淺談綜合管廊在市政工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

鄧惠晗

（深圳市西倫土木結(jié)構(gòu)有限公司，廣東深圳518034）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展和城市人口增加，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，全國各地貫徹落實(shí)中央擴(kuò)大內(nèi)需、加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重大戰(zhàn)略決策，掀起了新一輪的城市建設(shè)熱潮。土地成為城市的稀缺資源，建設(shè)用地緊張、道路交通擁擠、城市基礎(chǔ)設(shè)施不足、環(huán)境污染加劇等問題日漸突出?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)趨向于地下空間綜合利用和保護(hù)性開發(fā)。綜合管廊能有效地緩解城市發(fā)展與土地資源緊張的矛盾，對(duì)提高土地利用率、拓展地下發(fā)展空間具有重要意義。

1 綜合管廊是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代智能化的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 綜合管廊概述

作為城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生活的保障體系，市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼。城市建設(shè)的發(fā)展,人們生活需求的提高，市政管線檢修增設(shè)、更新改造引起道路“開膛破肚”、“拉鏈現(xiàn)象”及交通阻塞和環(huán)境污染等問題屢見不鮮，不僅妨礙市民出行，停水?dāng)嚯?、中斷通訊，造成巨大?jīng)濟(jì)損失，而且因此造成爆炸、火災(zāi)、有毒氣體排放、管線施工引發(fā)塌陷等，嚴(yán)重危害人民群眾的生命安全。加之不同管線隸屬不同部門管理，各自為政，缺乏整體規(guī)劃，占用了大量地下空間資源，阻礙了城市地下空間的利用和發(fā)展，受到越來越廣泛的關(guān)注。

綜合管廊,又稱綜合管溝、綜合管道、共同溝等,是指在城市地下建造一個(gè)隧道空間,將市政、電力、通訊、燃?xì)狻⒔o排水等各種管線集于一體,設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和統(tǒng)一管理的市政公用設(shè)施。它是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代化,管線集約化,智能化的標(biāo)志，是未來節(jié)能的趨勢(shì)和潮流。

綜合管廊主要適用于交通流量大、地下管線多的重要路段，尤其是高速公路、城市主干道、以及規(guī)劃的大型城市組團(tuán)或建筑群內(nèi)。據(jù)所容納的管線不同，大致可分為干線綜合管廊、支線綜合管廊、纜線綜合管廊、干支線混合綜合管廊等四種。

1.2 綜合管廊的應(yīng)用發(fā)展

歐洲是地下空間開發(fā)利用的先進(jìn)地區(qū)，特別是在市政設(shè)施和公共建筑方面更是如此。綜合管廊發(fā)源地就始于歐洲，最早見于法國。法國巴黎于1832年霍亂大流行后，隔年開始有規(guī)劃地建設(shè)地下水系統(tǒng)和綜合管廊系統(tǒng)；之后，英國、德國、西班牙、歐美其他國家，以及日本等都相繼建設(shè)綜合管廊。日本最早于1926年開始了千代田綜合管廊的建設(shè)，按照規(guī)劃，到21世紀(jì)初，將達(dá)到526 km。日本的綜合管廊技術(shù)比較發(fā)達(dá)，建成的里程最長(zhǎng)，相應(yīng)的建設(shè)法規(guī)也比較完善。綜合管廊在世界各大城市的普及也越來越高。

綜合管廊工程在國內(nèi)起步較晚，且建設(shè)初期投資較大，運(yùn)營維護(hù)成本較高，在我國并不經(jīng)濟(jì)，難以成為最優(yōu)方案投資建設(shè)，地方財(cái)政難以承受，因此綜合管廊在國內(nèi)的發(fā)展受到各種制約。國內(nèi)最早的綜合管廊出現(xiàn)在首都北京，1958年北京在天安門廣場(chǎng)敷設(shè)了一條長(zhǎng)1076 m的綜合管廊，之后各地陸續(xù)開始系統(tǒng)地規(guī)劃建設(shè)綜合管廊。近幾年，在經(jīng)歷冰災(zāi)、洪水等嚴(yán)重自然災(zāi)害對(duì)市政管線的破壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失之后，綜合管廊的優(yōu)點(diǎn)及綜合效益日益被人們認(rèn)可和重視，各大中城市掀起了新一輪的建設(shè)熱潮，開始著手綜合管廊的建設(shè)試驗(yàn)。

