舱，靠近道路红线一侧为综合舱放置给水、通信和10kv电力管线，目前管径300mm的给水管、10kv电力管线已经入廊；靠近道路中心一侧为高压电缆舱放置110kv、220kv电力管线，目前110kv管线已经入廊。

单舱管廊宽3m，高2.8m，舱内放置给水、通信和10kv电力管线，部分管廊与地下交通环廊合建。目前，管径400mm的给水管和10kv的电力管线都已经入廊。

根据综合管廊土建、控制中心、仪表监控设备，排水、消防、通风、动力、照明设备所需投资计算（不含管廊内管线安装）。综合管廊的总投资为3.8亿元。

下面以102号路综合管廊为例，介绍一下综合管廊设计。

结构设计主要包括标准段结构设计，节点设计、基坑支护设计。

管廊综合仓的内空为宽×高＝1.8m×2.5m，高压电缆仓的内空为宽×高＝2.2m×2.5m，结构宽度为4.85m，高度为3.1m。

综合管廊采用两孔钢筋混凝土闭合框架结构。管廊底板设2％素砼找坡层，中隔墙两侧设100mm宽排水边沟。标准断面下卧段采用纵向坡度1：4下卧，底板设踏步。

综合管廊每25m设一道变形缝，变形缝宽30mm，采用橡胶止水带止水，聚乙烯闭孔泡沫防水板嵌缝，并用聚硫密封胶封口。

管廊结构防水措施为两道，第一道为聚氨脂防水涂料，第二道为钢筋混凝土结构自防水。

为了避免产生不均匀沉降，管廊变形缝下设置钢筋混凝土枕梁。

管廊主要节点包括通风口、投料口、引出口、交叉口、端部井等。

（1）通风口设计

管廊每200米设一座通风口，通风口结构采用上下两层，上层长6.6m，宽5.85m，最小净高1.8m；下层长15.3m，宽4.85-5.85m，净高2.5m。 

（2）投料口设计

管廊每200米设一座投料口，投料口结构为上下两层，上层长10.6m，宽6.55m，最小净高1.8m；下层长18.0m，宽4.85～6.55m，净高2.5m。

（3）引出口设计

管廊在道路路口和地块间均设引出口供管廊内管线引出，引出口结构长13.5m，宽4.85～6.55m，净高2.5m，局部净高为4.5m。

（4）接头井设计

高压舱每500m设一座电缆接头井用于放置高压电缆接头，接头井结构长24.0m，宽4.85～6.65m，净高2.5m和4.0m。

    （5）接变电站处设计

接变电站处结构分为上下两层，上层长10.0m，宽4.85～6.15m，净高2.5m。下层长6.6m，宽6.15m，净高3.0m。 

（6）交叉口设计

交叉口包括102号路和306号路交叉口和102号路与监控中心交叉口。

（7）节点排水设计

管廊在每个通风口、投料口、接头井、接4号变电站处、交叉口和桩号K1+104、K1+308、K 1+495、K2+025、K2+408处管廊底板上均设置集水井。

桩号0+834.28～2+874.874段综合管廊基坑为临时性基坑，基坑深5.6m～11.0m，坑壁土层基本是

（1）层填土

（2）层流塑～可塑状粘土

（3）粉砂

工程地质条件较差，（2－7）和（3）层含水层赋存承压水。基坑周边房屋均按全部拆除考虑，故基坑重要性等级为三级，局部开挖深度达7.10m～11.0m处的重要性等级为二级，采用放坡和型钢桩进行支护。

本工程基坑施工应结合相应道路工程，如设计路面标高低于现状地面标高，应清表土方至设计路面标高。           边坡坡体表层杂填土应清除约1.0m厚，夹层淤泥全部清除，清表宽度为基坑开挖边线以外至少5m范围； 勘探期间，实测该区域内承压水头标高为17.9m，根据基坑底部隔水层自重压力与水压力平衡条件公式γ×H=Kty×γw×Hw计算可知，桩号1+085.2～1+120.8、1+578.2～1+601.8（含1+590～监控中心入口）、1+668.0～1+692.0、1+745.0～1+755.0、1+809.07～1+842.57、2+198.0～2+222.0和2+374.4～2+433.6段基坑段承压水头标高达到17.9m以上时，会发生基坑隆起或突涌现象。故该段综合管廊工程施工宜尽量在枯水期进行，且施工前宜设置水文观测孔进行承压水头观测，以进一步复核可能发生突涌的地段。施工期间根据施工情况在基坑外设置管井进行减压疏干降水，水位应降低到基坑底标高以下至少1.0m。初步选定管井孔径为500mm，管径为273mm，管井长度为30m，间距为10m～20m，设计单井出水量不小于50～70m3/h。管井距离基坑边缘应有2.0m以上。

桩号1+294.2～1+321.8段采用轻型井点降水，井点管平均长度为6.0m，间距为1.0m，井点管顶标高位于下级放坡平台处。 

综合管廊内部支架为敷设各种管线专用，应满足以下要求：

（1）组合式支架外形美观，尺寸标准。安装组件须门类齐全，功能完善，能够满足管廊内各类管线的现场安装要求，并具有施工的便利性及可操作性。支架采用Q235-B钢材，支架系统表面采用镀锌防腐处理，能够满足长期使用性能要求。

