綜合管廊總體設計理論研究

趙傳海 張紅晶 高文義 高　強 柯廷賢

（長春建筑學院土木工程學院，吉林 長春 130607）

綜合管廊總體設計理論研究

趙傳海 張紅晶 高文義 高強 柯廷賢

（長春建筑學院土木工程學院，吉林 長春 130607）

綜合管廊是一種市政基礎設施，它可以容納電力，通信，給排水，熱力等多種地下管線。綜合管廊的建設規(guī)模已經(jīng)成為城市基礎設施建設現(xiàn)代化水平的重要標志之一，它是城市市政管線的綜合載體，可以實現(xiàn)多種管線的集約化、統(tǒng)一化、標準化的建設與管理，其實可以稱之為一個城市的“里子”。本文從綜合管廊的安全設計入手，淺談綜合管廊的發(fā)展現(xiàn)狀及安全設計。

綜合管廊；安全設計；設計理論

0.前言

隨著我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展和城市人口的增加，自然城市的規(guī)模要不斷地擴大，這樣不斷擴大的過程中大部分城市就會出現(xiàn)各種問題，例如城市的基礎設施不能滿足人們的需求、生活環(huán)境的污染越來越嚴重、建設用地面積緊張、道路交通擁擠等。問題總是需要解決才能進行，而這些問題的解決辦法有兩種：（1）隨著人們的需要不斷的擴大城市用地，不斷地解決各種污染及道路擁擠問題。顯然這種方式不太理想，一方面在不斷擴大城市占地面積的同時，城市的人口密度急劇增加，這樣就給其他的問題難上加難，另一方面解決各種問題的同時既要滿足人們的需求，還要遵守城市的建設原則及經(jīng)濟方面的問題。（2）合理有效地利用現(xiàn)有城市占有地的地下空間資源。在現(xiàn)有的占地面積情況下，合理利用城市的地下空間資源，相當于給城市在現(xiàn)有的占地面積前提下增加了一半的可用面積，解決了我國土地資源緊張的問題，并且提高了土地的利用率，對擴大城市的發(fā)展利用空間具有重要意義。本文主要淺談對綜合管廊在建設過程中的安全方面的設計要求及附屬設施的設計理論。

1.各國綜合管廊發(fā)展史

通過以上表格不難看出，我國在地下綜合管廊發(fā)展的道路上起步較其他國家晚，以至于現(xiàn)在我國在地下工程方面的技術研究較其他國家落后些，因此我國自今年起開始著重發(fā)展城市地下空間的利用，合理有效地利用地下空間資源，解決地上土地資源短缺，地下管線錯綜復雜的問題。

目前，日本是世界上綜合管廊建設最先進的國家。

表1　各國綜合管廊發(fā)展起始時間表

表2　國內(nèi)外典型的現(xiàn)有綜合管廊統(tǒng)計表

2.綜合管廊納入管線設計理論

國內(nèi)與國外對于綜合管廊內(nèi)納入的管線（管道）種類大致相同，國外有將生活垃圾進行管道化輸送到管道內(nèi)并敷設在綜合管廊內(nèi)；國內(nèi)綜合管廊敷設的都是一般的管線（管道），國內(nèi)外都敷設的管線（管道）有：

（1）通信管線：現(xiàn)城市人口密度大，人們的生活質(zhì)量越來越高，需求量也越來越高，為了降低造價，人們選擇架空，但是這種方式影響城市景觀，現(xiàn)在逐漸被埋地代替。通信管線納入綜合管廊需要解決的問題是信號干擾等技術問題，然而隨著光纖通信技術的普及，這樣的問題可以避免。

（2）電力管線：隨著各個城市經(jīng)濟實力的提升及對環(huán)境的要求逐漸嚴格，許多城市都建有不同規(guī)模的電纜溝和電力隧道。電力管線納入綜合管廊應解決的主要問題是防火防災，通風降溫。

（3）供水管道：一般的供水管道的材質(zhì)為鋼管、球墨鑄鐵管、PE管等，它承受一定的壓力，在施工階段需要用高于正常使用壓力的兩倍來試壓，以確保安全，它的敷設形式有很多，如埋地、平管橋等多種形式。

（4）燃氣管道：現(xiàn)如今國內(nèi)對于燃氣管道能否納入綜合管廊人們還很擔憂其安全方面的問題，而規(guī)范也沒有明確的規(guī)定，然而國外有將燃氣管道敷設在綜合管廊的工程實例，運行到現(xiàn)在也沒有出現(xiàn)安全方面的事故。燃氣管道如果設立獨立艙室，管道的安裝及維修方便很多，但是不經(jīng)濟。

