城市綜合管廊的設計研究

王德民

江蘇省交通規(guī)劃設計院股份有限公司

城市綜合管廊的設計研究

王德民

江蘇省交通規(guī)劃設計院股份有限公司

伴隨著綜合管廊工作開展的不斷深入，其在形式與數量上也發(fā)生了巨大變化，特別是在設計工作上，受到技術水平、城市發(fā)展等各方面的影響，進而給城市綜合管廊的設計工作增加了很大的難度，要想城市綜合管廊設計工作在城市建設中發(fā)揮出應有的作用，那么就必須將城市綜合管廊設計工作的開展與實際緊密相連，在此基礎上不斷地進行完善和改進，進而使城市綜合管廊設計工作的實施變得更加準確、有效。

城市；綜合管廊；設計

1 城市綜合管廊概述

城市綜合管廊是指建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施，可包含滿足生活﹑生產需要的給水﹑雨水﹑污水﹑再生水﹑天然氣﹑熱力﹑電力﹑通信等市政公用管線，不包含工業(yè)管線。綜合管廊應統一規(guī)劃﹑設計﹑施工和維護，滿足管線的使用和運營維護要求，并同步建設消防﹑供電﹑照明﹑監(jiān)控與報警﹑通風﹑排水﹑標識等附屬設施。綜合管廊可劃分為干線綜合管廊﹑支線綜合管廊和纜線管廊三類。干線綜合管廊用于容納城市主干工程管線，采用獨立分艙方式建設;支線綜合管廊用于城市配給工程管線，采用單艙或雙艙方式建設;纜線管廊采用淺埋溝道方式建設，設有可開啟蓋板但其內部空間不能滿足人員正常通行要求，用于容納電力電纜和通信電纜的管廊。從當前城市綜合管理的施工方法來看，其主要施工方法有兩種：明挖法。明挖法主要應用于道路淺層空間綜合管廊施工，包含明挖現澆工藝和明挖預制拼裝兩種;暗挖法。

2 當前城市綜合管廊存在的問題

由于我國還處于城市管廊建設的摸索期， 當前城市綜合管廊主要存在以下幾大問題： ① 建設單位協調有一定難度，由于城市綜合管廊在施工中，可能涉及到電力﹑通訊﹑給排水﹑燃氣﹑供熱等多個部門，一旦有哪些部門不能積極配合，便會給工程建設帶來影響； ②缺乏完善的技術管理體系，從目前我國城市綜合管廊建設現狀來看，雖然國家標準規(guī)范《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》已于2015年發(fā)布實施，但配套的實施細則仍在完善中，特別是后期管理方面；③ 入廊管線的選擇，一般入廊管線考慮給水﹑中水﹑熱力﹑供電﹑通訊等，而對于燃氣和雨污水管道是否入廊，需進行詳細研究。

3 城市綜合管廊設計要點

3.1 城市綜合管廊管線的布置

由于城市綜合管廊設計既要盡可能縮減土地占用面積，又要滿足城市發(fā)展對城市綜合管廊的實際需要，所以在設置管線的過程中必須要結合城市規(guī)劃﹑管線規(guī)劃等數據及發(fā)展趨勢進行，通過大量實踐發(fā)現，在設計位于平坦區(qū)域的城市綜合管廊時應盡可能避免布置重力流類型的管道，而且要明確區(qū)分哪些管道可集中布置，那些管道應單獨布置。

2.2 做好綜合管廊的標準斷面設計

基于當前城市綜合管廊內部管線布局情況得知， 整個管廊分為干線綜合管廊﹑支線綜合管廊﹑電纜溝三種常用形式。針對數量不等的入廊管線，一般分為單艙及多艙。在對工程項目進行設計時，可根據不同工程的實際情況，選用不同斷面形式，一般情況下，圓形斷面適用于非開挖施工工程；矩形斷面適用于明開施工條件的工程項目，而馬蹄形斷面可具體因地質條件而定。

(多艙)

(單艙)