（2）支架系统应经严格的各类测试，并有相关权威部门出具的检验报告。应提供系统抗冲击测试，动负载测试，防火测试报告。

（3）支架安装完毕后应将支架擦拭干净，所有暴露的支架端部均需装上封堵头，信息管线支架上需安装成品托盘。 

附属设施的配置原则和要求：根据建设现状合理确定控制中心、变电所、投料口、通风口、人员出入口等配套设施规模、用地和建设标准。配套设施建设与周边环境相协调。附属设施系统主要包括：排水、供电、通风、消防、监控和报警等。

    2.1.1  综合管廊内排水水量 

设计综合管廊内主要容纳有电力、通信、供水等市政管线，引起管廊内积水的原因可能有以下几种：①水管道接口的渗漏水； ②供水管道事故漏水和检修放空水；③综合管廊内冲洗排水； ④综合管廊结构缝处渗漏水； ⑤综合管廊开口处进水；⑥消防排水。

考虑到管廊内爆管、消防后都可以通过外部协助进行排水，因此，本设计排水规模主要考虑排除雨水及其它渗漏水为主。经分析看出，除②、⑤、⑥这几种情况外，其余情况的排水量均很少。下面对②、⑤、⑥这几种情况的排水量进行分析。

对于供水管道事故水量和检修排水量，一般考虑为分段检修。按DN500管道，每500m设检修阀门考虑，一次检修排水量约98m3。 对于管廊开口处进水，主要为降雨从管廊进料孔等处进入管廊的水量，由于商务区内已设置雨水排水系统，降雨量不考虑地面雨水汇入管廊内的情况。对于消防排水，由于本次设计采用S型热气溶胶灭火系统，故基本无消防用水。 由上述工况分析可见，管廊内一次排水量最大约98m3。按一个防火分区200m、管廊宽度2.0m计，一次排水造成的涨水约0.25m，对管廊内设备一般不造成重大影响。

根据以上对排水性质的分析，管廊内一次排水量最大约98m3，一次排水周期3小时左右，综合管廊内设计排水量按30m3/h考虑。 

2.1.2  综合管廊内排水收集 

依据周边地区现有排水设施，综合管廊内积水不能自排，故在管廊每个防火分区内至少布置一个集水坑，集水坑分布在通风口、投料口、交叉口、接头井、接变电站处、接监控中心处及单独集水坑处。

管廊内积水通过管廊中墙两侧布置的边沟流往积水井，考虑到管廊内来水仅为检修放空、冲洗以及部分渗水，不会含有较大的生活垃圾，同时也根据管廊泵站的具体情况，本泵站内不设置格栅。

投料口、通风口结构型式为两层式，有少量雨水通过钢格板进入上部平面。在上部平面布置排水地漏收集积水，通过土建在管廊墙体内预埋的DN110 PVC排水管进入下层排入管廊底部积水边沟，进入积水井。

2.1.3  综合管廊排水泵站 

（1） 单座管廊泵站

泵站规模：依据前面分析，本管廊泵站流量为30m3/h，扬程12m。

采用潜水排污泵1台，单台流量Q=30m3/h,扬程H=12m，电机额定功率N=3kW

泵房即集水井。本管廊泵站为无人值守泵站，通过集水井水位的变化来自动控制水泵的开启及运行时间，管理部门定期派人对泵站设备进行维护和检修。运行方式：水泵由1控3自动控制柜控制，带超声波液位计，水泵开启也可通过中控室远程控制；集水井的设计最低水位为-0.74m（相对高程，下同，±0.000m为设计管廊节点底板标高，其对应的绝对高程详见管廊主体设计图），设计水位为-0.34m，最高报警水位为-0.14m。

安装方式：水泵直接潜入池下，采用移动软管安装方式，因单台水泵仅重60kg，若需检修，可直接用人将水泵提起至管廊地面进行检修。

（2）出水管

水泵出水压力管设置DN80可曲挠橡胶接头、橡胶止回阀及手动蝶阀。

经管廊泵站提升的积水，就近排入市政排水系统。泵站出水压力管道管顶覆土不得小于0.7m。

出水压力管通过防晃支架及管卡固定在管廊顶部。

泵站出水压力管道埋地段均采用120°砂基础，管道下铺设20cm粗砂垫层。

2.1.4  监控室给排水设计 

监控室内污水就近接入已设计102号路污水接户井统中；给水由市政给水干管引入。

监控室内排水管道均采用硬聚氯乙烯排水管道(UPVC)，承插粘接；给水管道则采用PPR给水管，热熔合或电熔合。

电气工程本次设计包含两部分内容：

（1）10kV供配电系统及监控中心供配电设计，10kV配电系统包括以监控中心总变电所10kV电源进线电缆头为界，监控中心至各综合管廊分变电所10kV电源进线电缆头一侧的供配电系统设计。监控中心供配电设计包括动力、照明、接地等设计内容。

（2）102号综合管廊供配电系统设计。

 通风工程采用自然进风与机械排风相结合的通风方式，解决沟内电力电缆散热及管线检修人员检修时所需的通风量。综合管廊每隔一定距离设置防火分隔，双沟为两个防火分区，每一区段中间，结合投料口百叶窗自然进风。两端各设机械排风机一台，端头井只在一端通风口处设置风机。排风机按排除管廊内电缆发热所需风量选型，当管廊内温度超过40℃时，温控风机自动开启；当管廊内温度低于35℃时，排风机自动关闭。排风通过设置在通风口处的钢格栅排出管廊。排风口设置在绿化带中，与景观绿化融为一体。管廊内发生火灾时，风机停止运行。待管廊内气体灭火系统灭火后开启风机将沟内废气排除。