1.3 綜合管廊的優(yōu)越性

綜合管廊初期投資較大，運(yùn)營維護(hù)成本較高，但它具有傳統(tǒng)直埋無可比擬的優(yōu)越性。這些優(yōu)越性表現(xiàn)為：

（1）能避免地下管線因埋設(shè)、檢修、擴(kuò)容導(dǎo)致的道路重復(fù)挖掘，保持路面的完整性，延長(zhǎng)路面的使用壽命。同時(shí)減小對(duì)交通和居民出行造成影響和干擾，確保道路交通暢通。

（2）能有效地縮短管線施工工期，避免盲目施工所引起各種管線的損壞，使管網(wǎng)故障率減少到最低程度。

（3）能有效集約化地利用道路下的空間資源，為城市未來發(fā)展預(yù)留空間，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

（4）能根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃容量設(shè)計(jì)與建設(shè)，從而能滿足管線遠(yuǎn)期發(fā)展需要。

（5）由于管線增設(shè)、擴(kuò)容較方便，管線可分階段敷設(shè)，建設(shè)資金可分期投資，亦可減少重復(fù)建設(shè)投資。

（6）廊內(nèi)管線不直接與土壤、地下水、道路結(jié)構(gòu)層的酸堿物質(zhì)接觸，可減少腐蝕，延長(zhǎng)使用壽命。

（7）保護(hù)市政管線系統(tǒng)，提高管線抵御臺(tái)風(fēng)、水災(zāi)、冰災(zāi)、泥石流等自然災(zāi)害破壞的能力，減少直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失。

（8）減少道路各種桿柱及檢查井、室等的架設(shè)，美化了城市景觀。

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展和城市化的進(jìn)程，綜合管廊技術(shù)日臻完善，無論從城市生產(chǎn)、生活設(shè)施的建設(shè)需要，還是擴(kuò)展土地利用率，減少資源浪費(fèi)，減輕防災(zāi)壓力等，它在市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的作用已日漸顯現(xiàn)，優(yōu)越性的體現(xiàn)及帶來的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益亦被重視，其建設(shè)應(yīng)用必將進(jìn)入高速發(fā)展階段。綜合管廊是21世紀(jì)市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，是市政管線集約化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。

2 綜合管廊在市政建設(shè)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 深圳市光明新區(qū)華夏路綜合管廊

華夏路綜合管廊是光明新區(qū)綜合管廊系統(tǒng)的一部分，北起塘明路，南至光僑路，全長(zhǎng)1288.1 m,位于華夏路西南側(cè)綠化帶內(nèi)，是深圳市第一條真正意義上的綜合管廊。在深圳市第十四屆優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)評(píng)選中，獲市政工程一等獎(jiǎng)。它是以21世紀(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、國際化的視野、后現(xiàn)代的理念，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)區(qū)域和諧發(fā)展，高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，高水平建設(shè)的典范，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化水平，起到良好的示范和推動(dòng)作用?，F(xiàn)已建成并投入使用，運(yùn)營狀況良好。

華夏路市政綜合管廊設(shè)計(jì)包括建筑結(jié)構(gòu)、電氣、排水、監(jiān)控系統(tǒng)、照明通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

管廊為單艙斷面，尺寸凈空（寬×高）3.0 m×2.8 m，主體結(jié)構(gòu)縱向取1 m，采用彈性地基上的閉合框架計(jì)算。

2.1.2 納入管線

綜合管廊容納電力、電信、給水管線，同時(shí)考慮再生水或直飲水發(fā)展預(yù)留管位。從節(jié)約投資，方便管理和維護(hù)等方面考慮，該工程未將燃?xì)夂陀晡鬯艿兰{入綜合管廊。

2.1.3 防水設(shè)計(jì)

