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综合管廊工程设计案例分析

来源:个人技术集锦
综合管廊工程设计案例

南京河西新区综合管廊工程

一、方案背景

为贯彻绿色和智慧的建设理念,把河西新城打造成城市发展建设

新亮点,并建成完整的多层次城市智能化系统,实现高效、低成本的

城市运行管理系统,在河西南部新城建设了综合管廊工程。

二、设计方案

(1)线路规划 (2)入廊管线选择

(3)断面尺寸确定 (4)断面布置设计 (5)附属构筑设计 (6)结构工程设计 (7)附属设施设计

二、设计方案-线路规划

(1)线路规划基本原则

宜采用综合管廊的情况:

1)交通运输繁忙或工程管线设施较多的机动车道、城市主干道以及配合地下铁道、地下道路、立体交叉等建设工程地段。 2)不宜开挖路面的路段。 3)广场或主要道路的交叉处。 4)需同时敷设多种工程管线的道路。 5)道路与铁路或河流的交叉处。

6)道路宽度难以满足直埋敷设多种管线的路段。

二、设计方案-线路规划

(2)河西新城管廊线路规划原则

1)交通运输繁忙的南部新城主干道以及配合地下铁道、立体交叉等建 设工程地段。

2)主要道路的交叉处、道路与河流的交叉处。 3)需同时容纳3种以上工程管线的道路。 4)已规划或未来繁华商业区域路段。

二、设计方案-线路规划 (3)汇总河西南部新城规划资料 蒸汽管线 110kV电缆 220kV电缆 有轨电车 12号地铁 二、设计方案-线路规划 (3)汇总综合管廊线路规划资料 蒸汽管线 电缆110kV 220kV电缆 有轨电车 12号地铁 二、设计方案-线路规划 (4)综合管廊线路规划方案 系统布置 1)管网结构 在南部新城内拟沿主干路江东南路、红河路、天保街、黄河路规划布置3纵1横综合管廊。 2)管沟功能/型式 干支混合型综合管沟,其中江东南路、红河路为双舱箱型结构,其余为单舱结构,容纳直接服务于沿线地区的各类管线。 3)规模 实施总长度约8.8km。 总投资约3.9亿。

电力 电力 通讯 给水管DN300、800 过境水管 燃气DN300 通讯 给水管2*DN300 蒸汽支管 燃气DN300 黄河路 天保街 红河路 江东南路 二、设计方案-断面设计

标准断面尺寸比选

1、考虑施工方便和空间利用选

用矩形断面;

2、满足安装、维护、管理通道、作业空间以及照明、通风、排水、消防等设施所需空间,并适当预留发展管位,考虑未来发展空间;检修通道宽度考虑巡检及设备检修要求确定尺寸。

3、考虑水、电分舱安全性更高;结合河西地质条件,推荐方案一:7600mm(宽)×4200mm

方案一

(高)。

方案二

二、设计方案-断面布置 (1)断面布置比选

综合管廊断面布置方案一

方案一:附属设施设置较为常规,管廊设置便利,但占据一定的路中地下空间。

二、设计方案-断面布置 (1)断面布置比选

综合管廊断面布置位置方案二

方案二:可以让出大部分道路地下空间,方便未来地铁及地下空间的规划利用,但管廊投料口及通风口布置需结合新交通轨间距和岛式车站布置,现有路北雨污水管接户及连接存在一定问题,需要调整。

二、设计方案-断面布置 (1)断面布置比选

综合管廊断面布置位置方案三

方案三:管廊布置更灵活,但占据中央地下空间,不利于道路地下空间更好的利用。投料安装等对交通影响稍大。

二、设计方案-断面布置 (2)竖向设计平均覆土

1)考虑管线引出空间等因素需要;

