市政综合管廊工程总体方案论证

市政综合管廊工程总体方案论证目录TOC\o"1-2"\h\u144271市政综合管廊管线需求预测 2172791.1管线需求预测年限 2301081.2市政综合管廊管线预测 2132712综合管廊类型选择 2199362.1常用综合管廊的类型 256292.2综合管廊类型选择 4138173纳入市政综合管廊管线种类 4117073.1纳入综合管廊管线种类选择 419833.2纳入综合管廊管线的数量或尺寸论证 673024管廊位置论证 74264.1主线管廊位置论证 810264.2支线管廊位置论证 8212785管廊附属设施建设标准 9248481消防设计标准 931632排水系统设计 11295293标志系统 1329924智能化设计 14227695通风 1768686电气设计标准 19190237监控系统设计标准 201市政综合管廊管线需求预测1.1管线需求预测年限设计基准年为2015年，管线需求预测年限按2035年考虑。1.2市政综合管廊管线预测日本在综合管廊规划中，管线预测期限与综合管廊的设计寿命相同，均为70年，所以日本综合管廊设计时不考虑弹性系数。台湾综合管廊设计中，管线预测年限为50年，综合管廊的设计寿命为70年，考虑1.2~1.3的弹性余量系数。项目路市政综合管廊的设计寿命按70年计，管线需求预测年限仅20年。由于两者预测期限差异较大，所以必须考虑必要的规划弹性系数，以使综合管廊不开挖道路进行管线扩容的优势得以充分发挥。但根据我国近年来天津泰达开发区、上海浦东新区等城市新区建设的成功经验，一般来说，20年后，城市的开发和建设基本趋于完成，管线需求虽增加，但其增加幅度有限。市政综合管廊设计中对管线需求的弹性系数取值过大将造成不必要的浪费。考虑到项目区已有完善的市政管线工程专项规划，在借鉴其它地区综合管廊建设经验基础上，同时考虑地下空间开发利用对城市基础设施的需求，本着可持续发展、经济合理的原则，确定项目路市政综合管廊工程管线预测在既有规划成果的基础上，考虑1.20弹性系数。2综合管廊类型选择2.1常用综合管廊的类型综合管廊根据其所收容的管线不同，其性质及结构亦有所不同，大致可区分为干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊、干支线混和综合管廊等四种。1、干线型综合管廊干线综合管廊一般设置于道路中央下方或道路红线外综合管廊带内，主要输送原站（如自来水厂、发电厂、燃气制造厂等）到支线综合管廊，其一般不直接服务沿线地区。干线综合管廊主要收容的管线为电力、通讯、自来水、燃气、热力等管线，有时根据需要也将排水管线收容在内。在干线综合管廊内，电力从超高压变电站输送至一、二次变电站，通讯主要为转接局之间的信号传输，燃气主要为燃气厂至高压调压站之间的输送。干线综合管廊的断面通常为圆形或多格箱形，综合管廊内一般要求设置工作通道及照明、通风等设备。干线综合管廊的特点主要为：稳定、大流量的运输；高度的安全性；内部结构紧凑；兼顾直接供给到稳定使用的大型用户；一般需要专用的设备；管理及运营比较简单。2、支线型综合管廊支线综合管廊主要负责将各种供给从干线综合管廊分配、输送至各直接用户。其一般设置在道路的两旁，收容直接服务的各种管线。支线综合管廊的断面以矩形断面较为常见，一般为单格或双格箱形结构。综合管廊内一般要求设置工作通道及照明、通风等设备。支线综合管廊的特点主要为：有效（内部空间）断面较小；结构简单、施工方便；设备多为常用定型设备；一般不直接服务大型用户。3、缆线型综合管廊缆线综合管廊主要负责将市区架空的电力、通讯、有线电视、道路照明等电缆收容至埋地的管道。缆线综合管廊一般设置在道路的人行道下面，其埋深较浅，一般在1.5米左右。