城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工解析

韓飛

【摘 要】綜合管廊的建設(shè)有效利用了道路下的空間，避免了土壤對管線的腐蝕，延長了管線的使用壽命；節(jié)約了城市用地，并為地下空間開發(fā)提供有利條件。同時，減少了城市道路重復(fù)開挖，對優(yōu)化城市環(huán)境，起到良好的推動作用。全國各大城市都已建成或正在規(guī)劃建設(shè)綜合管廊。本文根據(jù)某工程案例，對城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工進行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】城市；地下綜合；管廊；設(shè)計施工

一、城市綜合管廊概述

城市綜合管廊指的是建設(shè)在城市地下用來容納兩類及以上城市工程管線構(gòu)筑物以及其附屬設(shè)施，它包括用來滿足人們的日常生活、生產(chǎn)所需的給水、雨水、污水、再生水、天然氣、電力、通信等的市政公用管線，其中它不包括工業(yè)管線。綜合管廊要進行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、施工以及維護工作，以此來滿足管線的使用和運營維護所需，并同步建設(shè)消防、供電、照明、通風(fēng)、排水、標識等的附屬設(shè)施。

二、城市綜合管廊設(shè)計的優(yōu)勢

（一）實現(xiàn)市政管線統(tǒng)一管理

城市綜合管廊內(nèi)包含多個專業(yè)的管線，在城市的統(tǒng)一監(jiān)督管理下，實現(xiàn)了管線的統(tǒng)一維護管理，大大提高了城市管線的管理效率和管理水平。

（二）提高了城市地下空間的利用率

隨著城市化進程的不斷推進，城市土地資源越來越緊張，城市的可利用空間越來越少。為了美化現(xiàn)代化城市的形象，城市逐漸將傳統(tǒng)的電話線、電力線、通訊線等架空管線轉(zhuǎn)移到地下，這也導(dǎo)致了城市地下管線越來越多，各類管線的規(guī)劃設(shè)計越來越復(fù)雜，科學(xué)合理的進行城市綜合管廊設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)有序的布置城市各類管線，從而大大提高了城市地下空間的利用率。

（三）具有明顯的經(jīng)濟效益

城市綜合管廊的前期建設(shè)成本較高，然而其一旦建成，就能夠節(jié)省大量的后期維護管理費用，其具有明顯的經(jīng)濟效益。其經(jīng)濟效益主要表現(xiàn)在：（1）需要更新、補充管線時不需要反復(fù)開挖路面，有利于減少管線施工對城市交通的影響，同時避免了道路開挖對道路周邊植被的破壞，節(jié)省了大量的維護、管理、修復(fù)費用。（2）地下的各類管線很容易受到地下水以及土壤中酸堿物質(zhì)的腐蝕，而將各類管線放置于綜合管廊內(nèi)能夠有效延長管線的使用壽命，很大程度上減少了管道的維護更新成本。（3）在傳統(tǒng)管線埋設(shè)過程中難以把控管線的準確埋設(shè)位置以及高程，各類管線埋設(shè)需反復(fù)開挖路面，嚴重影響城市的交通運行，而城市綜合管廊設(shè)計極大的方便了各類管線的增設(shè)、維修以及管理，避免了管道開挖破損的損失。

三、綜合管廊重要節(jié)點設(shè)計探討

（一）節(jié)點類型

在綜合管廊的設(shè)計中，節(jié)點類型有很多種，比如綜合管廊的吊裝口、進排風(fēng)口、人員進出口、綜合管廊之間十字形交叉節(jié)點、丁字形交叉節(jié)點、監(jiān)控中心的連接通道等等，在具體的設(shè)計中，按照工程需要，著重分析綜合管廊與監(jiān)控中心的連接管廊、綜合管廊交叉節(jié)點這兩種類型。

（二）綜合管廊和監(jiān)控中心連接通道

設(shè)計綜合管廊連通通道的過程中，必須嚴格遵守以下幾條設(shè)計原則：

1.為了保證電力線纜和監(jiān)控線纜施工的方便性，可以在綜合管廊中間設(shè)置連接通道。

2.在設(shè)計綜合管廊連接通道尺寸的時候，主要考慮監(jiān)控中心通行樓梯、線纜的種類以及數(shù)量，正常情況下，樓梯寬度不能小于1.5m。

3.連接通道有下人式和上人式兩種類型，在設(shè)計的過程中，按照實際情況，對連接通道的類型進行確定，如果土層較淺，可以選擇下人式，相反，則可以選擇上人式。

4.設(shè)計連接通道的過程中，應(yīng)該考慮到其對人員通行以及管線敷設(shè)施工的影響，為了將不利影響降至最低，可以在一定范圍內(nèi)提高綜合管廊的斷面寬度。

