城市市政綜合管廊安全保障措施

王恒棟

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

0 引言

綜合管廊是指在城市道路、廠區等地下建造的一個隧道空間，將電力、通訊、燃氣、給水、熱力、排水等市政公用管線集中敷設在同一個構筑物內，并通過設置專門的投料口、通風口、檢修口和監測系統保證其正常運營，實施市政公用管線的“統一規劃、統一建設、統一管理”，以做到城市道路地下空間的綜合開發利用和市政公用管線的集約化建設和管理，避免城市道路產生”拉鏈路”。

綜合管廊在日本稱之為“共同溝”，在我國臺灣省稱之為“共同管道”，在我國大陸地區多稱之為“共同溝、共同管道、綜合管溝、綜合管廊”。

綜合管廊于19世紀發源于歐洲，最早是在圓形排水管道內裝設自來水、通訊等管道。早期的綜合管廊由于多種管線共處一室，且缺乏安全檢測設備，容易發生意外，因此綜合管廊的發展受到很大的限制[1]。

法國巴黎于1832年霍亂大流行后，隔年市區內興建龐大下水道系統，同時興建綜合管廊系統，綜合管廊內設有自來水管、通訊管道、壓縮空氣管道、交通信號電纜等。

隨著城市建設的不斷發展，我國綜合管廊建設也在不斷發展。1958年，北京市在天安門廣場敷設了一條1 076 m長的綜合管廊。此后在上海市寶鋼建設過程中，采用日本先進的建設理念，建造了長達數十公里的工業生產專用綜合管廊系統。

進入21世紀之后，在我國新城鎮的開發建設過程中，全國各地開始將綜合管廊作為重要的市政配套工程進行建設與示范。先后在上海、北京、天津、重慶、廣州、深圳、佛山、大連、青島、寧波、廈門、無錫、蘇州、武漢等地，建設了一大批綜合管廊示范工程。

為滿足2010年上海世博會辦展期間市政建設需要，優化和合理利用地下市政管廊空間，同時兼顧世博園區后續開發，減少市政設施重復建設量及避免主要道路開挖，提高市政設施維護及管理水平，在世博園區主要道路下敷設綜合管廊。綜合管廊用于收納沿途的通信、電力、供水、供熱、垃圾氣力輸送系統管線，如圖1所示。排水、燃氣系統管線需另行敷設。

圖1 上海世博會園區綜合管廊實景

此外，我國臺灣省在20世紀80年代開始興建綜合管廊。目前在臺北市、高雄市、臺中市、臺中縣等城市和地區均建有綜合管廊。

城市綜合管廊工程是重要的生命線工程，其安全運行在一定程度上影響到一個城市的安全運行與功能保障。大量綜合管廊工程建設實踐表明，綜合管廊的結構安全性能、防淹、防火、防人為破壞等關鍵要素，直接影響到綜合管廊的安全運行。

1 綜合管廊的結構安全性能要求

為統一房屋建筑、鐵路、公路、港口、水利水電等各類工程結構設計的基本原則、基本要求和基本方法，使結構符合安全可靠、經濟合理、技術先進、確保質量的要求，我國制定了《工程結構可靠度設計統一標準》（GB50153-2008），明確要求結構的設計、施工和維護應使結構在規定的設計使用年限內以適當的可靠度且經濟的方式滿足規定的各項功能要求。結構應能承受在施工和使用期間可能出現的的各種作用；保持良好的使用性能；具有足夠的耐久性能；當發生火災時，在規定的時間內可保持足夠的承載力；當發生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時，結構能保持必需的整體穩固性，不出現與起因不相稱的破壞后果，防止出現結構的連續倒塌[2]。

根據《工程結構可靠度設計統一標準》（GB50153-2008）的原則要求，在《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838-2010）中，綜合管廊土建工程設計應采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，以可靠指標度量結構構件的可靠度，除驗算整體穩定外，均應采用含分項系數的設計表達式進行設計[3]。

綜合管廊結構設計應計算下列兩種極限狀態：

（1）承載能力極限狀態：對應于管廊結構達到最大承載能力，管廊主體結構或連接構件因材料強度被超過而破壞；管廊結構因過量變形而不能繼續承載或喪失穩定；管廊結構作為整體失去平衡。

（2）正常使用極限狀態：對應于管廊結構符合正常使用或耐久性能的某項規定限值；影響正常使用的變形量限值；影響耐久性能的控制開裂或局部裂縫寬度限值等。

根據《工程結構可靠度設計統一標準》（GB50153-2008）的原則要求，綜合管廊工程設計應明確工程結構的安全等級。安全等級應根據結構破壞可能產生的后果（危及人的生命、造成經濟損失、對社會或環境產生影響等）的嚴重性，采用不同的安全等級，共分為一級、二級、三級。

