导读
兰州中川国际机场新、改、扩建工程时间跨度长，管线竣工资料缺失，标识不明晰，既有管线地上地下纵横交织、管线新旧混杂、场地狭小局促，管线迁改设计难度大。结合中川国际机场综合交通枢纽工程管线迁改设计实践，分析了迁改及新建管线路径选择及管廊布局设计思路，归纳总结了雨污水管线入廊的技术难题与解决策略。
0 引言
兰州中川机场始建于20世纪60年代末，2013年正式提升为国际航空口岸，更名为兰州中川国际机场，是西北地区的重要航空港。自建设初始至2015年，该机场历经数次新、改、扩建，航站区室外管线亦随之进行了大幅度的迁、增、改、废等调整。航站区管线，尤其是大量的主干管线，堪称机场主神经，在这类既有管线密集、主干管道贯穿的场地上开发建设，管线迁改是首要解决的难题。本文所述的位于机场T2航站楼与中川铁路机场站之间的中川国际机场综合交通枢纽工程，便是此类项目的典型。该机场新、改、扩建工程时间跨度长，设计、施工、管理等相关技术人员多有更替，管线竣工资料缺失，各类管道、阀门标识不明晰，既有管线地上地下纵横交织、新旧混杂、使用和废弃的难以识别，加之场地狭小局促，管线迁改设计难度非常大。在历时2年多的设计过程中，我院设计团队克服重重困难，多次赴现场调研、摸排、测绘、查找资料，充分考虑工程特点，以管廊、埋地、架空敷设相结合，因地制宜，顺势而为，制定出了经济、便捷、利于施工及维护的设计方案。经与业主、施工、监理各方的大力协作，圆满实现了既定目标。项目在3年多的使用过程中效果良好。其中的综合管廊因其新颖、实用、唯一性，于2017年取得国家实用新型专利证书（ZL 2017 2 0197371,2）。
1 项目简介
中川国际机场综合交通枢纽工程位于甘肃省兰州新区中川镇，距市区75多km，是2015年省列重大项目、省“6873交通突破行动”首个民航重点项目。该工程包含1座换乘中心、2栋社会停车楼，布置在T2航站楼西侧、中川铁路机场站东侧，与T2航站楼、铁路站房三者中心轴相吻合。
换乘中心地面一层为换乘大厅，衔接机场航站楼与中川铁路机场站，旅客换乘距离不到100 m；地下一层设有长途、机场巴士、公交车、社会车辆换乘区以及一条下穿枢纽主干道，同时预留T2与远期T3航站楼之间的穿梭轨道。
2015年10月，本工程与我院设计的中川铁路机场站站房工程同步开通运营，届时实现了公路、铁路、航路的无缝连接，有效地解决了中川机场区域复杂的交通问题，是国内继上海虹桥综合枢纽之后，实现“零换乘”的第二个综合交通枢纽。总体布局见图1。
图1 中川国际机场综合交通枢纽效果
Fig.1 Effect of comprehensive transportation hub of Zhongchuan International Airport
2 机场既有管线概述
本工程建设范围内的机场既有管线根据其流态、敷设特征等分为3类，见表1。第一类为重力流雨、污水管道，敷设时有最小坡度需求，不可倒坡；第二类为压力流给水、再生水、冷冻水管道以及强、弱电电缆，无严格的敷设坡度要求；第三类为易燃易爆气体管道。从表1中同时可以看出：①本工程建设范围内的机场既有管线涵盖了几乎所有管线类型；②重要主干管线均南北向贯穿。
3设计既定目标
综合交通枢纽工程完全覆盖了航站楼与铁路站房之间的区域，为旅客提供便捷换乘的同时，也将沿南北向敷设的各类机场主干管线通路完全隔断（见表1、图2）。为保证本工程与中川铁路机场站按期同步开通运营，在机场用户不间断使用的前提下，设计既定目标为：①安全、经济、合理、及时迁改既有机场管线；②为综合交通枢纽工程、中川铁路机场站站房工程新建管线提供敷设路径。
表1 本工程建设范围内的机场既有管线
Tab.1 List of existing airport pipelines within the construction scope of the project
图2 I-I剖面 (剖切线位置见图3)
