淺談綜合管廊在市政工程中的設計應用

鄧惠晗

（深圳市西倫土木結構有限公司，廣東深圳518034）

0 引言

隨著我國經濟建設的高速發展和城市人口增加，城市規模不斷擴大，全國各地貫徹落實中央擴大內需、加強基礎設施建設，促進經濟增長的重大戰略決策，掀起了新一輪的城市建設熱潮。土地成為城市的稀缺資源，建設用地緊張、道路交通擁擠、城市基礎設施不足、環境污染加劇等問題日漸突出。基礎設施建設趨向于地下空間綜合利用和保護性開發。綜合管廊能有效地緩解城市發展與土地資源緊張的矛盾，對提高土地利用率、拓展地下發展空間具有重要意義。

1 綜合管廊是市政基礎設施建設現代智能化的發展趨勢

1.1 綜合管廊概述

作為城市經濟、社會生活的保障體系，市政基礎設施建設如火如荼。城市建設的發展,人們生活需求的提高，市政管線檢修增設、更新改造引起道路“開膛破肚”、“拉鏈現象”及交通阻塞和環境污染等問題屢見不鮮，不僅妨礙市民出行，停水斷電、中斷通訊，造成巨大經濟損失，而且因此造成爆炸、火災、有毒氣體排放、管線施工引發塌陷等，嚴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展，受到越來越廣泛的關注。

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隧道空間,將市政、電力、通訊、燃氣、給排水等各種管線集于一體,設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統,實施統一規劃、統一設計、統一建設和統一管理的市政公用設施。它是市政基礎設施建設現代化,管線集約化,智能化的標志，是未來節能的趨勢和潮流。

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、以及規劃的大型城市組團或建筑群內。據所容納的管線不同，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 綜合管廊的應用發展

歐洲是地下空間開發利用的先進地區，特別是在市政設施和公共建筑方面更是如此。綜合管廊發源地就始于歐洲，最早見于法國。法國巴黎于1832年霍亂大流行后，隔年開始有規劃地建設地下水系統和綜合管廊系統；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綜合管廊。日本最早于1926年開始了千代田綜合管廊的建設，按照規劃，到21世紀初，將達到526 km。日本的綜合管廊技術比較發達，建成的里程最長，相應的建設法規也比較完善。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起步較晚，且建設初期投資較大，運營維護成本較高，在我國并不經濟，難以成為最優方案投資建設，地方財政難以承受，因此綜合管廊在國內的發展受到各種制約。國內最早的綜合管廊出現在首都北京，1958年北京在天安門廣場敷設了一條長1076 m的綜合管廊，之后各地陸續開始系統地規劃建設綜合管廊。近幾年，在經歷冰災、洪水等嚴重自然災害對市政管線的破壞，造成巨大的經濟損失之后，綜合管廊的優點及綜合效益日益被人們認可和重視，各大中城市掀起了新一輪的建設熱潮，開始著手綜合管廊的建設試驗。

1.3 綜合管廊的優越性

綜合管廊初期投資較大，運營維護成本較高，但它具有傳統直埋無可比擬的優越性。這些優越性表現為：

（1）能避免地下管線因埋設、檢修、擴容導致的道路重復挖掘，保持路面的完整性，延長路面的使用壽命。同時減小對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，為城市未來發展預留空間，促進城市的可持續發展。

（4）能根據遠期規劃容量設計與建設，從而能滿足管線遠期發展需要。

（5）由于管線增設、擴容較方便，管線可分階段敷設，建設資金可分期投資，亦可減少重復建設投資。

（6）廊內管線不直接與土壤、地下水、道路結構層的酸堿物質接觸，可減少腐蝕，延長使用壽命。

（7）保護市政管線系統，提高管線抵御臺風、水災、冰災、泥石流等自然災害破壞的能力，減少直接和間接的經濟損失。

（8）減少道路各種桿柱及檢查井、室等的架設，美化了城市景觀。

隨著我國經濟水平的不斷發展和城市化的進程，綜合管廊技術日臻完善，無論從城市生產、生活設施的建設需要，還是擴展土地利用率，減少資源浪費，減輕防災壓力等，它在市政基礎設施建設中的作用已日漸顯現，優越性的體現及帶來的經濟社會效益亦被重視，其建設應用必將進入高速發展階段。綜合管廊是21世紀市政基礎設施建設現代化的重要標志，是市政管線集約化、智能化的發展趨勢。