對房屋建筑結構而言，對破壞后果很嚴重，對人的生命、經濟、社會或環境影響很大的大型的公共建筑，安全等級為一級；對破壞后果嚴重，對人的生命、經濟、社會或環境影響較大的普通的住宅和辦公樓，安全等級為二級。

對公路橋涵結構而言，按照結構的類型確定不同的安全等級。對重要結構如特大橋、大橋、中橋、重要小橋，安全等級為一級；對一般結構如小橋、重要涵洞、重要擋土墻，安全等級為二級。

參考房屋建筑結構和公路橋涵結構，對照綜合管廊結構實際特點和破壞后造成的后果，確定綜合管廊的結構安全等級為二級。但考慮到地下工程建設的特點和工程使用的要求，綜合管廊工程的結構設計使用年限不宜低于100 a。

2 綜合管廊防淹措施

城市市政綜合管廊工程一般敷設在城市道路下面，為典型的地下構筑物。根據綜合管廊工程使用要求，在綜合管廊頂板上部預留一定數量的通風口、投料口、人孔等構筑物。這些構筑物由于使用功能的需要，必須同外部空間聯通，這樣在暴雨或洪水期間就存在道路地面水倒灌綜合管廊的安全隱患，影響到綜合管廊的安全運行。

一般情況下，投料口、人孔均可以作成密閉式結構，保證地面水不會倒灌到綜合管廊內。但對于通風口尤其是自然通風口，由于需要空氣置換的要求，必須保證有一定的通風面積同外部聯通。為了防止道路地面水倒灌，對于設置在綠化帶位置的綜合管廊通風口，其百葉窗的底部應高于城市防洪排澇水位以上300～500 mm，如圖2所示。

圖2 地面式綜合管廊通風口實景

由于道路景觀要求的限制，綜合管廊通風口不能作成地面式而只能作成地表式時，則應在綜合管廊通風口內部設置防淹門，防止地表水倒灌。

3 綜合管廊防火措施

綜合管廊內存在的潛在火源主要是電力電纜因電火花、靜電、短路、電熱效應等會引起火災。另一種火源是可燃物質如泄漏的燃氣、污水管外溢的沼氣等可燃氣體，容易在封閉狹小的綜合管廊內聚集，造成火災隱患。由于綜合管廊一般位于地下，火災發生隱蔽，不易察覺。另外，綜合管廊的環境封閉狹小、出入的人孔少，火災撲救難。火災時，煙霧不易散出，增加了消防員進入的難度。

綜合管廊防火最主要的措施應以預防為主，通過設置合理的防火分區，把火災事故限制在最小范圍內。綜合管廊內一般可每隔100～200 m設置防火墻，形成防火分區。防火墻上設常開式甲級防火門。各類管線穿越防火墻處用不燃材料封堵，縫隙處用無機防火堵料填塞，以防止煙火穿越分區。

綜合管廊的滅火設施根據綜合管廊的建設規模、收容管線等確定。綜合管廊內常用的滅火設施有滅火器、水噴霧滅火系統等。

（1）滅火器：綜合管廊內均需設置滅火器。綜合管廊為一相對封閉的無人空間，為檢修巡視時萬一發生火災工況，應在每個防火分區的人孔和通風口集中設置手提式滅火器，及時撲滅火災。

（2）水噴霧系統：a.設置場所：敷設電纜、光纜的綜合管廊宜設置水噴霧系統。水噴霧系統的設置標準為防護冷卻。b.水噴霧系統的布置：水噴霧宜按綜合管廊的防火分區分組設置。每組水噴霧系統內設置的噴頭數量按將保護區域全覆蓋確定。系統水量由室外消火栓或消防泵房供給，每個防火分區內的水噴霧噴頭宜同時作用。水噴霧系統在每組雨淋閥前宜為濕式系統。但工程中也有將管路系統設置為干式系統的，火災時由室外消火栓及水泵接合器供水，構成臨時高壓水噴霧系統。一般來說，濕式系統可靠性高，滅火系統響應時間快。但因雨淋閥前的管道內充滿壓力水，故日常管道的維修保養的要求較高。而干式系統管道內一般無水，其維修保養方便。但滅火系統響應時間相對較長。如要減少響應時間，則水泵接合器與室外消火栓設置數量相應增加。在長度較長或電纜、光纜敷設較多的綜合管廊內宜采用濕式系統。