缆线综合管廊的断面以矩形断面较为常见，一般不要求设置工作通道及照明、通风等设备，仅增设供维修时用的工作手孔即可。4、干支线混和型综合管廊干支线混和综合管廊在干线综合管廊和支线综合管廊的优缺点的基础上各有取舍，一般适用于道路较宽的城市道路。2.2综合管廊类型选择项目路的各类管线以输送和服务功能为主，管线一般先引出至该区域内的支路上，由支路接至各用户。同时，为满足两侧地块开发对市政管线的需求，对于支路间距较大的区域，综合管廊内的管线每隔150m左右引出支线至用户。因此根据综合管廊性质及进入综合管廊的管线种类、数量，采用干支线混合型综合管廊。3纳入市政综合管廊管线种类3.1纳入综合管廊管线种类选择根据2013年7月编制完成的《项目路拓宽改造工程》综合管网方案，该路市政管线种类多，数量大，主要有：电力、通信、给水、燃气、雨水、污水等管线，具体详见表3.1-1。表3.1-1：规划管线一览表路段管线种类规划数量或口径备注项目路至项目口段电力36-φ150方案阶段为预留45-φ150通信42孔φ114预留通信规模增大空间给水DN500预留管径增大空间燃气DN325预留管径增大空间110KV电力隧道6回管廊建成投产运行后，改路不允许出现因敷设市政管线而二次开挖路面的现象，因此，原则上凡是向支路输水、输气、输电或接入沿线地块的管线均应纳入市政综合管廊。纳入综合管廊的各管线具体论述如下：考虑到电力今后的维护管理，将110Kv电力电缆和10Kv电力电缆独立为电力舱。通信缆线数量较多，管线敷设较频繁，扩容的可能性较大，首先考虑纳入市政综合管廊。给水管管径为DN500。给水管为供水主干管，既有向支路输水，又有直接服务用户的功能，由于该区域建设基本定性，近期供水规模与远期供水规模相差不大，分期建设和扩容的可能性较小，因此考虑将给水管纳入市政综合管廊。雨水管道管径为d600~d1400、污水管道管径为d500，均为重力流管道，其特点为管径大、埋设深度随水流方向逐渐加深，纳入综合管廊增加工程造价，且意义不大。故雨、污水管道不纳入综合管廊。天然气管管径为DN325。根据国内外综合管廊建设的成功经验，燃气管道可以纳入综合管廊，但是需要采取足够的安全措施，并且需要进行单室布置。天燃气管道若纳入综合管廊，天燃气舱室断面净尺寸为2.7m×2.0m，位于市政舱上面。天燃气管道纳入综合管廊的优点主要有：①燃气管道施工及检修时避免开挖路面；②燃气舱室可以有效保护燃气管道，减少工程施工及地质灾害对燃气管道的破坏；③燃气管道扩容比较容易；④燃气舱室的燃气浓度探测仪可以有效地监测燃气管道的泄漏、破损等情况，并及时报警。但燃气管道纳入综合管廊的不利因素也比较明显：①由于天燃气易燃、易爆，且气体相对液体更易泄漏，天燃气舱室的危险性很高，需采取严格而缜密的安全措施；②对天燃气管道接头及阀门、配件的质量提出了严格的要求，以防燃气泄漏；③需采取监控、通风措施，防止燃气集聚，且监控、通风设施需安全可靠；④需防止人为破坏，⑤天燃气管道管径较小，天燃气舱室的空间利用率较低，且天燃气管道为压力管道，埋深比较灵活，天燃气管道纳入综合管廊的经济性较差。经综合考虑对项目路天燃气管道是否纳入综合管廊需与主管部门进一步探讨。综上所述，本工程确定，项目路除雨水、污水管外，其余管线均考虑纳入市政综合管廊，燃气管道进讨论后再确定。3.2纳入综合管廊管线的数量或尺寸论证纳入综合管廊的管线数量或尺寸以考虑地下空间开发利用对城市基础设施的需求，本着可持续发展、经济合理的原则，确定市政综合管廊的管线需求在既有规划成果的基础上，考虑1.20弹性系数，即管廊内管线远期可扩容至规划管线的1.2倍，管廊预留管线扩容空间。市政综合管廊内管线扩容方式，可根据各管线的性质确定。项目路给水管长时间停水将严重影响居民生活用水，考虑以增加管线的方式进行扩容。