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【技术Day】某高校校园综合管廊工程设计探讨

2016-05-23

介绍了某高校校园综合管廊与人防通道结合的工程设计,从综合管廊的位置选择、设计埋深、宽度与高度,以及安装口和通风口的设计进行分析,并提出了工程项目的一些不足,以期为校园类综合管廊的建设提供参考。
 
工程概况
 
北京理工大学良乡校区三期工程市政管线有生活给水、消防给水、中水、雨水、污水、强电、弱电、燃气、热力等市政管线,市政管线如采用直埋敷设在十七号路20m宽的道路红线内,管线布置非常紧张,管道分支与主干线交叉较多,分支阀门井密布于道路上,管线的后期运行管理、维护对道路通行带来诸多影响和破坏。
 
北京理工大学良乡校区三期综合管廊项目(以下简称“综合管廊”),设在良乡校区三期工程十七号路主干道下,综合管廊南起学生公寓A,北至学生公寓C,以良乡东路为界分为南北2部分,总长度为897.3m,其中南段长度为448m,北段长度为449.3m。
 
综合管廊分为电气舱和热力舱两个舱,其中热力舱内布置了热力管线、中水管线、消防给水管线,电力舱内布置了电力管线、弱电管线。依靠重力流的雨水、污水管线以及危险性较大的燃气管线没有纳入综合管廊。
 
综合管廊设计同时考虑战时作为三期工程人防通道使用,连接三期各个建筑单体地下人防。根据相关人防批复,人防通道批复建筑面积为9500㎡,其中综合管廊部分建筑面积为8015.37㎡,人防分支通道为1484.63㎡,人防分支通道与各相关单体同期建设。
 
2、综合管廊设计方案
综合管廊设计方案主要研究管廊位置选择、管廊宽度、高度、各分支管线接口设计、各种附属的安装口、通风口设计等内容,人防设计按人防通道设计,在综合管廊设计中考虑设置必要的人防密闭门、通风设备、应急逃生出口,具体设计内容结合综合管廊设计时统一考虑。
 
管廊位置选择
根据三期工程规划设计方案,三期工程内规划建设一条南北向的十七号路主干道,道路红线宽20m,机动车道宽10m;四号路、五号路两条东西向支路,道路红线宽度10m,道路红线与地块用地红线重合。一纵两横道路把三期校区划分为8个地块,主要的市政管线接口均在十七号路东西两侧,市政管线主管主要布置在十七号路道路红线内。三期工程建设先启动建设十七号路道路以及道路下市政管线的干管,预留各分支管线接口,为避免对各地块建设的影响,主干管的敷设路由全部在十七号路机动车道宽10cm内解决。因此,综合管廊优先考虑布置在十七号路机动车道下。
 
管廊埋深
综合管廊埋深要根据地下水位、地质条件、管廊内管线与直埋管线连接高程、管廊上方雨水、污水管线埋深要求等确定。本项目综合管廊布置在道路下,在设计时需同时考虑重车荷载的影响。
 
综合管廊覆土需考虑管廊外的雨水、污水分支穿越道路的高程,根据北京地区冻土要求,雨污水管线管顶覆土不应小于800mm,分支管线最大管径暂按DN300考虑,分支管线坡度按5%考虑;同时考虑管廊顶板与雨污分支管线之间需有500~800mm的净距,因此管廊顶板外高程与道路面层之间覆土至少应预留2000mm。
 
综合管廊上方十七号路按市政道路要求进行设计,道路的基层以及面层至少需要700mm的覆土高度,在道路施工过程中,管廊顶板外覆土必须回填压实后才能进行道路结构施工,压实度不应小于95%,为保证回填的压实度以及管廊顶板结构安全,管廊顶板与道路垫层之间覆土考虑按500mm设计。综合管廊断面设计除了热力管线分支跨越电力舱以及电力分支管线跨越热力舱局部高出1500mm外,其他部分管廊断面为矩形断面。因此,综合管廊顶板外高程与道路面层之间覆土至少应预留2700mm。
 
综合考虑雨水、污水分支管线、道路与管廊顶板之间的最小覆土要求,综合管廊顶板与道路面层之间覆土至少应预留2700mm。
综合管廊宽度

 
综合管廊宽度设计必须综合考虑管廊内管线布置要求、人防通道面积要求、机动车道宽度等因素影响,通过综合分析确定合理的管廊宽度。综合管廊布置在机动车道下,机动车道宽度为10m,为了不影响人行道上的绿化、路灯等布置,综合管廊宽度不能大于10m。
 
综合管廊分为热力舱和电力舱两部分,其中电力舱内布置电力管线与电信管线,电力线缆与弱电线缆分别布置在不同的墙上,防止电力线缆产生的磁场干扰弱电信号;热力舱内布置DN350一次水热力管线2根,DN350二次水热力管线2根,DN150中水管线1根,DN150消防给水管线1根,其中热力管道布置在上层,中水管线、消防给水管线布置在热力管道支架下方,热力管道中间适当预留检修空间,综合管廊宽度为7.3m,其中热力舱宽为3.8m,净宽3.325m,电力舱宽3.5m,净宽3.025m。综合管廊断面见图1。
 