Fig.2 I-I section (see Fig. 3 for section line position)
4 迁改及新建管线路径选择
选择合理的管线路径，基于对项目特征，尤其是总平面布局特征的充分理解与把握。本工程总平面布局（见图3）表达了地面层、地下层、高架层3个层面。其中地面层包括T2航站楼到达层、换乘通道（1a）、换乘大厅、中川铁路机场站站厅层、换乘连廊（1b）、P1/P2停车楼；地下层包括T2航站楼衔接大厅（Ba）、T2连接T3航站楼快速穿梭轨道站台层（Bb，预留）、T2连接T3航站楼快速穿梭轨道（Bc，预留）、通道（Bd， h=1.6 m。注：h为顶板上覆土厚度，余同）、机场大巴/公交车/出租车/社会车等交通区及枢纽下穿主干道（Be，h=1.5 m）、中川铁路机场站站台层（Bf，h=3.0 m）、地下停车库（Bg，h=0.6 m）；高架层包括 T2航站楼出发层落客平台（2a）、T1与T2航站楼联络车道（2b）、航站楼出发层上行匝道（2c）、航站楼出发层下行匝道（2d）。
图3 总平面
Fig.3 General layout
根据上述分析，既有机场管线迁改的通道自南向北有东、中、西3路（见图2、图3）。各路优缺点比选如下：
（1）东路优点： 有利于航站楼既有接管点A1、A2接驳。
缺点：①受落客平台桥墩基础限制，平面管位狭小，施工及维护难度大；②受Bd顶板上覆土厚度限制，重力流管道无法通过；③中川铁路机场的E1、E2入户管无法接入。
（2）西路优点：①管道在公园路下方敷设，不受制于地下室顶板覆土厚度，可确保合适的重力流坡度；②平面管位宽裕，有利于施工及日常维护；③停车楼C1～C4及换乘连廊D1、D2接管点接驳便利。
缺点：①航站楼既有接管点A1、A2无法接驳；②与既有管道相比，重力流管道管长增加较多，需减小排水坡度方可接入南侧下游管道，导致排水能力削减。
（3）中路优点：①管道可设在2座地下室之间空档处，重力流管道埋深及坡度不受限；②便于东、西侧既有/设计接管点接驳；③重力流管道管长维持不变，可按既有坡度敷设，不影响排水能力。
缺点：管道贯穿中川铁路机场站站厅及换乘连廊（1b），若采用埋地敷设方式，需在建筑物室内设置雨、污水管及电缆沟的检查井，弊端较多；同时，给水等压力流管道如发生破损，必须在室内进行开挖抢修作业，对建筑的正常使用影响很大，各类管道的维护及更换亦不方便。
综上，经比选确定中路为机场既有管道复位及新建管道的主通道。贯穿室内的管道纳入综合管廊，有效利用空间，并解决各类管线检修和维护问题。同时1b换乘通道打开部分缺口，成为室外空间，管道埋地敷设。针对本工程复杂的管线迁改及新建问题，除中路作为管道敷设主通道外，尚需选择东、西两路作为次通道。
东路：在高架匝道及落客平台下方设计一条雨水沟（见图4），收集北侧T1航站楼前广场、停车场等场地雨水，汇至南侧泄洪沟，并可收纳A1、A2、B1、B2接口处（见图3）排出的雨水。沟为矩形断面，宽0.5～1.4 m，深1～1.8 m，总长1 380 m， 平均坡度0.59%。其中换乘通道1a范围采用钢筋混凝土暗沟穿越。该雨水沟沿线与20余根各类既有管道交叉，设计前均逐根调查实测，落实了设计及施工方案，同时根据扩大后的汇水面积，对南侧梯形泄洪沟进行了改造。
西路：作为东侧雨水排放及燃气管道敷设路径，同时为C3、C4入户管（见图3）提供支干管。
图4 东路方案中的雨水沟布置
Fig.4 Layout of rainwater ditch in East Road scheme
5 中路方案中的综合管廊及雨、污水管入廊
策略分析