綜合管廊防水等級(jí)為二級(jí)，主體防滲的原則是：以防為主，防、排、截、堵相結(jié)合，剛?cè)嵯酀?jì)，因地制宜，綜合治理。主要通過采用防水混凝土、合理的級(jí)配、優(yōu)質(zhì)的外加劑、合理的結(jié)構(gòu)分縫、科學(xué)的細(xì)部設(shè)計(jì)來解決主體的防滲。綜合管廊結(jié)構(gòu)防水以混凝土自防水為主，輔以高分子防水卷材作為結(jié)構(gòu)外防水。

變形縫、排風(fēng)口、投料口、管線進(jìn)出預(yù)留孔等部位，是滲漏設(shè)防的重點(diǎn)部位，針對(duì)各部位采取構(gòu)造加強(qiáng)和設(shè)防措施提高防水性能。

2.1.4 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

為滿足近期規(guī)劃管線接駁、各專業(yè)管線出倉的空間、日常維護(hù)，以及未來發(fā)展余量要求，設(shè)計(jì)中在各規(guī)劃路口及華夏路沿線240 m左右的距離設(shè)置一處出倉口，根據(jù)華夏路的現(xiàn)狀條件，結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)，共設(shè)8個(gè)出倉口。

據(jù)防火分區(qū)要求，綜合管廊按130 m～200 m劃分一個(gè)防火單元，共9區(qū)，以防火墻配甲級(jí)防火門隔斷。在每一防火分區(qū)兩端各設(shè)置兩處機(jī)械通風(fēng)口及出地面的風(fēng)亭。投料口、進(jìn)風(fēng)口和人孔合建，在每一區(qū)段均需設(shè)置，使分區(qū)內(nèi)形成空氣循環(huán)。同時(shí)投料口兼做人孔和緊急逃生口，使附屬構(gòu)筑物得到綜合利用，美化景觀，同時(shí)也降低了工程造價(jià)。

2.1.5 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)

2.1.5.1 消防系統(tǒng)

管廊內(nèi)消防采用QH氣溶膠自動(dòng)滅火系統(tǒng)，全淹沒滅火，選用S環(huán)保型熱氣溶膠發(fā)生劑。設(shè)置氣體滅火控制系統(tǒng)，消防對(duì)講電話系統(tǒng)、感溫、感煙探測(cè)器。

2.1.5.2 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)分區(qū)與防火分區(qū)一致，以中間自然通風(fēng)為主，兩側(cè)機(jī)械通風(fēng)為輔。自然通風(fēng)口與投料口合建，設(shè)置在投料口旁側(cè)。機(jī)械通風(fēng)口設(shè)于防火墻兩側(cè)，并每隔18 m～25 m設(shè)誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣體導(dǎo)流。排風(fēng)機(jī)前設(shè)置高溫自動(dòng)防煙防火閥，在進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置電動(dòng)開關(guān)裝置聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥（與火災(zāi)報(bào)警裝置聯(lián)動(dòng)）。

2.1.5.3 排水系統(tǒng)

管廊縱斷面盡量與道路縱斷保持一致，考慮內(nèi)部自流排水需要和各類管線鋪設(shè)要求設(shè)置縱坡。排水方式采用縱向排水溝，于每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)較低點(diǎn)設(shè)集水井，安裝排污泵就近排入附近雨水井，排污泵運(yùn)行與水位變化聯(lián)動(dòng)，納入監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1.5.4 動(dòng)力照明系統(tǒng)

負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)；照度為50 lx；設(shè)計(jì)照明功率密度為3 W/m2，顯色指數(shù)為60。在室外設(shè)置箱式變電站提供電源，應(yīng)急照明及疏散照明采用蓄電池作為備用電源。所有電氣設(shè)備均采用防潮型。

2.1.5.5 監(jiān)控系統(tǒng)

（1）自動(dòng)控制系統(tǒng)：排水系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)均采用自動(dòng)控制。

（2）閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)：包括攝像機(jī)、傳輸部件、控制和顯示、視頻報(bào)警、監(jiān)控主機(jī)等設(shè)備。