电力、通信管线的扩容相对较容易，只需预留增加缆线的位置即可。相交道路的管线种类、管线规划尺寸、管线远期可扩容尺寸见表3.2-1。表3.2-1：项目路及相交道路管线一览表道路名称路段管线种类规划管径远期可扩容管径项目路项目路至项目口段电力36-φ15045孔10KV通信48孔φ114扩容至58孔φ114给水DN500增加1根DN300燃气DN325增加1根DN219110KV电力隧道6回扩容8回4管廊位置论证综合管廊在道路上的位置主要考虑以下因素：综合管廊布置在道路两侧地块对公用管线的需求量大的一侧；尽可能满足综合管廊与其它管线的交叉要求；综合管廊接出管线的长度较短；综合管廊对道路及两侧建筑物的影响较小；充分满足道路规划对综合管廊管位的要求。综合管廊投料口、通风口、出入口等设施与道路景观及功能的结合。道路两侧有市政管廊（线）带或绿化带时，管廊布置在市政管廊（线）带或绿化带内。4.1主线管廊位置论证对于本工程，考虑本工程位于现状建成区内，现状管网较多，现状项目东路仅为二车道，交通较为繁忙，所以主线管廊均考虑为暗挖施工，为尽量减小施工对周边现状建筑物等影响，所以主线管廊基本考虑为沿项目路车行道下进行布置，仅在隧道进洞口、预留进料口等位置考虑沿人行道布置。同时该布置也减小了对人行道空间占用，便于纵横管廊出线口、人员出入口、进风口等在人行道上进行布置。4.2支线管廊位置论证为了考虑今后管廊引至与其交叉的各条支路上，避免项目路建成后因敷设支路管线而二次开挖路面现象，拟采用支线管廊形式向各交叉口引出管线。与项目路相交的道路交叉口共有12处，由西向东依次为项目台、项目桥、项目子、项目路、文化街、项目街、项目门、项目街、项目街、项目街、项目衙、项目口，目前除了项目街，均为现状路口。除项目路设支线管廊外，其余交叉口均设管线出入口。根据《城市工程管线综合规划规范》关于电力、电信管的定位原则，为便于与管廊外管线衔接，支线管廊位置一般与电力管线位置一致。表4.2-1：支线管廊位置序号支路名称规划管线及规模支线管廊位置定位要素1项目路电力12φ150电信36孔φ114给水DN300项目路东侧人行道下遵循《城市工程管线综合规划规范》，且东侧为新建小区。5管廊附属设施建设标准管廊附属设施一般包括消防、排水、通风、供电及照明、监控（含监控中心）、通讯及其它（电缆支架、桥架、钢平台、标志）等。1消防设计标准市政综合管廊是专业市政隧道，发生火灾时人员的逃生、消防排烟及火灾扑救等不同于一般的工业与民用建筑。综合管廊消防系统的选择受到水量、设备安装空间、排水泵房的设置、消防水池设置等因素的制约，且不可能为防火隔断、消防设施安装空间要求而扩大综合管廊断面面积。一般来说，纳入市政综合管廊的管线应分舱布置。根据本项目服务范围内道路上的管线资料，主要分为燃气舱、电力舱（包括10Kv、110KV）以及综合舱。电力舱由于电力电缆数量较多，具有一定的火灾隐患，一旦发生火灾，扑救难度较大，因此，电力管廊舱内设置适当的固定消防系统。在消防设计中，电力管廊设置固定消防系统，通常可采用以下一些灭火措施：气体灭火、高倍数泡沫灭火、水喷雾灭火等。近年来，在水喷雾灭火的基础上，又发展了细水雾灭火系统，细水雾灭火系统还可分为低压、中压、高压等细水雾灭火系统，可供电力管廊电气、固体等火灾的灭火。采用二氧化碳等气体灭火或泡沫灭火，设备比较复杂，并需占用较多空间来存储二氧化碳或泡沫液，管理维护工作量较大。对于整体构造简单，功能相对单一的综合管廊来说，水喷雾等水系灭火系统设备较简单，管理维护较方便，灭火范围广，效率高，同时，细小的雾滴能降低火场的温度，适用于有电缆的管廊。在早期的上海嘉定安亭共同沟、宁波东部新城共同沟中都采用水喷雾灭火系统，而在正在建设的虹桥交通枢纽、浦东国际机场扩建等项目的共同沟中则使用细水雾灭火系统。