共同沟附属设施设计

0前言众所周知，城市中心的各种供给和排放管线，是城市基础设施的重要组成部分，对维持城市功能的正常运转和促进城市的可持续发展，具有十分重要的作用。传统中各种城市管线，均采用直埋或架空的方式进行铺设，但随着科学技术的发展以及城市化水平的提高，传统的管线铺设方式就越来越不适应城市可持续发展的要求，而采用共同沟的模式进行管线的铺设则成城市建设和城市发展的趋势与潮流。所谓共同沟（城市综合管沟）是指将两种以上的城市管线集中设置于同一人工空间中，所形成的一种现代化、集约化的城市基础设施。共同沟在国外许多国家已得到广泛应用，并已有许多成功经验。我国国内城市在共同沟建设方面才刚刚起步，很多问题亟待解决，笔者在对深圳市共同沟做了可行性研究的基础上，提出了共同沟基础设施设计时应注意的一些问题。1．附属设施设计1.1．排水设备共同沟内部水管、结构壁面以及各接缝处都可能造成渗水、漏水，应及时排出。排水方式原则上采用纵向排水沟，并于共同沟较低点或交叉口设集水井，集水井设置间隔应不超过200米，并按3m2的容量，2m2的有效容积进行设计。每一集水井配备两台潜水泵自动交替或同时运转将集水井内（2m3）积水抽至路面侧沟内排放。为便于共同沟管理，集水井与抽水泵应纳入共同沟的自动监控系统，井内应设集水井水位探测设备，且抽水机应具备自启动能力。1.2．通风设备共同沟内需要维持正常通风，当共同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。一般通风设备利用共同沟本身作为通风管，再交错配置强制排气通风口与自然进气通风口。为便于管线检修，并由共同沟外送入新鲜空气，自然通风口可兼作人员进出口使用。共同沟内的通风系统，按以下标准设计：(1)共同沟内的风速:2.0m/s以下;(2)进风口风速:5.0m/s以下;(3)共同沟内的湿度保持在40℃以下;(4)电力管道与外界温差控制在8℃以内;(5)通风设备的操作方式采用自动/手动两种方式,并在人员进出口或其他适当地点设警报、监视器,并按氧气、湿度的监测结果自动开启风机;(6)通风口的噪音在3M半径的范围内必须控制在55dB以下。1.3．电力设备共同沟内电力照明均为一类负荷,我们决定采用两路独立的10KV电源作为主电源、柴油发电机作备用电源，并设不间断供电装置（UPS）作应急电源,以保证计算机、防火、通信系统、事故照明、电话等特别重要一级负荷可靠性的要求。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。因此，应选用带自动调压的变压器，使变压器输出电压能随负荷的变化而变化，保证适当的电压水平。接地系统：(1)为保护共同沟内设备人员之安全,对共同沟内电力、通信、计算机等设备实行接地。(2)系统类别及要求①电力系统及设备共同接地,接地电阻10Ω以下;②通信系统设备接地,接地电阻10Ω以下;③计算机系统接地,接地电阻5Ω以下;④变压器配电室单独接地系统,接地电阻10Ω以下。(3)接地方式各系统接地方式均采用铜棒或铜板接地，埋深合乎变压器室内线配线规则，各类接地均应设置接地电阻测试箱，并至少埋设两组铜棒（测试参考点）以供测试，接地系统配线皆采用PVC管内配设裸铜线，各接点焊接采用铜粉药焊，以确保接地质量。1.4．通信设备为使共同沟检修及管理人员与控制中心联络方便，共同沟内应配备相应的通讯设备。可以采用有线与无线两套通讯设备。有线通讯系统：自控制中心引入共同沟，设内部通讯线路，每隔150M设一电话插座，检修与管理人员进入时携带自动电话，插入电话即可与控制中心进行有线联络。无线对讲系统：主要为便于各管线单位维修作业时，共同沟内的工作人员与地面其他维修作业人员联络而设置，通讯模式与对讲机型号由各管线单位自定，在共同沟的设计中，只需消除屏蔽，能将无线信号引入即可。