2)结合道路雨污水管线设计,尽量避免过多的碰撞; 3)其它过路管线空间要求,避免道路反复开挖。

4)平均覆土低于2.5m管线引出及过路存在困难,大于2.5m造价会加大,建议2.5m。

二、设计方案-附属构筑设计 (1)管线引出设计比选

方案一: 综合管廊引出支管采用支管沟集中过路型式,类似过路管涵,燃气管线以预埋套管型式建设。

特点是避免后期过路管破路施工,结构设计简单,但接出转直埋稍复杂。

方案一

二、设计方案-附属构筑设计 (1)管线引出设计比选

方案二:

供热、供水管线以专业支管沟型式分别引出;电力、通讯以预埋多孔管型式分别引出;燃气管线以预埋套管型式建设。

特点:施工稍复杂,但与被交道路直埋管线连接方便。

方案二

二、设计方案-附属构筑设计 (1)管线引出设计比选

方案三:

综合管廊引出支管采用埋管方式,管线引出后与直埋管线相接,燃气管线以预埋套管型式建设。

特点:施工稍简单,但存在远期过路管破路施工风险。

方案三

二、设计方案-附属构筑设计 (2)管线引出构筑物设计

二、设计方案-附属构筑设计 (3)投料口设计

二、设计方案-附属构筑设计 (4)通风口设计

根据要求每200m设置一防火分区,每个防火分区内设置一套通风系统,采用自然通风和机械通风相结合的方式,确保管廊内通风要求,通风口兼紧急逃生出口。 通风口采用通风井模式,其布置和设计视周边环境,与道路绿化统一考虑,充分融合

推荐:方案一

方案二 二、设计方案-附属构筑设计 (6)管廊过河段设计

根据水系规划资料,管廊系统共计4次穿越景观水系,综合管廊将以河道中心线为基点,采用倒虹方式,从河道下方穿过(管顶距规划河底覆土不小于1m) 。

二、设计方案-附属构筑设计 (7)人员进出口设计

结合管廊布置设常规出入口及事故紧急出口,管舱根据规范要求对紧急出口间距进行设置。 出入口方案一:结合绿化带设置;方案二:结合周边楼宇设计;方案三:结合地铁及其它过街通道设计。