（3）其他滅火設施：敷設電纜、光纜的綜合管廊，可采用脈沖干粉自動滅火裝置。該裝置不需要噴頭、管網、閥門和纜式線型感溫報警系統等繁多的設施，安裝簡單。

由于綜合管廊在施工和檢修、維護時有人員進出，特別在燃氣綜合管廊內布置有易燃氣體的管道，為確保人身安全和管線運行安全，綜合管廊內應設置火災報警系統。該系統應具有高可靠性及穩定性，技術先進、組網靈活、經濟合理、容易維護保養，并應具有擴展功能，抗電磁干擾能力強。火災自動報警系統作為獨立的系統，以通信接口形式與中央計算機建立數據通信，并在顯示終端上顯示火災報警及消防聯動狀態。

4 綜合管廊防人為破壞措施

我國的綜合管廊工程大多建造在新城區，由于新城區處于建設階段，相對人員較少。由于綜合管廊內部有大量的電纜和金屬物，因此人為盜竊造成綜合管廊安全運行事故時有發生。在綜合管廊的建設、管理及運行方面，需要有強有力的管理機構進行協調、管理。

為規范中國2010年上海世博會園區管線綜合管廊的建設和管理，上海市人民政府制定了滬府發〔2007〕24號文，《中國2010年上海世博會園區管線綜合管廊管理辦法》（2007年7月27日）。明確了世博綜合管廊的行政管理部門，發展改革、規劃、土地、建設、財政、價格、監察等相關管理部門按照各自職責，協同實施管理職能[4]。

綜合管廊的維護管理單位應保持綜合管廊內的整潔和通風良好；搞好安全監控和巡查等安全保障；配合和協助管線單位的巡查、養護和維修；負責世博綜合管廊內共用設施設備養護和維修，保證設施設備正常運轉；綜合管廊內發生險情時，采取緊急措施并及時通知管線單位進行搶修；制定綜合管廊應急預案。

綜合管廊的管線單位應當對管線使用和維護嚴格執行相關安全技術規程；建立管線定期巡查記錄；編制實施綜合管廊管線維護和巡檢計劃。在綜合管廊內實施明火作業的，還應當嚴格執行消防要求，并制定完善的施工方案。

在綜合管廊安全保護范圍內，禁止從事排放、傾倒腐蝕性液體、氣體；爆破行為；擅自挖掘城市道路；擅自打樁或者進行頂進作業。確需挖掘城市道路的，應當經過上海市市政工程管理機構審核同意，并采取相應的安全保護措施；確需從事打樁或者頂進作業的，應當在施工的5 d前向上海市市政工程管理機構報告，提供相應的施工安全保護方案，并在施工中按照該保護方案采取安全保護措施。

需要進入綜合管廊的人員應當向維護管理單位申請，維護管理單位應有人員同時到場，但相關維護人員或依法執行公務者因緊急事故進入或使用的除外。未經同意擅自進入綜合管廊的，維護管理單位應當及時制止。

5 結語

綜合管廊工程是城市的重要生命線工程。為了保證綜合管廊的安全運行，應從綜合管廊結構安全性、防淹、防火、防人為破壞等方面入手，明確綜合管廊的安全保障措施。

綜合管廊工程在100 a的設計使用年限內，結構應能承受在施工和使用期間可能出現的的各種作用；保持良好的使用性能；具有足夠的耐久性能；當發生火災時，在規定的時間內可保持足夠的承載力；當發生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時，結構能保持必需的整體穩固性，不出現與起因不相稱的破壞后果，防止出現結構的連續倒塌。

綜合管廊的地面式通風口百葉窗的底部應高于城市防洪排澇水位以上300 mm～500 mm；地表式綜合管廊通風口應在綜合管廊通風口內部設置防淹門，防止地表水倒灌。

綜合管廊防火最主要的措施應以預防為主，通過設置合理的防火分區，把火災事故限制在最小范圍內。配備合理的滅火設施及時撲滅火災。設置完整的火災監控系統，及早發現火災災情。

在綜合管廊的建設、管理及運行方面，需要有強有力的管理機構進行協調、管理，防止人為破壞。

[1]楊新乾編著.共同管道工程（初版）[M].臺北.：詹氏書局，1992.

[2]GB50153—2008，工程結構可靠度設計統一標準[S].

[3]GB50838—2010，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[4]上海市人民政府.上海市人民政府管理條例，中國2010年上海世博會園區管線綜合管廊管理辦法（滬府發〔2007〕24號）[Z].2007.