细水雾灭火系统的设计有国家规范《细水雾灭火系统技术规范》（GB50898-2013）可供遵循。细水雾与水喷雾相比，在灭火方式、系统组成上均有不同，两者比较见表5-1：表5-1细水雾与水喷雾比较一览表比较项水喷雾细水雾灭火机理冷却、浸湿、辐射热隔绝作用冷却、浸湿、辐射热隔绝作用工作压力≥0.35MPa≤1.21MPa(低压)1.21～3.45MPa(中压)≥3.45MPa(高压)响应时间≤45S≤45S持续喷雾时间（min）248喷雾强度（L/min.m2）131.3保护方式局部应用方式根据保护对象的不同，可采用全淹没、分区保护式及局部应用方式用水量用水量较大用水量较小水渍水渍较多水渍较少供水主管网管径较大，约为DN250~300左右管径较小，最大管径DN50工程费用低比水喷雾略高细水雾与水喷雾相比，主要表现为工作压力高，雾滴粒径小，用水量少，消防管管径小，节约地下空间，更加适合市政综合管廊电力廊道灭火，故本工程推荐采用细水雾灭火系统。细水雾灭火系统中，常用的有中压、高压细水雾灭火系统。高压细水雾与中压细水雾灭火系统相比，雾滴粒径更小，工作压力更高（高达10MPa），用水量及管径更小。高压细水雾灭火系统由于工作压力非常高，对水质、水箱、加压设备、供水管道、管件、水雾喷头等的要求均很高，加压设备需进口，供水管道、管件均需采用特制的316不锈钢。但设备运行可靠，故障率低，所以本工程推荐采用高压细水雾灭火系统。2排水系统设计2.1设计原则综合管廊内应设置自动排水系统，排水区间长度不宜大于200m。排水泵设置在排水集水槽内，排水出水管出综合管廊后就近排入城市道路雨水系统，并应设置逆止阀，且排出的废水温度不应高于40℃。综合管廊的底板宜设置排水明沟，并应通过排水明沟将综合管廊内积水汇入集水坑，排水明沟的坡度不应小于0.2％。天然气管道舱应设置独立集水坑。2.2综合管廊排水分析设计综合管廊内主要容纳有电力、通信、供水等市政管线，引起管沟内积水的原因可能有以下几种：(1)供水管道接口的渗漏水；(2)供水管道事故漏水和检修放空；(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；经分析看出，除(2)、(5)这种情况外，其余情况的排水量均很少。下面对(2)、(5)这几种情况的排水量进行分析。通常供水管道每隔一定的间隔设有检修阀，所以对于供水管道事故水量和检修排水量(2)，可进行分段考虑（事故时需尽快将事故管道阀门关闭）。按DN400管道每600m设检修阀门考虑，一次检修排水量约74m3。对于管沟开口处进水(5)，主要为降雨从管沟进料孔等处进入管沟的水量。由上述工况分析可见，综合管廊在供水管道事故漏水或检修放空情况下排水量最大，管廊按DN500管道于综合管廊内600m设检修阀门考虑，一次检修排水量约74m3，管廊宽2.8m，一次排水造成的涨水约0.05m，对管沟内设备一般不造成重大影响。此外，本综合管廊特别针对供水管道事故爆管设有报警及应对措施，如根据集水坑液位、爆管检测专用液位开关、供水管道上压力开关等信号迅速侦测供水管运行异常情况并及时关闭事故管道阀门、进行减压供水等，以减小事故水量(此信息详见信息检测与控制章节)。针对管道的检修放空，可在管道低洼处预留排水泵接口，待供水管道检修时可直接将排水泵与之对接并将水直接排至附近排水系统。管沟排水除固定于集水坑的排水泵排水外，尚可从外部进行协助排水。另外，供水管道管材采用钢管或球磨铸铁管，且供水压力不是很高，发生事故的可能性较小，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。2.3综合管廊排水设计综合管廊内设计排水量按40m³/hr考虑，扬程15-30m。