建议在红河路设置参观通道。

方案一

方案二

方案三

二、设计方案-附属构筑设计 (8)与轨道交通设计结合

江东南路沿线与两个地铁车站均为标准站,管廊

与地铁区间间距大不影响,与车站设计结合采用传统标准地铁站与管廊结合的模式,管廊倒虹下穿地

铁出入口通道即可。

二、设计方案-结构设计

结构设计标准

(1) 综合管沟构(建)筑物设计使用年限为100年,建筑结构 的安全等级为二级,重要性系数为1.0。

(2) 抗震设防烈度为7度,乙类建筑物,设计基本地震加速度 值为0.1g。

(3) 结构构件裂缝控制等级为三级。

(4) 结构构件耐火等级为二级。

(5) 结构防水等级为二级。

二、设计方案-结构设计

基坑方案

1)主体结构

采用现浇钢筋混凝土箱涵结构 2)地基处理方案

水泥土搅拌桩:提高地基压缩模量,减少管廊沉降 3)基坑方案

地面下3m以内:采用放坡开挖(放坡比例1:2); 地面下3m以下:根据基坑底地基土层的情况,

确定采用钢板桩或水泥土搅拌桩支护方案。

二、设计方案-结构设计

深基坑方案

钢板桩围护墙

基坑底为粉土/粉细砂或软土厚度小于2m时,采用悬壁式钢板桩围护墙进行基坑支护。

 水泥土搅拌桩重力式围护墙

基坑底软土厚度大于2m时,采用水泥土搅拌桩重力式

围护墙进行基坑支护。

二、设计方案-附属设施设计

(1)消防系统

二氧化碳灭火 电气火灾 气体火灾 可带电消防 需切断气源 泡沫灭火 需断电消防 规范未提及 绝热性能好 可以排除烟气和有毒气体 细水雾灭火 可带电消防 可消防 灭火系统设备简单 对灭火条件没有特殊要求 可以有效降低火场温度 优点 二氧化碳气体消防不对任何物体造成损坏 缺点 由于二氧化碳对人体有毒,因此须在人员撤离后才能施放二氧化碳 由于长距离输送二氧化碳将带来压力下降及较大的蒸发量,使有效喷射量减少,故为保证整个综合管沟的消防,需设置较多数量的二氧化碳储存站,投资费用较高 二氧化碳在日常储存中会发生泄漏损耗,需及时进行补充 二氧化碳施放后,需采取机械排风措施才能将其排除 系统较复杂,需设置较多的泡沫液储存装置及泡沫发生装置等 电气消防时需先切断电源才能进行 消防后需对设备进行清洗 消防用水量较大 消防后,需将积水排除 二、设计方案-附属设施设计

(1)消防系统

 按地下民用建筑,耐火等级一级设计;

 综合管廊按不超过200m设置一个防火分区;

 在综合管廊的人员出入口处,设置手提式灭火器灭火器;

 综合管廊设置火灾报警系统;  经比选,建议采用细水雾系统。

二、设计方案-附属设施设计

(2)排水系统

综合管廊内需要排除的水主要包括以下方面:  各种管道维修的防空  供水管道泄露

 综合管廊伸缩缝处理不当  综合管廊结构防水处理不当  综合管廊投料口处漏水  高压细水雾调试

综合管廊设置建筑防水分区,每个防火(防水)分区设置排水集水坑,并配置排水潜水泵。

二、设计方案-附属设施设计

(3)通风系统

根据要求每200m设置一防火分区,每个防火分区内设置一套通风系统,采用自然通风和机械通风相结合的方式,日常管道仓通风量按照不小于2次/h换气计算,自动和手动控制确保管廊内通风要求。

二、设计方案-附属设施设计

(4)供电及照明设计

 综合管廊内风机及其它用电设备的供配电

设计;

 综合管廊内各用电设备的电缆敷设设计;

 综合管廊内的照明设计;  综合管廊内的接地系统设计。

二、设计方案-附属设施设计

(5)报警及通讯系统设计

 火灾报警系统

在控制中心设置火灾报警上位机一套、火灾报警控制器一套、分布式光纤测温控制单元一套(四通道)

 安全防范系统

在管廊出入口等重要位置设有安全防范用监控摄像机、门禁系统,在通风口设置红外防入侵探测器。

 综合通讯系统

为了便于管理人员日常通讯以及管廊内巡检联系,设置综合通讯系统。  传输系统

本工程采用数字化光平台传输系统。

HMI操作站监控系统网络示意图HMI操作站打印机GPS时钟同步工程师维护站防火墙监控中心交换机100MB 单模光纤环网100MB 单模光纤环网图例:单模百兆光纤一期二期多模光纤Ethernet PowerLink总线以太网双绞线二、设计方案-附属设施设计

(6)仪表及监控系统设计

1)江东南路和红河路综合管廊共用一套集中控制系统,集中控制室布置位置与人员出入口统筹考虑,同时预留与上位系统的接口。

2)每个防火分区设置如下检测及控制项目:

 集水坑水位信号;

 通风设备、排水泵的工作状态信号;  温、湿度检测及信号;

 氧气及可燃气体浓度检测及控制;  细水雾消防系统的工作状态信号;  火灾报警连锁信号。

三、可视化设计

综合管廊三维设计截图示意

三、可视化设计

综合管廊三维设计截图示意

北京通州运河核心区管廊工程

四、通州运河核心区管廊 商务北区 综合管廊 37/42

四、通州运河核心区管廊 38/42 四、通州运河核心区管廊 标准出线口 39/42 四、通州运河核心区管廊 40/42

四、问题与建议

(1)规划先行

(2)地下空间资源整合,统筹规划。

(3)现状衔接问题:老城区设计比较困难,节点选择难。

(4)管廊与管线设计协同,引入BIM技术合理安排施工次序。

(5)对污水入廊要慎重,加强污水专项规划与管廊规划的对接;

(6)通气口、出入口与周边环境的协调。

(7)加强管廊与海绵城市的衔接

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