淺談城市綜合管廊的設計

楊 琨

（天津市市政工程設計研究院，天津市 300051）

1 城市綜合管廊概述

城市綜合管廊也稱綜合管廊，即在地下建造集約化隧道，集電力、通信、燃氣、給水、中水等兩種及兩種以上的市政管線于一體，同時設置專門的檢修口、吊裝口和監測控制系統。地下綜合管廊通過統一規劃、設計、施工和維護，建于城市地下，用于鋪設市政公用管線，其包括干線綜合管廊、支線綜合管廊和電纜溝。其中干線綜合管廊一般設置于機動車道或道路中央下方，采用獨立分艙敷設主干管線的綜合管廊，不服務于終端用戶；支線綜合管廊一般設置在道路兩側或單側，采用單艙或雙艙敷設配給管線，直接服務于臨近地塊終端用戶的綜合管廊；電纜溝是封閉式不通行、蓋板可開啟的電纜構筑物。

地下綜合管廊按施工方法劃分為暗挖法綜合管廊、明挖法綜合管廊和預制拼裝綜合管廊。暗挖法綜合管廊一般適合于城市中心區或深層地下空間中的綜合管廊建設；明挖一般分布在道路的淺層空間；預制拼裝則適合于新城新區或類似硅谷、中關村等的現代化工業園區，城市中的大型會展中心等現代的城市新型功能區。

綜合管廊的構成包括管廊本體、標準斷面、管廊支線、管線接頭井、附設物件、進出人孔、搬運檢修口（投料口）、換氣口（管廊內設溫、濕度調節儀）、有害氣體排出口、自然及強制換氣口、附屬設施（排水、換氣、照明設施）以及防災安全設施。

城市綜合管廊作為城市“生命線”，對地下管線設施的保護作用尤其明顯，提升了城市供給的安全性；集約化的設計理念有效地利用了道路下的空間，節約了地下空間資源，也杜絕了各專業管線分別不定期開挖，對道路通行和周邊環境造成的影響，徹底解決了“拉鏈路”問題，產生了明顯的社會效益和環境效益；同時，地下綜合管廊也可結合人防工程作為城市基礎設施一并考慮。

2 我國綜合管廊的建設背景

國外大城市在建設中已普遍采用地下綜合管廊、地下污水處理廠、地下電廠以及其他一些城市防災設施。其總趨勢是將有礙城市景觀與城市環境的各種城市基礎設施全部地下化。地下空間利用規劃是以地鐵規劃和市政基礎設施規劃為最先。

在國外，鋪設地下綜合管廊是綜合利用地下空間的一種手段和開端。某些發達國家已實現了將市政設施的地下供、排水管網發展到地下大型供水系統，地下大型能源供應系統，地下大型排水及污水處理系統，地下生活垃圾的清除、處理和回收系統，與地下軌道交通和地下街、地下城相結合，構成了一個完整的地下空間綜合利用系統。

從我國目前城市發展的現代化水平看，各地政府大力提倡開發地下空間，用來緩解城市日益增長的土地資源緊缺的問題。城市綜合管廊作為城市的“生命線”，首當其沖被地方政府作為地下空間利用的有效措施。建設綜合管廊已成為一種發展趨勢，已在多地區提出規劃建設相當規模的地下綜合管廊項目，從而徹底解決“拉鏈路”問題，創造可觀的社會效益和環境效益。

3 地下綜合管廊的設計

3.1 設計原則

（1）需配合城市綜合管廊的設置目的，并兼顧考慮其安全性、經濟性及項目可行性。

（2）綜合管廊設計前須事先建立管線系統網絡規劃。

（3）對于城市老城區改造工程，由于現狀設施受限制較多，應考慮將網絡系統化的管道統一規劃，一并考慮，同步實施；而對新城新區的開發，需優先規劃綜合管廊系統，分期分布實施完善。