2 綜合管廊在市政建設中的設計應用

2.1 深圳市光明新區華夏路綜合管廊

華夏路綜合管廊是光明新區綜合管廊系統的一部分，北起塘明路，南至光僑路，全長1288.1 m,位于華夏路西南側綠化帶內，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秀工程勘察設計評選中，獲市政工程一等獎。它是以21世紀的標準、國際化的視野、后現代的理念，推進循環經濟，促進區域和諧發展，高標準規劃，高水平建設的典范，提升城市基礎設施的現代化水平，起到良好的示范和推動作用。現已建成并投入使用，運營狀況良好。

華夏路市政綜合管廊設計包括建筑結構、電氣、排水、監控系統、照明通風系統設計。

2.1.1 結構設計

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

2.1.2 納入管線

綜合管廊容納電力、電信、給水管線，同時考慮再生水或直飲水發展預留管位。從節約投資，方便管理和維護等方面考慮，該工程未將燃氣和雨污水管道納入綜合管廊。

2.1.3 防水設計

綜合管廊防水等級為二級，主體防滲的原則是：以防為主，防、排、截、堵相結合，剛柔相濟，因地制宜，綜合治理。主要通過采用防水混凝土、合理的級配、優質的外加劑、合理的結構分縫、科學的細部設計來解決主體的防滲。綜合管廊結構防水以混凝土自防水為主，輔以高分子防水卷材作為結構外防水。

變形縫、排風口、投料口、管線進出預留孔等部位，是滲漏設防的重點部位，針對各部位采取構造加強和設防措施提高防水性能。

2.1.4 節點設計

為滿足近期規劃管線接駁、各專業管線出倉的空間、日常維護，以及未來發展余量要求，設計中在各規劃路口及華夏路沿線240 m左右的距離設置一處出倉口，根據華夏路的現狀條件，結合遠期規劃設計，共設8個出倉口。

據防火分區要求，綜合管廊按130 m～200 m劃分一個防火單元，共9區，以防火墻配甲級防火門隔斷。在每一防火分區兩端各設置兩處機械通風口及出地面的風亭。投料口、進風口和人孔合建，在每一區段均需設置，使分區內形成空氣循環。同時投料口兼做人孔和緊急逃生口，使附屬構筑物得到綜合利用，美化景觀，同時也降低了工程造價。

2.1.5 附屬設備設計

2.1.5.1 消防系統

管廊內消防采用QH氣溶膠自動滅火系統，全淹沒滅火，選用S環保型熱氣溶膠發生劑。設置氣體滅火控制系統，消防對講電話系統、感溫、感煙探測器。

2.1.5.2 通風系統

通風分區與防火分區一致，以中間自然通風為主，兩側機械通風為輔。自然通風口與投料口合建，設置在投料口旁側。機械通風口設于防火墻兩側，并每隔18 m～25 m設誘導風機進行氣體導流。排風機前設置高溫自動防煙防火閥，在進風口處設置電動開關裝置聯動風閥（與火災報警裝置聯動）。

2.1.5.3 排水系統

管廊縱斷面盡量與道路縱斷保持一致，考慮內部自流排水需要和各類管線鋪設要求設置縱坡。排水方式采用縱向排水溝，于每個防火分區內較低點設集水井，安裝排污泵就近排入附近雨水井，排污泵運行與水位變化聯動，納入監控系統。

2.1.5.4 動力照明系統

負荷等級為二級；照度為50 lx；設計照明功率密度為3 W/m2，顯色指數為60。在室外設置箱式變電站提供電源，應急照明及疏散照明采用蓄電池作為備用電源。所有電氣設備均采用防潮型。

2.1.5.5 監控系統

（1）自動控制系統：排水系統、配電系統、排風系統均采用自動控制。

（2）閉路電視監控系統：包括攝像機、傳輸部件、控制和顯示、視頻報警、監控主機等設備。

2.2 景德鎮市陶瓷文化創意新區綜合管廊

景德鎮市陶瓷文化創意新片區內需要設置兩條垂直相交的綜合管廓。建成后，可將片區內現狀電力架空線改遷至綜合管廊中，以利于片區其它地塊的建設。

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，預留直飲水管線位置。管廊消防參照丁類廠房火災危險性，安裝視頻監控攝像機、氧氣監測儀器、溫度監測儀器、濕度監測儀器，信號直接送至監控中心設綜合管廊專用變電所，其他附屬設計與華夏路類似。