排水集水槽尺寸1000mm×1000mm，槽深1500mm。排水潜水泵设置在排水集水槽内，单泵流量Q=40m³/hr，扬程H=15m，电机功率N=4kW。每个工井设置1台，重要段及地点设2台，并预留一个移动排水泵接口。采用软管移动式安装，用一根软管接至DN80镀锌钢管出水管，镀锌钢管沿综合管廊内壁固定安装。排水潜水泵开启方式为开阀启动，因此在排水潜水泵出水管上安装同口径小阻力止回阀和检修手动阀门，排水出水管出综合管廊后就近排入城市道路雨水系统。排水泵的开停由设于集水坑内的液位继电器控制，高液位开泵，低液位停泵，超高液位报警。排水潜水泵的备用考虑采用库备的方式。沿管沟全长设置排水沟，排水沟断面尺寸100mm×100mm，横断面地坪以1％的坡度坡向排水沟，排水沟纵向坡度与综合管廊纵向坡度一致，但不小于2‰，排水沟坡度坡向排水集水槽。排水管接出综合管廊后就近接入道路雨水系统。排水管接出综合管廊后就近接入道路雨水系统。3标志系统1）综合管廊的主出入口内应设置综合管廊介绍牌，并应标明综合管廊建设时间、规模、容纳管线。2）纳入综合管廊的管线，应采用符合管线管理单位要求的标识进行区分，并应标明管线属性、规格、产权单位名称、紧急联系电话。标识应设置在醒目位置，间隔距离不应大于100m。3）综合管廊的设备旁边应设置设备铭牌，并应标明设备的名称、基本数据、使用方式及紧急联系电话。4）综合管廊内应设置“禁烟”、“注意碰头”、“注意脚下”、“禁止触摸”“防坠落”等警示、警告标识。5）综合管廊内部应设置里程标识，交叉口处应设置方向标识。6）人员出入口、逃生口、管线分支口、灭火器材设置处等部位，应设置带编号的标识。4智能化设计综合管廊是目前世界发达城市普遍采用的高度集约、科学性强的城市市政基础工程，它是城市各行业、各功能区有机连接和运转的“生命线”。根据综合管廊的功能规划的特点，全面规划智能化系统，建立一个体系完善、功能强大和集成化的数字化地下空间，能够让地下空间各方自由高效地利用各种先进的信息、通信系统，给各方提供一个以人为本、安全和舒适的建筑环境以及便捷、高效的地下空间环境，促进地下空间的发展。在智能化设计中要积极贯彻和执行国家在建筑行业的绿色节能和可持续发展的政策，做到技术先进、经济合理、实用可靠并适度考虑发展裕量。市政管廊内设置现代化、智能化的监控管理系统，采用以智能化固定监测与移动监测相结合为主，人工定期现场巡视为辅的多种高科技手段，确保“管廊”内全方位监测、运行信息反馈不间断和低成本、高效率维护的管理效果。结合管理单位的使用需求，对综合管廊及地下空间开发项目的智能化系统进行全面的规划、设计。在设计中应重点对以下系统进行分析。1、集成系统为实现各种信息共享、建立地下空间的统一管理平台，要求智能化系统进行集成。智能化系统集成主要包括设备的集成、系统软件的集成，从而提高管理效率、共享各种信息资源和降低运行成本。同时，信息的高度集中为分析和辅助决策打下基础，避免智能化和信息化的功能只停留在子系统一级。系统由集成网络系统、被集成的应用系统(包括各种子系统)和集成管理系统三大部分组成。硬件设备配置在控制中心，包括主机服务器、工作站、大屏幕显示器、音视频切换设备、网关设备和控制台柜等。集成软件平台安装在主机服务器上，实现把所有子系统集成在统一的用户界面下，对子系统进行统一监视、控制和协调，从而构成一个统一的协同工作的整体。包括实现对子系统实时数据的存储和加工，对系统用户的综合监控和显示以及智能分析等其他功能。对于管理数据的集成，要求各控制系统在软件上使用标准的、开放的数据库进行数据交换，实现管理数据的系统集成。2、信息设施系统信息设施系统的建设为使用和管理创造良好的信息应用环境，对综合管廊内的各类信息进行接收、交换、传输、存储和检索等综合处理，并提供符合信息化应用功能所需的各类信息设备系统组合的设施条件，主要包括以下子系统。