广播设备：广播系统分为一般广播与紧急广播两种，其中一般广播为区域性广播系统，而紧急广播系统为共同沟全区的广播系统。播音室设于中央监控中心,平时可分区选择播放,紧急情况时可作全区紧急播音。区域分类：(1)各管道(2)监控室及防灾中心(3)机房电气室共同沟内还应设置闭路电视系统：安装摄像头作为监控设备，在人员进出口、材料搬入口、管线进出口等可能会有人员进出的地方均应装设摄像头作为监视系统，以备外人闯入。在共同沟内顶棚相应位置，应每隔一定距离安装一定数量的摄像头。用以监控管线运行情况，以便在故障时迅速准确的确定故障位置。因为需要在多处监视多个目标，所以宜选择由摄像头、传输电（光）缆、切换分配器、视频分配器等组成的多头多尾系统。1.5．照明设备除特殊断面外，共同沟内每隔10米设一60W日光灯；局部的维修照明，采用工作灯补偿，故每隔20米设一多孔插座。插座与灯具均设于管道中央顶部，所有灯具和插座均采用防潮、防爆型。用220V照明电压。人员进出口内灯的开关应能遥控。照度可控制5～20lx之间。另设铅蓄电池组作应急灯电源。配线方式：(1)照明器具:由出口至灯具以金属软管内穿PVC线施工;(2)紧急回路配电为EMT配设耐火电线（840℃,30分钟）;(3)煤气室内以防爆配管方式敷设。．监控系统煤气自动探测设备煤气是否纳入共同沟，曾经是影响共同沟推广和普及的重要因素之一，而根据国内外共同沟建设的成功经验，只要在结构上采取必要的技术措施，并加强共同沟内部对煤气的监测，纳入煤气管线的共同沟的安全性是可得到保证的。共同沟如果纳入了煤气管线，为保证其安全性，除采取单室布置的措施外，还必须增加相应的煤气浓度自动探测设备。浓度自动探测设备每隔50M设置一个，除能够向监控中心报知异常情况外，并必须与通风设备和火灾报警系统配合，当煤气浓度超标时，可自动打开（启）通风换气设备，有火花出现时，则启动灭火装置，避免事故的发生.6.2集水井水位探测设备设置水位自动探测设备的主要目的，是为防止集水井内的积水溢出。为此，应在每一个集水井内设一水位自动探测设备，当水位超过有效容积（2M3）对应的水位时，自动探测设备自动向监控中心报知水位异常的信息，并应和潜水泵联动，自动开启潜水泵，在短时间内排出集水井内的积水。1.7．防灾设备防火设备共同沟按防火等级分类应为特级保护对象,应采用全面保护方式。共同沟内应设火灾探测器、火灾报警装置、火灾应急广播等,而且应设置消火栓系统联动控制系统。火灾报警和消防联动控制系统，应包括自动和手动两种触发装置。共同沟内隔墙上人手可以触摸到的地方应装设消防电话分机和手动火灾报警按钮，并应每隔50米设一组紧急电源插座。探测器的类型可选用缆式线形感温探测器或空气管线型差温探测器，安装间距不应超过10M。火灾手动报警按钮应在火灾报警控制器或消防控制室的控制报警盘上有专用独立的报警显示部位号，不应与火灾自动报警部位号混合布置或排列，并有明显的标志。消火栓系统联动控制中，每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，另外还应设有一个指示灯，该指示灯应当是消火栓水泵启动后的反馈信号灯，在消防水泵启动后，消火栓箱内启泵反馈信号灯应燃亮。同时要在消防控制设备上显示启泵按钮的位置。防盗设备共同沟内应设防盗设备，以备无关人员随意闯入。应在人员进出口材料搬入口管线进出口等人有可能进入的地方设置防盗报警装置，当来犯者打开盖板时，报警装置启动，实现音频报警。防盗报警装置的警戒触发装置应考虑自动和手动两种方式，安装时应注意隐蔽性和保密性。