（4）規劃設計城市綜合管廊要從各專業角度進行考慮，前期做好對相關各專業資料的調查研究。

（5）須考慮設置綜合管廊技術的可行性，對地下現狀構筑物情況要充分調研，同時考慮路面交通流量及施工工藝上的適應性、安全性等問題。

3.2 設計步驟

（1）基本資料的匯整、補充、收集及分析；

（2）管線需求容量評估及規劃近、遠期的研究；

（3）干、支線綜合管廊斷面的設計；

（4）干、支線綜合管廊的平面線形設計；

（5）特殊結構的設計；

（6）附屬設備構筑物的設計；

（7）綜合管廊的安全設計。

3.3 綜合管廊管線收容原則

（1）電力與通信管線基本上可兼容于同一管廊空間內（同一艙），但需注意電磁感應干擾的問題，管線需對其容量進行評估及規劃近、遠期的研究。

（2）煤氣管線如規劃考慮收容在地下綜合管廊內，應以獨立于一艙為設計原則。

（3）自來水管線與污水管線（壓力管）亦可收容于綜合管廊同一艙內，上方為自來水管，下方為污水管線。

（4）綜合管廊通常不收容雨水管線（因通常采用重力流的排水方式），除非雨水管線的縱坡與綜合管廊的縱坡一樣，或雨水渠道與綜合管廊共同構造才考慮。一般可將污水管線（壓力管線）與集塵管（垃圾管）共同收容于一艙內。

（5）關于警訊與軍事通信，因涉及機密問題是否收容于綜合管廊內，需與相關單位磋商后以決定單獨或共艙收容。

（6）原則上油管不允許收容于綜合管廊內，其它輸氣管線若非屬民生管線亦不收容，但若經主管單位允許，則可單獨艙收容（參照煤氣管線收容原則設計）。

（7）支線綜合管廊是引導干線綜合管廊內的管線至沿線服務用戶的供給管道，因此支線綜合管廊一般以共艙收容為原則，包括管線類及纜類。

（8）電纜溝是一種小型支線綜合管廊，主要僅收容電力、通信、有線電視及寬帶網絡系統纜線等，直接服務于沿線用戶。

3.4 綜合管廊平面線形設計

地下綜合管廊平面線形應與道路曲線線形相一致，不得已時可作適當的調整。干線綜合管廊平面線形的設計，原則上設置于道路中央的下方，其綜合管廊中心線之平面線形應與道路中心線一致。干線綜合管廊和鄰近建構筑物的間隔距離，須考慮施工時擋土措施的安全距離，更要有足夠的施工作業空間，一般應維持在2 m以上。干線綜合管廊做平面曲線設計時，應充分了解收容管線的曲率特性及曲率限制。

支線綜合管廊及電纜溝原則上仍設置于人行道上，其人行道的寬度至少要有4 m，特殊部可根據需要設在道路交叉口，通風口可設在分隔帶上。電纜溝因沿線需拉出電纜接戶，故其位置應靠近建構筑物，電纜溝外壁離周邊用地地界應有至少30 cm以上之距離以利于電纜布設。電纜溝如需作曲線設計時，應考慮纜溝內收容的各類纜線之彎曲曲率限制。

對于綜合管廊的平面線形設計，應對道路現狀、未來周邊的發展規劃情況以及相應管線單位未來發展的需求，做好正確充分的調查研究，以作為近、遠期設計方案的考慮。

3.5 綜合管廊結構型式及斷面尺寸設計

3.5.1 干線綜合管廊的結構型式

（1）采用明挖覆蓋法施工，其結構型式以矩形箱式為主（見圖1）；

圖1 矩形箱式斷面結構

（2）采用盾構法施工，其結構型式以圓形為主（見圖2），隨著機械技術的發展，亦可采用矩形盾構方式；

圖2 圓形斷面結構

3.5.2 支線綜合管廊的結構型式

支線綜合管廊結構型式一般采用較為輕巧簡便型結構（見圖3）；

3.5.3 電纜溝結構形式

電纜溝結構形式一般采用單U字型或雙U字型結構（見圖4、圖5）；

3.5.4 綜合管廊斷面尺寸

圖3 輕巧簡便型結構

圖4 U字型結構

圖5 雙U字型結構

綜合管廊縱斷面坡度，除了特殊部外，一般采取縱坡0.2%以上，坡度斜率與平面最小彎度的曲率半徑，均受收容管線架設及管最小半徑影響。如因受地形限制縱坡越過15%時，應設階梯及欄桿。