2.2 景德鎮(zhèn)市陶瓷文化創(chuàng)意新區(qū)綜合管廊

景德鎮(zhèn)市陶瓷文化創(chuàng)意新片區(qū)內(nèi)需要設(shè)置兩條垂直相交的綜合管廓。建成后，可將片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀電力架空線改遷至綜合管廊中，以利于片區(qū)其它地塊的建設(shè)。

與華夏路管廊不同，該工程采用雙艙斷面，尺寸凈空（寬×高）2-2.0/4.5 m×2.8 m，電力電纜與其他管線分艙設(shè)置。管廊布置于道路中央分隔帶下，納入電力電纜、通信光纜/電纜、給水管線，預(yù)留直飲水管線位置。管廊消防參照丁類廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性，安裝視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)、氧氣監(jiān)測(cè)儀器、溫度監(jiān)測(cè)儀器、濕度監(jiān)測(cè)儀器，信號(hào)直接送至監(jiān)控中心設(shè)綜合管廊專用變電所，其他附屬設(shè)計(jì)與華夏路類似。

工程目前已完成施工圖設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備施工。

3 綜合管廊設(shè)計(jì)小結(jié)

3.1 綜合管廊設(shè)計(jì)原則

綜合管廊系統(tǒng)規(guī)劃遵循節(jié)約用地、因地制宜、遠(yuǎn)近兼顧、全面規(guī)劃、分布實(shí)施的原則，充分調(diào)查城市管線地下通道現(xiàn)狀，合理確定主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，科學(xué)預(yù)測(cè)規(guī)劃需求量，在各專業(yè)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，確定綜合管廊系統(tǒng)規(guī)劃。

綜合管廊的設(shè)計(jì)宗旨是：“安全、合理、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、并為遠(yuǎn)期發(fā)展留有余地”?！冻鞘芯C合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838-2012）的實(shí)施使綜合管廊的設(shè)計(jì)依據(jù)更加充分，市政公用管線遇到下列情況之一時(shí)，宜采用綜合管廊形式規(guī)劃建設(shè)：

（1）交通運(yùn)輸繁忙或地下工程管線設(shè)施較多的機(jī)動(dòng)車道、城市主干路，以及配合地下鐵道、地下道路、立體交叉等建設(shè)工程地段。

（2）不宜開挖路面的路段。

（3）廣場(chǎng)或主要道路的交叉處。

（4）需同時(shí)敷設(shè)多種工程管線的道路。

（5）道路與鐵路或河流的交叉處。

（6）道路寬度難以滿足直埋敷設(shè)多種管線的路段。

3.2 綜合管廊設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）綜合管廊是綜合地下管線建設(shè)工程，設(shè)計(jì)必須具有前瞻性，而這種準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)需結(jié)合城市的整體規(guī)劃，涉及各種市政管網(wǎng)，相對(duì)難度較大。

（2）需要針對(duì)多專業(yè)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足不同的行業(yè)規(guī)范。

（3）平面線形宜與道路的中心線平行，但轉(zhuǎn)折角須符合各類管線的曲折角要求。

（4）縱斷應(yīng)考慮內(nèi)部自流排水的需要，最小縱坡不小于2‰；最大縱坡一般控制值為20%，特殊情況例外。

（5）與相鄰地下構(gòu)筑物的最小間距據(jù)地質(zhì)條件和構(gòu)筑物性質(zhì)確定，不得小于規(guī)范規(guī)定數(shù)值。

（6）最小埋設(shè)深度根據(jù)路面結(jié)構(gòu)厚度、地下設(shè)施豎向綜合、道路施工、行車荷載及設(shè)計(jì)凍深等因素綜合確定。

（7）斷面確定需考慮施工方法及納入的管線種類、數(shù)量、安全距離和運(yùn)輸、安裝、維護(hù)、檢修空間，同時(shí)滿足人員通行、防水、抗浮及未來發(fā)展的要求。