防盗报警系统的探测遥控等装置宜采用具有两种传感功能组成的复合式报警装置，并应与闭路监视系统结合，以提高系统的可靠性和灵敏性。1.8．自动化监控设备.智能中央监控的重要性共同沟是城市现代化的基础设施，其内部不仅收容了维持道路沿线城市功能的自来水、煤气、电力、信息管线而且自身使用的动力、照明排水等设备繁多。无论纳入管线出现故障，还是自身附属设备出现故障，都将造成沿线城市功能的瘫痪，因此必须加强共同沟的平时管理。若采用人工管理模式，不仅运营管理费用高，而且管理水平与管理质量也无法得到保障。根据国内外共同沟建设与运营管理的成功经验，采用现代化的自动监控设备和中央监控方案是一种经济有效、快速反应的运营管理模式，进而为国内外共同沟运营管理所普遍采用。.监控中心的任务共同沟管线监控中心主要任务为确保沟内管线及操控设备能正常运转，并在发生事故时能迅速反应处理，因此共同沟监控中心就好比是整个共同沟系统的神经中枢，通过自动化监视与侦测设备，将沟内任一角落的状况资料迅速传递收集于监控室中，使管理人员可以随时轻易的掌握所有情况。.监控中心布置方案智能化配电监控系统就是用通信网络把众多的具有通信接口的多功能参数仪表中低压断路器和控制设备与主计算机相连,由计算机进行智能化管理,从而实现数据集中处理、监视和控制的配电系统。在共同沟中央监控系统中，智能化监控系统至少要要由以下五部分组成，即计算机、多功能电参数模块（数据采集）、控制模块（状态采集）、通信模块和环境模块。.监控单元的主要功能及运用(1)、计算机：主要用来对带通讯的智能单元监测控制通讯和保护，可选择普通的计算机进行智能化管理。(2)、功能参数模块：主要采集数据，这部分由带有数字通讯接口的智能参数仪表组成。电参数模块可检测与计量，传感器内置，测量电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率，上、下限设定报警，自诊断即自检功能，一旦有内部故障LCD显示特定的代码，为及时检修和处理故障提供方便，也可以脱机完成现场监控。多功能参数仪表可装在重要的负荷，如进线柜、时时监测的馈电单元等。其作用相当于智能断路器的数据通讯单元。(3)、控制模块：可选择可编程序控制器（PLC），采集现场断路器、接触器的分、合闸故障状态接入PLC的输入端，通过PLC的继电器输出来控制分、合闸。附有RS485接口用于数据传送，通过通讯网络把数据送到上位机处理，并执行上位机的命令。(4)、通信模块：采用工业远程智能单元，具有RS485总线接口，它可用于连接远程或本地的智能设备，如计算机、可编程控制器PLC、有RS485接口的仪表。通讯模块有三种类型的接口：电话线接口、RS232接口和RS485接口通过RS485接口用电话网络遥控远程设备。本地监控用的计算机与通讯模块的RS232接口连接；远程的个人计算机连接一台通用的调制解调器通过电话网络与通讯模块的电话线相连。通讯模块提供预置密码功能，远程的监控人员只有输入正确的密码，才能接通。通过拨号可以电话网远端监控和故障拨号报警。(5)、环境监测模块：可以监测环境的温度和湿度，设定上下报警点，如配电房的温度，变压器的温度，配电柜内的温度，配电间的温度。尤其在共同沟中湿度比较大，中、高压配电设备要求比较高的情况下，有环境监测模块，可避免因湿度、温度而引起的故障。监控系统的通讯采用工业标准Modbus协议，采用RS485/RS232总线系统，各单元可以简单通过双绞线与主控单元连接。通讯模块可直接接公用电话进行近程及远程拨号监控，对系统进行参数设定及操作控制，也可发生故障时自动寻呼值班人员。(6).监控系统软件采用Windows操作系统下数字图形化，系统软件时时采集配电柜的数据来做出相应的处理，在主界面上显示整个系统图，通过鼠标点击在现场终端是