（1）干線綜合管廊凈高不宜小于2.1 m，寬度依其收容管線類型可采用單艙或多艙的設計，人行通道凈寬不宜小于1 m。

（2）支線綜合管廊凈高不宜小于1.9 m，與其他地下構筑物交叉局部區段凈高不應小于1.4 m，當不能滿足最小凈空要求時，可改為排管連接。

（3）電纜溝不屬于密閉空間的工作場所，凈深不宜過深，一般為1～1.5 m，凈寬為0.9～1.20 m，其作業空間為30～70 cm，最上層托架與電纜溝頂板之距離不宜小于為35 cm，最下層托架與電纜溝底板之距離不宜小于10 cm。

3.6 綜合管廊特殊段設計

（1）干、支線綜合管廊特殊段的設計

干線綜合管廊人員出入口以階梯設置為原則，若有空間不足，應用時亦可考慮用爬梯方式設置，出入口與通風口、投料口結合設置。采用明挖施工的綜合管廊出入口間距不宜大于200 m；采用非開挖施工的應根據綜合管廊的地形條件、埋深、通風、消防等條件綜合確定。出入口蓋板應設有安全裝置，以防非專業人員開啟。

通風口凈尺寸應滿足通風設備進出的最小允許限界的要求，自然通風口與強制通風口，以交互設置為原則。

集水井應設于綜合管廊斷面坡度最低處，每200～300 m設置一個（亦可包含沉砂池，沉淀池及油水分離設備）。集水井容積宜考慮計算每臺抽水泵10 min的抽水量，應有0.3 m3以上的沉砂池與1.5 m3的集水量的體積。每一集水井應配備2臺（1用1備）抽水泵，設置于集水井上方。為便于抽水泵的維修，應設計檢修口；為便于綜合管廊的管理，抽水泵應納入監控系統統一管理。

投料口以設置在道路下方為原則，宜兼顧人員出入功能，投料口間距不宜超過400 m，投料口凈尺寸應滿足管線、設備、人員進出的最小允許限界的要求。

注意道路上投料口、通風口、出入口等露出地面構筑物的開口處應做好防水措施，以防地表水流入孔內。投料口、通風口、安全孔其外觀宜與周圍景觀相協調。

綜合管廊管線分支口（管線分匯室）一般設在道路交叉口的下方，應滿足管線預留數量、安裝敷設作業空間的要求。設置應考慮附近管線及其它構筑物的相對位置以避免施工上的困難。綜合管廊與其他方式敷設的管線連接處，應做好防水和防止差異沉降的措施。

（2）電纜溝特殊段的設計

電纜溝特殊段一般采用多孔管、保護管或箱涵結構。纜線的分匯室、電纜溝的起終點可采用加寬或加深來處理，并加設抽水井等設施。

（3）綜合管廊特殊段結構處理

綜合管廊應設置變形縫，現澆混凝土綜合管廊結構變形縫的最大間距應為30 m，預制裝配式綜合管廊結構變形縫應為40 m。在地基土有顯著變化或承受的荷載差別較大的部位，應設置變形縫，軟土地基區域可間隔15 m設置一道變形縫，地基性質急劇變化處及可能發生液化的地基處可設置饒性連接。變形縫縫寬不宜小于30 mm，變形縫應設置橡膠止水帶、填縫材料和嵌縫材料的止水構造。