综合管廊作为人防通道的一部分,综合管廊宽度在满足管道布置、安装、检测空间的同时,需同时满足人防通道的建筑使用面积要求。人防通道批复建筑面积9500㎡,其中综合管廊建设8015.37㎡,人防分支通道为1484.63㎡,综合管廊建设长度为897.3m。经过综合计算综合管廊建筑面积、各分支位置通道建筑面积,综合管廊宽度设为7.3m,可以满足人防通道的要求。
 
管廊高度
从管道布置、施工安装、检修、人员通行的角度考虑,半通行管廊高度1.2m就可以,通行管廊高度不低于1.8m就满足,本项目综合管廊高度除了满足正常的通行管沟的要求外,还必须考虑人防通道的通行高度要求,根据人防的相关规范要求,人防通道通行净高不应低于2.2m。
 
综合管廊在设计时,将2.2m以下净空作为人防通道使用,管廊上部作为管道以及附属设施的布置空间,在考虑各种管道的施工安装、检修维护以及附属通风管道、排水管道等附属设施安装空间的相应要求后,综合管廊净高最后确定为3.8m。从以往不同类型的综合管廊项目来看,如此之高的综合管廊较少见。
管线分支出口设计



 
综合管廊分为热力舱与电力舱,热力舱内与电力舱内管线均需从综合管廊出来接至各地块。为避免电力舱内的电力、弱电线缆与热力舱内的热力、中水、消防水管线的相互交叉影响,分支管线出口均设为上出口。在每一处热力分支或电力分支处,热力舱或电力舱局部升起1.5m,这样热力或电力分支管线就可以跨越电力舱或热力舱,这样水、电这两种类型的管线就不会在管廊内交叉,产生不必要的安全隐患,同时也可以避免管廊净高加大。具体的分支断面设计见图2、图3。
 
安装口设计

 
安装口指用于将各种管线和设备吊入综合管廊内而开设的洞口,一般采用上下开口长度相等的直立式洞口,安装口开口长度能够满足最长管线水平投入管廊的吊装要求,开口宽度满足最大外形尺寸设备吊装宽度要求。综合管廊内最长管道为6m,最大外形设备为1000mmx300mm的通风管道和400mmx800mm的电力配电柜,综合考虑安装口与综合管廊接口处设计,安装口按7000mmx900mm设计,能够满足综合管廊土建施工完成后其他管道以及设备的安装使用要求。安装口断面设计见图4.
 
通风口设计

 
综合管廊按照每200m长度设置一个防火分区,在每个防火区间设置机械通风系统并兼作排烟系统,综合管廊内设置风机房,布置风机设备,地上设置通风口。地上通风口净尺寸满足通风设备进出的最小允许限界要求,通风口高出室外设计地面1.35m,并设置防雨百叶窗,综合管廊内应急出口与通风口结合设计,通风口内设爬梯供人员紧急逃生用。通风口断面设计见图5.
 
其他辅助设施设计
综合管廊内除了设计正常的电力照明、应急照明、污水排水、消防系统外,还根据人防要求设置了一氧化碳气体监测系统,保证在使用过程中减少安全隐患。综合管廊内热力仓与电力舱之间设置甲级防火门隔开,避免两仓之间发生火灾时相互影响,同时在热力仓内设计应急逃生口,发生火灾危险时可以通过应急逃生口迅速脱离危险。综合管廊与各单体建筑的分支通道之间设人防紧闭门进行隔断,解决人防通道调法等级与各单体人防设防等级不一致的问题。
 
存在的遗憾
综合管廊连接三期工程的所有地块,并且廊内有人防分支通道与各建筑单体地下人防连接,一旦整个三期工程建设完成,综合管廊具备条件开放作为平时的人行通道使用,学生通过综合管廊往返于南北校区以及穿梭于各教室、学生公寓、食堂等场所,解决校区十七号路内人流、车流混行的交通状况。但是由于综合管廊的中部有一条现状的市政道路即良乡东路,综合管廊不可以断路施工,造成综合管廊被分为南北两段,不能连通在一起,也就不能作为人行通道供学生平时往返南北校区使用,无法进一步提升利用率,闲置时间比较长,投资收益比较低。
 
为解决学生往返南北校区的通行,从交通安全以及交通便捷的角度出发,需在三期校区重新规划建设一座人行天桥,需额外增加一部分建设投资,造成一定程度的投资浪费。
 
3、小结
在高等学校校园内建设综合管廊,减少了直埋管道的数量,减少路面上布置的检查井数量,带来管道运行维护的方便,同时把综合管廊结合人防通道要求进行建设,做到一举两得。若能正常作为学生平时通过的地下通道使用,无论从技术效益、经济效益,还是社会效益来看,都是一个多方获益的良好方案,可惜在项目实施过程中不能完全实现,但为以后综合管廊项目的实施还是提供了可以借鉴的经验。
 

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