（8）管廊可納入電信電纜、電力電纜、給水、熱力、雨污水、天然氣、燃?xì)獾仁姓霉芫€。但燃?xì)狻⒂晡鬯芫€一般不納入管廊，主要原因是燃?xì)夤芫€防火防爆等級(jí)高，雨水管徑較大，污水管線須防滲漏，設(shè)置透氣系統(tǒng)和檢查井，且接入口較多，若將其納入管廊，勢(shì)必制約管線布置方案，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)規(guī)模擴(kuò)大，防火防爆措施提高，造成造價(jià)的大幅提高，并對(duì)運(yùn)營管理和日常維護(hù)提出新的更高的要求。

3.3 綜合管廊存在的制約因素和主要問題

我國管廊建設(shè)起步較晚，經(jīng)驗(yàn)和范例不足，法律法規(guī)不完善，技術(shù)規(guī)范依據(jù)較少。雖然國家標(biāo)準(zhǔn)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》，還有一些地方標(biāo)準(zhǔn)中提出了基本要求，但暫時(shí)還沒有嚴(yán)格、全面、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、檢查驗(yàn)收、材料設(shè)備、運(yùn)營管理等方面的規(guī)范，導(dǎo)致在工程實(shí)施過程中常遇到依據(jù)不足等問題。國家標(biāo)準(zhǔn)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》自2012年12月1日起實(shí)施，為管廊設(shè)計(jì)提供了更全面和系統(tǒng)的指導(dǎo)依據(jù)，對(duì)其發(fā)展建設(shè)是一個(gè)很好的推動(dòng)力，但較日本、臺(tái)灣等地區(qū)呈網(wǎng)狀系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)還存在較大差距。

綜合管廊投資主體不明確，各種市政基礎(chǔ)管網(wǎng)間缺乏協(xié)調(diào)體制，尚未形成一個(gè)完整和層次清晰的市政體系。前期投資較大、協(xié)調(diào)工作量大、后期運(yùn)營維護(hù)成本高，制約了其推廣和發(fā)展，目前仍廣泛采用傳統(tǒng)直埋敷設(shè)方式。

綜合管廊管理體制上存在條塊分割、交叉重復(fù)、多頭管理等問題,導(dǎo)致建設(shè)地下綜合管廊面臨道路開挖難、執(zhí)法管理難、資金落實(shí)難、清理整頓難等層層阻礙。維修養(yǎng)護(hù)或擴(kuò)容增容之間的矛盾需要專門機(jī)構(gòu)來管理和協(xié)調(diào)，管理維修費(fèi)用的來源應(yīng)作進(jìn)一步研究，運(yùn)營管理模式有待探討。

4 結(jié)語

綜合管廊是綜合利用地下空間的一種手段，是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的跨越式發(fā)展的典范，是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)代化,管線集約化,智能化的體現(xiàn)和標(biāo)志。它充分考慮未來城市快速發(fā)展對(duì)市政設(shè)施的負(fù)荷需求，集約化建設(shè)、統(tǒng)一管理的建設(shè)運(yùn)營新方式，充分解決了管線直埋帶來的諸多難題，有效地推動(dòng)地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化水平提升，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，是市政管線建設(shè)的趨勢(shì)和方向。雖然其巨大的建設(shè)投資和高昂的運(yùn)營成本決定了綜合管廊的大規(guī)模高速發(fā)展達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平還需要較長(zhǎng)的一段時(shí)間，但是它所帶來的綜合效應(yīng)開始被人們認(rèn)識(shí)并重視。堅(jiān)信待完善相關(guān)政策、規(guī)范，健全法律、法規(guī)，明確綜合管廊的建設(shè)條件和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確定各管線主管部門的責(zé)任與義務(wù)，利用科學(xué)的發(fā)展模式，將使綜合管廊建設(shè)制度化、標(biāo)準(zhǔn)化，步入高速可持續(xù)發(fā)展軌道，實(shí)現(xiàn)綜合管廊的綜合效益。

[1]GB50838-2012，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DG/TJ08-2017-2007，世博會(huì)園區(qū)綜合管廊建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]李德強(qiáng).綜合管廊設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.