當綜合管廊建在軟土地基或土性變化較大的地層時，必須進行地基處理，以減少其不均勻沉降或過大的沉降。常用的地基處理方法有壓密注漿、地基土置換、粉噴樁加固軟土地基等。地下構筑物與獨立建設的綜合管廊的交接處，必須將綜合管廊與地下構筑物采用彈性鉸的連接方式，在構造中也應該按彈性鉸進行處理，同時還須做好連接處的防水措施。

當綜合管廊下穿既有地下設施時，在接頭處也有可能產生不均勻沉降，為此也需要在接頭部位做成彈性鉸接，以使其能自由變形。當綜合管廊與非重力流管線交叉時，綜合管廊埋深保持不變，其他管線在綜合管廊上部（下部）穿越；當綜合管廊與重力流管線交叉時，重力流管線的埋深保持不變，局部降低綜合管廊的埋深并在既有重力流管線的下部穿越；當綜合管廊連續穿越埋深差異較大的重力流管線時，應綜合考慮降低綜合管廊的整體埋深。當綜合管廊與既有地下構筑物交叉時，可通過調整平面布局或立體穿越的方式來實施。同時綜合管廊可以同立交基礎和地鐵等現狀地下設施共構共筑。與地鐵等運動設施共構時，必須驗算車輛運行引起的震動對綜合管廊各種管線的影響，如有必要必須加設彈性支座等各種減震、隔震設施。

3.7 防災設計

3.7.1 防水設計

（1）綜合管廊的防水措施有薄膜防水，包括封帶防水、瀝青防水、油氈防水、水泥砂漿防水、填縫防水。

（2）綜合管廊伸縮縫處需采用特殊的防水構造，通常在綜合管廊伸縮縫的外圍設置環梁，并使用止水板進行防水。

（3）綜合管廊的電力、通信等支線接管處，一般在支線接管孔洞里外兩側采用止水鋼板，中間填放瀝青馬蹄脂。

（4）綜合管廊產生裂縫的處理對于不滲水的龜裂縫，表面涂抹水泥砂漿后再做一層防水層；對于滲水嚴重的裂縫，則要鉆孔進行內部鉆孔灌漿處理。

3.7.2 消防設計

城市綜合管廊火災的危險性不易發現，危險性大，損失嚴重，控制火勢和撲救火災難度大。

（1）燃氣管線不宜與其它市政管線敷設于同一綜合管廊艙內，應采用直埋敷設方式，且應與綜合管廊保持6 m以上的防火間距。

（2）綜合管廊設防火分區，對于控制火災的蔓延意義重大。綜合管廊內防火分區最大間距應不大于200 m，分區應設置防火墻、甲級防火門、阻火包等進行防火分隔。

（3）綜合管廊內應設置報警系統，有效地探測初期火災，盡早發現火情。綜合管廊內應選用防潮型探測器。

（4）綜合管廊內應設置防排煙系統，通風口為自然與機械通風相結合，可將每個排風系統兼作火災時的排煙系統，排風機應選用雙速高溫排煙風機。

（5）日常照明采用40 W防潮熒光燈；應急照明燈按規定設置。

（6）無須設置自動滅火系統，但應配置一定數量的移動式滅火器材。

（7）消防控制室應設在道路的中間段，可與綜合管廊控制中心同設于一室，室內配備要完善。

3.7.3 防災設施

（1）綜合管廊內應設置煤氣監測報警裝置（煤氣管線有要求）、溫度探測裝置、噴霧冷卻裝置、異常浸水報警系統、侵入監視裝置。

（2）綜合管廊內應設置電話和有線廣播等緊急聯系系統。

（3）綜合管廊內應設置誘導指示、避難誘導燈等避難誘導設備，能正確、安全誘導入廊者向外避難。

（4）綜合管廊內應設置防災隔離、防水門裝置。

（5）綜合管廊內應設置多種類型的標識，便于安全管理。

[1]GB 50838—2012，城市綜合管廊工程技術規范[S].