工程目前已完成施工圖設計，準備施工。

3 綜合管廊設計小結

3.1 綜合管廊設計原則

綜合管廊系統規劃遵循節約用地、因地制宜、遠近兼顧、全面規劃、分布實施的原則，充分調查城市管線地下通道現狀，合理確定主要經濟指標，科學預測規劃需求量，在各專業規劃的基礎上，確定綜合管廊系統規劃。

綜合管廊的設計宗旨是：“安全、合理、經濟、簡單、并為遠期發展留有余地”。《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838-2012）的實施使綜合管廊的設計依據更加充分，市政公用管線遇到下列情況之一時，宜采用綜合管廊形式規劃建設：

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

（2）不宜開挖路面的路段。

（3）廣場或主要道路的交叉處。

（4）需同時敷設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多種管線的路段。

3.2 綜合管廊設計的重點、難點

（1）綜合管廊是綜合地下管線建設工程，設計必須具有前瞻性，而這種準確的預測需結合城市的整體規劃，涉及各種市政管網，相對難度較大。

（2）需要針對多專業進行綜合設計，同時滿足不同的行業規范。

（3）平面線形宜與道路的中心線平行，但轉折角須符合各類管線的曲折角要求。

（4）縱斷應考慮內部自流排水的需要，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）與相鄰地下構筑物的最小間距據地質條件和構筑物性質確定，不得小于規范規定數值。

（6）最小埋設深度根據路面結構厚度、地下設施豎向綜合、道路施工、行車荷載及設計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、數量、安全距離和運輸、安裝、維護、檢修空間，同時滿足人員通行、防水、抗浮及未來發展的要求。

（8）管廊可納入電信電纜、電力電纜、給水、熱力、雨污水、天然氣、燃氣等市政公用管線。但燃氣、雨污水管線一般不納入管廊，主要原因是燃氣管線防火防爆等級高，雨水管徑較大，污水管線須防滲漏，設置透氣系統和檢查井，且接入口較多，若將其納入管廊，勢必制約管線布置方案，導致結構規模擴大，防火防爆措施提高，造成造價的大幅提高，并對運營管理和日常維護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

我國管廊建設起步較晚，經驗和范例不足，法律法規不完善，技術規范依據較少。雖然國家標準《城市工程管線綜合規劃規范》，還有一些地方標準中提出了基本要求，但暫時還沒有嚴格、全面、系統的設計、施工、檢查驗收、材料設備、運營管理等方面的規范，導致在工程實施過程中常遇到依據不足等問題。國家標準《城市綜合管廊工程技術規范》自2012年12月1日起實施，為管廊設計提供了更全面和系統的指導依據，對其發展建設是一個很好的推動力，但較日本、臺灣等地區呈網狀系統的發展趨勢還存在較大差距。

綜合管廊投資主體不明確，各種市政基礎管網間缺乏協調體制，尚未形成一個完整和層次清晰的市政體系。前期投資較大、協調工作量大、后期運營維護成本高，制約了其推廣和發展，目前仍廣泛采用傳統直埋敷設方式。

綜合管廊管理體制上存在條塊分割、交叉重復、多頭管理等問題,導致建設地下綜合管廊面臨道路開挖難、執法管理難、資金落實難、清理整頓難等層層阻礙。維修養護或擴容增容之間的矛盾需要專門機構來管理和協調，管理維修費用的來源應作進一步研究，運營管理模式有待探討。

4 結語

綜合管廊是綜合利用地下空間的一種手段，是市政基礎設施建設的跨越式發展的典范，是市政基礎設施建設現代化,管線集約化,智能化的體現和標志。它充分考慮未來城市快速發展對市政設施的負荷需求，集約化建設、統一管理的建設運營新方式，充分解決了管線直埋帶來的諸多難題，有效地推動地區基礎設施的現代化水平提升，實現持續發展，是市政管線建設的趨勢和方向。雖然其巨大的建設投資和高昂的運營成本決定了綜合管廊的大規模高速發展達到發達國家的水平還需要較長的一段時間，但是它所帶來的綜合效應開始被人們認識并重視。堅信待完善相關政策、規范，健全法律、法規，明確綜合管廊的建設條件和建設標準，確定各管線主管部門的責任與義務，利用科學的發展模式，將使綜合管廊建設制度化、標準化，步入高速可持續發展軌道，實現綜合管廊的綜合效益。

[1]GB50838-2012，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[2]DG/TJ08-2017-2007，世博會園區綜合管廊建設標準[S].

[3]李德強.綜合管廊設計與施工[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.