小区综合管沟的实施与探讨

摘要 采用综合管沟集中布管, 不仅可以解决室外管网规划设计中多种工程管线在平面及竖向空间位置上的互相冲突和干扰,使管线的空间排序更趋科学合理; 同时为管线的运行、保养及维修提供了良好的条件, 具有经济上和使用上的合理性。结合高层居住小区配套工程实例, 介绍了综合管沟的设计经验。

关键词 综合管沟 小区配套 管网规划 固定支架

中图分类号：TU821.3 文献标识码：A 文章编号：

建筑技术的飞速发展促使建筑工程不断向大型化、多功能化和智能化方向转变; 而建筑内部功能的分化又要求管线系统分区, 分压, 分质供给。这样,室外管线不仅在数量上大增, 而且种类繁多, 规格庞杂; 特别是高层建筑群及综合性建筑群更突出了建筑容积率高、安装场地狭窄与多种专业管线需要同时敷设的矛盾。

1 综合管沟的应用现状

综合管沟通常被用于: 地下设施发达的市政道路及广场等不宜反复开挖的场地下; 配合地铁、高速路附设长输管线; 道路与铁路或河流交叉处; 工艺复杂的工业内部工艺管线输送等。本文所讨论的综合管沟系指适用于建筑小区内部埋地敷设的综合管沟。

借鉴于市政管沟的经验, 小区综合管沟既可单独修建, 也可与人防通道、疏散走道等结合修建, 还可以分成互不干扰的若干小室。其主要布置形式有下列三种:

(1) 全线敷设, 即对管线实行全封闭管理。其设计前提是单体建筑设计时已有小区管线统一规划,建筑管线可以集中出户直接与小区管沟连接。此种方式造价昂贵, 一般工程难以承受; 而且, 管线交叉次数增加, 管沟与建筑接口部位处理复杂, 对设计施工提出较高要求。

(2) 干线管沟输送, 支线直埋敷设。此种方式可减少管沟内外管线交叉几率, 还可避免管沟十字型交叉, 减少管沟丁字型交叉, 因而降低了造价和处理难度, 具有应用上的现实性。

(3) 局部平面“塞管”部位设管沟过渡。可解决现实的应急之难, 工程小, 造价低。小区综合管沟限于目前尚无专业标准和实施细则, 设计施工难度较大, 一次性投资高等不利原因,在应用推广上还存在较大困难。据资料显示, 国内仅在少数大型宾馆和综合性医院得到应用, 其它场所尚无应用实例。

2 综合管沟的工艺设计

2.1 开展设计研究

综合管沟是室外总体规划的重要组成部分, 我们应综合四个方面的基础资料统筹规划, 进行室外管线综合布置。

(1) 进行管线综合布置时, 应与周围的城市市政条件、本区域竖向规划及小区道路规划互相配合, 使综合方案切合实际, 将平面及竖向规划误差降至最小。

(2) 摸清建筑周围的地形、地质状况。应特别关注原始地形图中“软弱地基”的分布状况, 高层建筑的围护桩、塔吊基础的分布情况, 地面荷载, 冻土深度, 地下水位等。

(3) 各建筑接管种类、规格和数量及接管位置。

(4) 合理确定管线容量。既要考虑近期建设容量又要考虑日后发展规划。

2.2 确定共沟管线种类、数量

确定共沟管线的种类一方面取决于管线的施工时间、施工单位及主管单位有无矛盾; 另一方面取决于管线之间是否在使用上相互干扰; 同时还要看多方投资时承建费用的分担能否统一认识。

共沟共室管线通常组合如下:

2.3 确定管沟平面布置及纵向坡度

进行管沟平面布置时必须与场地条件相结合,沿道路及建筑平行布置; 应避免设于车道下, 力求走线顺直短捷, 减少交叉。特别是应避免十字型交叉并尽力避免丁字型交叉。

2.4 优化管沟的断面设计

综合管沟的建设投资较高, 其中近70% 用于管沟的土建部分。所谓管沟断面的优化设计实为管沟土建部分的优化设计。从设计工艺上切实减少土建投资是降低造价的关键。

影响管沟断面的因素是多样的, 应从如何合理布管, 如何处理管道穿沟, 如何处理与环境的关系等方面进行多种方案的分析比较来确定。

(1)首先,管道的排列要使支架承重合理。支架上的管道断面一般呈上小下大的趋势; 同一支架上的管道, 保温管宜在里侧, 非保温管宜在外侧, 这样既方便管道安装, 也有利于支架受力。

(2) 管沟断面的设计不仅要考虑管沟与外部管道相连接的要求( 接管埋深在0.8~ 1.0 m 范围) , 同时还应兼顾排水管横向穿沟对沟内管道断面的布置产生影响。

