城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工解析

韓飛

/廣東建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)院有限公司

城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工解析

韓飛

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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(duì)管線的腐蝕，延長(zhǎng)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(shí)，減少了城市道路重復(fù)開挖，對(duì)優(yōu)化城市環(huán)境，起到良好的推動(dòng)作用。全國(guó)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(duì)城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了分析和探討。

城市；地下綜合；管廊；設(shè)計(jì)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(lái)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(lái)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(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及維護(hù)工作，以此來(lái)滿足管線的使用和運(yùn)營(yíng)維護(hù)所需，并同步建設(shè)消防、供電、照明、通風(fēng)、排水、標(biāo)識(shí)等的附屬設(shè)施。

二、城市綜合管廊設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

（一）實(shí)現(xiàn)市政管線統(tǒng)一管理

城市綜合管廊內(nèi)包含多個(gè)專業(yè)的管線，在城市的統(tǒng)一監(jiān)督管理下，實(shí)現(xiàn)了管線的統(tǒng)一維護(hù)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(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市土地資源越來(lái)越緊張，城市的可利用空間越來(lái)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(lái)越多，各類管線的規(guī)劃設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，科學(xué)合理的進(jìn)行城市綜合管廊設(shè)計(jì)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(jì)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(hù)管理費(fèi)用，其具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。其經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在:(1)需要更新、補(bǔ)充管線時(shí)不需要反復(fù)開挖路面，有利于減少管線施工對(duì)城市交通的影響，同時(shí)避免了道路開挖對(duì)道路周邊植被的破壞，節(jié)省了大量的維護(hù)、管理、修復(fù)費(fèi)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(zhǎng)管線的使用壽命，很大程度上減少了管道的維護(hù)更新成本。(3)在傳統(tǒng)管線埋設(shè)過(guò)程中難以把控管線的準(zhǔn)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(yán)重影響城市的交通運(yùn)行，而城市綜合管廊設(shè)計(jì)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(diǎn)設(shè)計(jì)探討

（一）節(jié)點(diǎn)類型

在綜合管廊的設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)類型有很多種，比如綜合管廊的吊裝口、進(jìn)排風(fēng)口、人員進(jìn)出口、綜合管廊之間十字形交叉節(jié)點(diǎn)、丁字形交叉節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控中心的連接通道等等，在具體的設(shè)計(jì)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(diǎn)這兩種類型。

（二）綜合管廊和監(jiān)控中心連接通道

設(shè)計(jì)綜合管廊連通通道的過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守以下幾條設(shè)計(jì)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(jì)綜合管廊連接通道尺寸的時(shí)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(jì)的過(guò)程中，按照實(shí)際情況，對(duì)連接通道的類型進(jìn)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(jì)連接通道的過(guò)程中，應(yīng)該考慮到其對(duì)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(jì)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(diǎn)

如果將綜合管廊設(shè)計(jì)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(diǎn)類型，即十字形和丁字形。交叉節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的時(shí)候必須考慮兩個(gè)問(wèn)題，第一是內(nèi)部管線銜接問(wèn)題，第二是人員通行問(wèn)題，要解決上述兩個(gè)問(wèn)題，最常見也最有效的方式就是加寬、加高節(jié)點(diǎn)，還可以通過(guò)增加樓梯，設(shè)置夾層的方式解決問(wèn)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(jì)過(guò)程中，必須遵守以下幾個(gè)原則:第一，管廊節(jié)點(diǎn)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(rèn)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(jìn)行，綜合管廊凈距必須在0.4米以上。第二，對(duì)于不同的艙室，連接方式也應(yīng)該有所差異，在夾層設(shè)計(jì)中，必須分析各個(gè)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(dāng)?shù)姆阑痖T。

（四）計(jì)算模式

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

（五）自動(dòng)設(shè)計(jì)

在綜合管廊中，其綜合監(jiān)控系統(tǒng)有環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備監(jiān)測(cè)、安防和通信系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)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(cè)儀表，用以監(jiān)測(cè)管溝環(huán)境的相應(yīng)參數(shù)；對(duì)于管溝中的機(jī)電設(shè)備，用分布式 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，并采集儀表的信號(hào)；分別在管廊的出入口設(shè)半球攝像機(jī)和紅外線幕簾探測(cè)報(bào)警裝置， 并就近經(jīng)節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)來(lái)將信號(hào)傳入控制系統(tǒng)的顯示屏上； 每隔 2 個(gè)防火分區(qū)設(shè) 1個(gè) RTU，并經(jīng)單模光纖將其連入控制系統(tǒng)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)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(bào)警系統(tǒng)，即一旦發(fā)生火災(zāi)，便可在同一時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)分區(qū)安設(shè)的聲光報(bào)警器， 當(dāng)然亦可手動(dòng)開啟聲光報(bào)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(shí)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(dāng)綜合管溝與現(xiàn)狀地下構(gòu)筑物相交是，如遇高程相碰問(wèn)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(shí)，由于綜合管廊每隔100m左右會(huì)有通向地面的通風(fēng)口及人員出入口，為減小對(duì)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(duì)道路影響小，施工方便。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，綜合管廊是時(shí)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(shí)也是市政工程管理的規(guī)范化的體現(xiàn)?，F(xiàn)階段，我國(guó)正在實(shí)施城鎮(zhèn)化的發(fā)展，是城市現(xiàn)代化發(fā)展的高峰時(shí)期，由于現(xiàn)代生活的需要，城市對(duì)地下管線的需求越來(lái)越高，如果還是按照傳統(tǒng)的管線敷設(shè)方法，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)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(shì)。然而，綜合管廊在我國(guó)的研究時(shí)間并不長(zhǎng)，研究成果尚不成熟，實(shí)踐方面也還沒(méi)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(guò)一定的鉆研和實(shí)踐，使得我國(guó)綜合管廊設(shè)計(jì)及施工形成一套獨(dú)特的理論體系。

[1]徐秉章，章彧．市政綜合管廊建設(shè)運(yùn)營(yíng)相關(guān)問(wèn)題探討［J］．城市管理與科技，2009(02)．

[2]于丹，連小英，李曉東，等．青島市華貫路綜合管廊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］．給水排水，2013(05)．