（1）信息网络系统搭建网络传输平台，以满足各类信息传输与交换的高速、稳定、实用和安全。（2）移动通信覆盖系统系统主要包括机房设备、馈线和天线。机房设备设置在监控中心内，室内天线将根据综合管廊具体布局设置。信号源由电信运营商提供，直放站将接收到的信号通过馈线向确定的区域进行传送，分布天线进行转发，确保综合管廊内的移动终端设备能够正常使用。（3）广播系统综合管廊内发生紧急事故时，为及时通知相关区域的人员，设有应急广播系统，紧急情况下引导人员疏散。系统配置多种播放设备，以满足对综合管廊不同分区播放不同信号。应急广播主机设在监控中心内。3、信息化应用系统物业运营管理系统可根据甲方需求对综合管廊内各类设施的资料、数据、运行和维护进行管理。公共信息服务系统具有集合各类共用及业务信息点接入、采集、分类和汇总的功能，并建立数据资源库，向综合管廊内工作人员提供信息检索、查询、发布和导引等功能。信息网络安全管理系统确保信息网络的运行保障和信息安全。综合管廊的智能化系统能够让地下空间各方自由高效地利用各种先进的信息、通信系统，给各方提供一个以人为本、安全及舒适的建筑环境和便捷、高效的地下空间环境，建立一个体系完善、功能强大及集成化的数字化地下空间，促进地下空间的发展。由于综合管廊内管道维修的放空、供水管道发生泄漏、管廊伸缩缝处理不当、管廊管线进出点防水处理不当等情况，都将造成廊道内一定的积水，因此，管廊内需设置必要的排水设施，以排除积水。根据防火分区、交叉口和倒虹段的分布情况，本工程排水设计范围及内容如下：在每一防火分区的两端设集水坑，内置排水泵排除积水。在交叉口和倒虹段的最低点设置集水坑，内置排水泵排除积水。综合管廊防火分区间距为200m左右，管廊内设2%的横向坡度，1‰的纵向坡度，横坡及纵坡均为二次找坡。5通风1.设计原则：（1）综合管廊采用机械进风、机械排风相结合的通风方式；（2）根据综合管廊沿线附近地面景观规划的要求以及现状，尽可能布置较少的地面通风口；（3）地面风亭的布置应与周边景观环境相协调，同时应满足作为工作人员出入口和火灾时紧急安全出口的需要；（4）综合管廊内发生火灾时，相应防火分区邻近的防火门应与风机、防火阀实现联动控制；（5）设计选用低噪声、低能耗的风机，减小综合管廊内通风设施对地面周围环境的噪声影响，同时满足环保与节能的要求。2.通风换气指标见下表：序号舱室名称正常通风换气次数次/h事故通风换气次数次/h舱室内温度（℃）1电力舱26≤402综合舱26≤403天然气舱612≤403.通风口1）进风口和排风口均设防水百叶窗，且均设置在地面绿化带内。根据进出风口数量及景观要求，各舱室进风口处考虑风机集中布置，设风亭。2）通风口处出风风速不大于5m/s。3）在通风口等对外开口部位采取防止小动物进入综合管廊内的不锈钢金属网格，网孔净尺寸为10mmx10mm。4.天然气管道舱的排风口与其他舱室的进风口、排风口、人员出入口以及周边建筑（构）物口部距离大于10米。4.通风系统控制及运行模式1）高温报警通风：当综合管廊内空气温度＞40℃时，温度测量系统收到信号后，自动开启全部排风机，高速运行，使管沟内的环境温度尽快达到设计要求（不超过40℃）；当综合管廊内空气温度≤35℃时，自动关闭排风机。2）冷却通风：在春秋季节或夜间，当综合管廊内空气温度在正常温度范围内（≤40℃）时，可以开启部分排风机，低速运行，保持管沟内空气畅通（防火门均处于打开状态），利用管廊外部温度较低的空气冷却管沟，以便减小高温报警通风的次数。通过适当的运行管理组合，可以达到节能的效果。3）排除有害气体通风：根据有害气体检测仪的检测结果，当相应检测参数实测值超出正常允许范围（CO含量<1