2.5 管道支架的设计

管线的支架从构造上一般为角钢或槽钢支架,同时也包括钢筋混凝土支架; 从使用功能上可分为固定支架和滑动支架两种。管线支架的设计不仅要满足对管线的连接承托, 同时还要起到约束管线位移, 限制管线胀缩, 分解管道应力的作用。因而, 支架的设计必须在确保穿行管线容量及功能要求的前提下达到结构合理。

(1) 关于支架构造形式、支架间距及固定支架水平推力, 各地均有可供选用的图集; 如设计的支架间距及管道配置形式与图集不符, 应核算支承角钢或槽钢的实际弯矩及剪力, 另行计算。

(2) 热力管道中固定支架的布置必须与管线布置形式及管道应力分析相结合。为了吸收热力管道线性膨胀产生的应力, 在管线设计时应尽量用“Z”型管和“L”型管对三通、弯头进行自然补偿, 应避免热力管丁字型平面对接。通常还利用图3, 图4 两种补偿器进行人工补偿。

另外, 为防止管线伸缩对穿沟处产生推力引起沟壁渗漏, 沟外热力管直线段长度超过15 m 时, 还须设“Z”型管, 或加设固定墩来吸收热膨胀, 减小穿沟管推力。

2.6 加强防排水措施

2.6.1 构造防水

管沟土建防水既可做外防水, 也可做内防水。外防水土建工期较长, 施工受雨雪及温度条件限制,一些材料( 如聚胺脂) 施工温度须在10℃以上, 并且还须对防水层砌砖保护, 加大了管沟平面尺寸; 内防水虽不影响工期, 但在沟内管线及支架施工时易受到损坏。

我们采用了外防水与局部内防水相结合的办法, 先在沟外满刷新型防水材料“938 防水胶”( 二布六胶, 厚度3 mm) , 然后在沟内支架施工完成后,从底板至600 mm 高范围内刷938 胶三道, 取消了沟外砌砖保护, 造价较低, 防水效果好。

2.6.2 密闭措施

对于所有管道穿沟部位均要求设刚性防水套管, 防止地下水渗入沟内; 对于防水薄弱部位——施工缝, 现场增设防水涂层。

2.6.3 排水措施

管沟地面设置了200 mm200 mm 排水明沟,顺着沟底纵向0.002 的整体坡度可将沟内管道渗漏水或地面涌入水引至沟外集水井, 由排污泵自动抽走。

2.7 管道保温

管道的保温效果将直接影响到系统的能耗; 同时, 也间接地影响到管线的寿命。管道保温层的经济厚度应参照管道绝热层外表面最大允许热损失值通过计算, 比较后确定。

计算参数采用如下: 冬季沟内环境温度20℃ ;冬季最冷月采暖温度- 9℃; 夏季空调室外干球温度33.4℃, 露点29℃; 最热月沟内平均相对湿度78% 。

经过计算分析, 对于沟内热力管道我们按管内介质温度的不同, 分别对其设置了相应厚度的岩棉绝热层, 并加设玻璃钢防水保护层以抵御沟内湿气;对于沟内冷水管道, 虽计算结果表明夏季有可能产生轻微结露, 但考虑到冷水管均在沟两侧布置, 少量滴水尚无环境影响, 故未对其加设绝热层。

2.8 通风与照明

关于地下管沟的通风我们采用了自然通风与机械排风相结合的方式。通风口根据总体规划可直接设在管沟上或沿建筑外墙爬高设置; 进风口与排风口沿管沟长度方向交替设置, 间距在100~200 m 范围内选取; 进风口侧进风百叶高出地面200 mm 以上, 并设格网防虫; 进风面积根据每小时2~3 次换气量及不超过2 m/s 风速计算确定; 排风口上设轴流排风机, 既可自然通风也可进行强制机械排风加速沟内空气流通。设计进排风口还应注意外形美观, 与环境融为一体, 相映生辉。管沟内照明应采用防潮灯, 考虑永久性照明。

2.9 人孔与吊装孔

由于设计只考虑专业人员出入, 故可按每150~250 m 设一个带固定垂直爬梯的人员出入口; 人孔盖板处高于地面200 mm, 并加锁封闭之。

2.10 土建注意事项

管沟的土建设计包括: 抗渗、抗浮、防压、支架受力、地基处理等内容, 设计时须注意以下几点:

(1) 地基软硬不一致时, 应对地基做过渡处理。

(2) 变截面处应对基础进行处理, 防止不均匀沉降。

(3) 软土地基上基坑放坡大, 影响周围施工, 应要求施工进行有效的护坡。

(4) 管沟转弯处应注意沟壁抹角尺寸能满足热力管焊接弯头的煨弯要求( 煨弯半径R = 4D ) 。

3 结论与建议

在现代化建筑小区配套工程中发展应用综合管沟, 势在必行。为了使综合管沟的设计能适应各种复杂的工程条件, 达到安全、适用、经济、牢固, 有必要从宏观上采取措施, 推动设计应用水平的提高, 使之向标准化、规范化、实用化方向发展。主要有: 开展研究, 制定规范, 编制标准图, 加强规划设计管理。