5.在設(shè)計中，在綜合管廊與連接廊之間設(shè)置一道或者數(shù)道防火門，確?？臻g的封閉性與防火區(qū)域的明確劃分。

（三）綜合管廊交叉節(jié)點

如果將綜合管廊設(shè)計成環(huán)網(wǎng)狀，則可以發(fā)揮其最大的功能，因此，這種情況下的綜合管廊有兩種節(jié)點類型，即十字形和丁字形。交叉節(jié)點設(shè)計的時候必須考慮兩個問題，第一是內(nèi)部管線銜接問題，第二是人員通行問題，要解決上述兩個問題，最常見也最有效的方式就是加寬、加高節(jié)點，還可以通過增加樓梯，設(shè)置夾層的方式解決問題，確保內(nèi)部管線順利銜接和人員通道能夠滿足要求。綜合管廊設(shè)計過程中，必須遵守以下幾個原則：第一，管廊節(jié)點的高、寬，以及夾層的尺寸，受到管廊內(nèi)部管線規(guī)格和數(shù)量、通訊線纜彎曲半徑、電力線纜分層和彎曲半徑等的影響，所以一定要認真分析，合理設(shè)置。為了確?？照{(diào)水管、給水管以及閥門的安裝能夠順利進行，綜合管廊凈距必須在0.4米以上。第二，對于不同的艙室，連接方式也應(yīng)該有所差異，在夾層設(shè)計中，必須分析各個區(qū)域的防火，保證防火區(qū)域的劃分最科學(xué)，根據(jù)不同防火區(qū)域的劃分，在綜合管廊和夾層之間設(shè)置恰當?shù)姆阑痖T。

（四）計算模式

根據(jù)綜合管廊的結(jié)構(gòu)特點，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，可以借鑒現(xiàn)澆混凝土的設(shè)計方案，對構(gòu)件進行截面內(nèi)力計算的時候，可以將其看作是矩形閉合框架模型。對綜合管廊進行綜合分析的時候，應(yīng)該首先考察地質(zhì)條件，按照實際情況進行結(jié)構(gòu)底板基底反力分布的分析。

（五）自動設(shè)計

在綜合管廊中，其綜合監(jiān)控系統(tǒng)有環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)測、安防和通信系統(tǒng)，具體設(shè)計如下：在每一防火分區(qū)中分別安裝一套氧氣、溫度和濕度檢測儀表，用以監(jiān)測管溝環(huán)境的相應(yīng)參數(shù)；對于管溝中的機電設(shè)備，用分布式 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測其運行狀態(tài)，并采集儀表的信號；分別在管廊的出入口設(shè)半球攝像機和紅外線幕簾探測報警裝置， 并就近經(jīng)節(jié)點式光端機來將信號傳入控制系統(tǒng)的顯示屏上； 每隔 2 個防火分區(qū)設(shè) 1個 RTU，并經(jīng)單模光纖將其連入控制系統(tǒng)的監(jiān)控計算機中，其中通訊協(xié)議為 TCP/IP 冗余環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)；在管廊中裝設(shè)火災(zāi)報警系統(tǒng)，即一旦發(fā)生火災(zāi)，便可在同一時間自動啟動消防聯(lián)動系統(tǒng)和對應(yīng)分區(qū)安設(shè)的聲光報警器， 當然亦可手動開啟聲光報警器。

（六）豎向布置

地下綜合管廊的斷面基本與所在道路縱斷面一致。地下綜合管廊的縱坡變化處應(yīng)滿足各類管線折角的要求，同時最小縱斷面需考慮內(nèi)排水的需要。規(guī)劃最小坡度不低于0.5%，最大坡度不高于3%。當綜合管溝與現(xiàn)狀地下構(gòu)筑物相交是，如遇高程相碰問題，綜合管溝采取抬高或降低處理，其坡度根據(jù)管線工藝要求確定，與現(xiàn)狀構(gòu)筑物之間需有一定的安全距離。同時，由于綜合管廊每隔100m左右會有通向地面的通風(fēng)口及人員出入口，為減小對道路通行及景觀的影響，本次建設(shè)方案將綜合管廊的平面位置布置于道路一側(cè)的綠化帶下，對道路影響小，施工方便。

四、結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，綜合管廊是時代的必然產(chǎn)物，在現(xiàn)代化城市中，綜合管廊的建設(shè)，體現(xiàn)了市政管線布置的科學(xué)化與集約化，同時也是市政工程管理的規(guī)范化的體現(xiàn)?，F(xiàn)階段，我國正在實施城鎮(zhèn)化的發(fā)展，是城市現(xiàn)代化發(fā)展的高峰時期，由于現(xiàn)代生活的需要，城市對地下管線的需求越來越高，如果還是按照傳統(tǒng)的管線敷設(shè)方法，已經(jīng)遠遠達不到要求，由此可見，城市綜合管廊是城市發(fā)展的必然趨勢。然而，綜合管廊在我國的研究時間并不長，研究成果尚不成熟，實踐方面也還沒有形成規(guī)模，業(yè)內(nèi)工作人員仍然需要不懈的努力，通過一定的鉆研和實踐，使得我國綜合管廊設(shè)計及施工形成一套獨特的理論體系。

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