广义上的综合管廊是指建在地下，用于容纳两类及以上工程管线的构筑物。理论上给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信/信号/信息等管线均可纳入综合管廊。但是，在笔者长期的设计工作中发现，雨、污水，尤其是污水入廊存在诸多工程技术难题，突出的有：管道排布、清通、排水支管接入、通气问题以及发生污水溢出事故时，对廊内给水管道的污染等问题。综合管廊一般无单向纵坡，而其他各类入廊管道纵向管位通常固定不变，作为重力流的雨污水管道，需按一定单向坡度埋设，致使其在管廊中排布时会与其他管道的管位发生冲突。解决这一难题的一种方案是设置提升设备，将重力流变为压力流后再纳入综合管廊，但这种做法会大大增加投资、能耗及运维工作量，同时限制了下游重力流排水支管的接入，缺点显而易见。在工程实践中，其他技术难题似无好的解决方案，故设计中通常将重力流雨污水管道另行埋地敷设。
由图2可见，中川机场站地下站台层与综合交通枢纽地下层外墙之间有宽9.25 m，深9 m的空间。针对这一特点，考虑综合管廊贴临换乘中心地下室外墙设置，与部分主体建筑地下室同步开挖，同步完成土建施工，部分机场主管道先行迁入，可解决施工期间用户不间断使用的问题。综合管廊长139.20 m，宽6.40 m，南北扩大端宽7.70 m，总高6.66 m，见图2、图3、图5。根据上述章节分析，机场主干DN700雨水管道、DN600污水管道保持重力流回迁，沿中路敷设。迁改管道设计管底相对标高为：进管廊处污水-4.28，雨水-3.07；出管廊处污水-4.62，雨水-3.21，恰好位于主体建筑地下室挖深范围内，充分证明这2根管道纳入综合管廊技术及经济上均可行。该管廊充分利用地下室外墙间空档及主体建筑挖深，分为东西两舱，东舱室又分为上下2部分，可将管道架空与埋地敷设有机结合。西舱室及东上舱室架空敷设各类压力管道及强弱电缆线，并为后期发展预留空间。具体为：西舱室纳入机场迁改管线，一侧设8排强、弱电电缆支架，另一侧由上至下分别设DN300给水管、2×DN500冷冻水供、回水管；东上舱室一侧由上至下纳入中川铁路机场站DN100给水管、DN200污水管以及为东下舱室污水排水体系服务的通气管，另一侧设机场迁改DN200中水管道。东下舱室为覆土层，将机场迁改DN700雨水管及DN600污水管埋设其中。各舱室内均设置排水明沟，将廊内废水引至两侧扩大端集水井内，由潜污泵排至廊外，并依据相关规范要求设置了通风、消防、供电、照明等系统。
对于前述雨、污水入廊的工程技术难题，本管廊解决方案如下（见图5）：①左右、上下分舱，压力流和重力流管道各行其位，解决了重力流管道侵占其他管道管位的问题；②重力流排水管道在东下舱室覆土内埋地敷设，室外管道室内化，解决了管道清通、维护、检查井设置、支管接入等一系列问题。东上舱室净高2 m，为施工维护提供作业空间；③污水检查井设置密闭井盖，防止气体外溢，同时侧壁设通气管道，将有毒有害气体引至高空排放，并维持管内气流压力平衡；雨水管道按最大间距设置检查井，减少廊内检查井数量，并设密闭井盖，防止极端情况下雨水由井口溢入管廊；④给水管与排水管分舱敷设，避免可能造成的污染；⑤廊内设置通风、强制排水措施，有效改善廊内环境，并防止突发溢水事故。
图5 综合管廊剖面
Fig.5 Profile of integrated pipe gallery
至2019年，本工程已竣工3年多，经回访，使用方反映管廊运行良好，2018年7月22日兰州市遇特大暴雨，雨水管道排水通畅，管廊内无积水。
6 小结
管线迁改牵彻专业及部门多，情况复杂，设计时应做细致的调查分析，充分掌握既有管线类型、管位、规格、埋深、材质、走向、归属等信息，同时紧密结合工程特点，灵活运用埋地、架空、管廊等技术措施，合理筹划施工顺序，以实现设计合理、运维便利、造价经济的目标。
对原文有修改。原文标题：兰州中川国际机场综合交通枢纽工程管线迁改案例分析；作者：张东见；作者单位：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司。刊登在《给水排水》2020年第2期。