（5）熱力管道：對于熱力管道一般只有在我國北方的城市才敷設，由于熱力管道維修相對于其他管道（管線）維修較為頻繁，所以將它集中的納入綜合管廊內(nèi)，統(tǒng)一管理。但其占用空間較大，所以造價較高。

3.綜合管廊消防系統(tǒng)設計理論

綜合管廊內(nèi)其實還是挺危險的，因為其內(nèi)部空間比較小而且是密閉的，所以要時刻注意觀察電力管線（管道）的變化，避免產(chǎn)生電火花引起火災的發(fā)生?；馂牡陌l(fā)生還可能是因為燃氣管道泄漏等其他可燃氣體在綜合管廊這個封閉的狹小的空間內(nèi)聚集引起火災。因而綜合管廊應該注意通風口及消防設施的設計是否滿足要求。若為自然通風，通風口間距不宜超過200m。由于一般的綜合管廊建設規(guī)模都比較大，所以綜合管廊內(nèi)應該設置防火設施，一般的防火及滅火設施包括：

（1）滅火器：為了防止人員在檢修時發(fā)生火災，在綜合管廊的每個防火分區(qū)的人孔和通風口處一般會設置手提式滅火器，以便滅火。

（2）水噴霧系統(tǒng)：分為干式系統(tǒng)和濕式系統(tǒng)。一般在敷設電纜、光纜的綜合管廊宜設置濕式系統(tǒng)，其標準為防護冷卻。

（3）其他滅火設施：在有些敷設電纜、光纜的綜合管廊，也采用了脈沖干粉自動滅火裝置。

綜合管廊的建設規(guī)模一般比較大，人員需要進行檢修或需要由檢修車運行，為了保證人員安全和設備的正常運行，因此在管廊內(nèi)應該設置火災自動報警系統(tǒng)，包括可燃氣體泄漏探測和火災探測兩個部分。為了便于綜合管廊的管理，維修及人員安全，應在管廊內(nèi)每個人孔和通風口處設置緊急電話系統(tǒng)，該系統(tǒng)可直接呼叫中控室或其他系統(tǒng)內(nèi)的電話。

4.綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)設計理論

綜合管廊是一個城市的生命線，那么監(jiān)控系統(tǒng)就是綜合管廊的核心。監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控的對象包括：火災報警系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。

監(jiān)控系統(tǒng)的位置盡量地鄰近綜合管廊的主線工程，以最短的路線將監(jiān)控室與管廊相連接，以便出現(xiàn)問題能夠及時地解決。

5.綜合管廊主體工程設計理論

綜合管廊內(nèi)的管道的布置原則：“局部服從整體，小官讓大管，軟管讓硬管，有壓讓無壓”。

交叉口的布置原則：“壓力管讓重力管，小管徑讓大管徑，支管讓干管”。

5.1綜合管廊標準斷面

根據(jù)不同的施工方法以及管廊內(nèi)納入管線的種類和數(shù)量來選擇管廊的斷面形式，每一種斷面形式都有其優(yōu)缺點存在。當內(nèi)部空間利用率要求較高且采用的施工方法是明挖法時宜采用矩形斷面形式；如果想要較容易地實現(xiàn)施工的標準化及模塊化，而施工方法采用的是明挖預制裝配時宜采用矩形斷面或圓形斷面；當對管廊的受力性能并且對施工的便利性要求較高且施工方法是非開挖技術時，宜采用圓形斷面、馬蹄形斷面。

5.2綜合管廊通風口

綜合管廊屬于地下結(jié)構(gòu)，長時間埋置于地下，因而管廊內(nèi)部的空氣質(zhì)量不好，所以需要設置一定的通風設施，以便與室外的空氣交換，保證管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量。綜合管廊的通風口凈尺寸應滿足通風設備進出的最小允許界限要求。

5.3綜合管廊人員出入口

根據(jù)不同的施工方法，綜合管廊人員出入口的間距不同。

結(jié)語

綜合管廊有效合理地將管線（管道）統(tǒng)一化管理，既滿足了現(xiàn)在人們的需求，也為未來做鋪墊，是一個現(xiàn)代化城市的必經(jīng)之路。本文主要說明理論知識，對于可供同類無經(jīng)驗的工程參考。

[1]王恒棟.2010年上海世博會園區(qū)地下空間綜合開發(fā)利用研究報告[R].上海市政工程設計研究總院，2006.

[2]王恒棟，薛偉辰.綜合管廊工程理論與實踐[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[3]束昱.日本的共同溝[J].中國人民防空，2003（6）：40-41.

TU990

A

吉林省教育廳重點科研項目“非飽和土增濕變形與敏感性參數(shù)的實驗研究”（吉教科字[2016]第539號）。