2.3 綜合管廊交叉節(jié)點

如果將綜合管廊設計成環(huán)網狀，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)點設計的時候必須考慮兩個問題，第一是內部管線銜接問題，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，設置夾層的方式解決問題，確保內部管線順利銜接和人員通道能夠滿足要求。綜合管廊設計過程中，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，受到管廊內部管線規(guī)格和數量﹑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，合理設置。為了確保空調水管﹑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，連接方式也應該有所差異，在夾層設計中，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，根據不同防火區(qū)域的劃分，在綜合管廊和夾層之間設置恰當的防火門。

2.4 供配電系統設計

對于地下綜合管廊的供配電系統設計來說，消防設備對整個管廊運行安全問題起著關鍵的作用，在實際應用過程中，消防設備的設置會根據管廊運行機制﹑電路負荷以及電能輸送等情況進行綜合考慮，在不同電壓配電系統條件下，電流的穩(wěn)定性則應該成為設計時首要衡量的標準之一，另外，無論是哪一種供電設備，防火都是作為重點任務去執(zhí)行，為了提高供電設備的安全系數以及防火要求，通常用來連接供電設備的線路會選擇絕緣性電纜，面對綜合管廊敷設長度較長的工程，一般10KV電纜是最為最佳負荷電纜來使用。

2.5 附屬工程設計

2.5.1 消防系統。城市綜合管廊的防火墻和承重結構應采用阻燃材料，管廊內部嵌縫材料和填充材料都要采用不燃材料，耐火極限應超過3.0h。同時，城市綜合管廊應設置阻火包﹑甲級防火門﹑防火墻等防火分區(qū)。另外，為了確保城市綜合管廊的安全性，應合理設計火災報警系統，配置完善的水噴霧﹑高倍泡沫﹑氣體等滅火設備，為了減少對環(huán)境的污染。

2.5.2 照明和供電系統。城市綜合管廊中的應急照明設備﹑監(jiān)控設備和消防設備應按照二級負荷要求進行供電，其它用電設備可以根據三級負荷要求供電，其中低壓配電系統應盡量采用TN-S三相四線系統，交流220/380V，確保三相負荷保持平衡，城市綜合管廊中對消防設置敷設耐火電纜，為了保障綜合管廊其他設備的安全性，最好使用阻燃電纜。同時，城市綜合管廊各個防火分區(qū)和管廊出入口都應設置標志燈，提示安全通道和出口位置，在距離地坪高度約1.0m的位置設置指示標志，間距應小于15m。另外，為了便于城市綜合管廊的維護檢修，應在管廊合適位置安裝檢修插座，插座容量盡量超過15kW，間距不超過60m。

2.6 相關設計標準

城市綜合管廊設計過程中， 要參照以下設計標準具體進行，防水設計等級標準設定為二級； 結構構件裂縫控制設定為三級；結構安全等級設定為二級， 抗浮穩(wěn)定性抗力系統要大于 1.05，按照以上設計標準進行，能夠保證城市綜合管廊設計效果。

2.7 做好其他配套設計

關于消防系統﹑供電系統﹑通風系統等，要依情況而定，確保這些系統能夠與城市綜合管廊相協調。消防系統：綜合管廊承重結構和防火墻應為不燃燒體， 內部材料也不能為燃燒材料，要保證其耐火極限大于3.0h；供電系統，該系統中，應用于管廊內的消防設備﹑監(jiān)控設備及應急照明按照二級負荷供電，其他相關設備按照三級負荷供電，此外，除火災時需要采用耐火電纜外，其余在城市綜合管廊應用的設備都選用阻燃電纜。對管廊做好供電系統設計后，需要在管廊出口﹑入口上方做好安全標志燈，以備應急；通風系統，于城市綜合管廊設計時，其通風系統建議選用自然通風和機械通風相結合的方式， 一旦管廊內部溫度大于 40℃ 時， 需要技術人員及時對整個線路進行檢修，并開啟機械排風機，保證通風系統的使用效率。

2.8 “BIM+GIS”技術在綜合管廊建設中的應用

BIM是以三維數字技術為基礎，對工程項目信息化進行模型化，提供數字化﹑可視化的工程方法，貫穿工程建設從方案到設計﹑建造﹑運行﹑維修﹑拆除的全生命周期，服務于工程的所有各方，GIS地理信息系統是一種特定的﹑十分重要的空間信息系統。在計算機硬軟件系統的支持下，對整個或部分地球表面空間中的有關地理分布數據進行采集﹑儲存﹑管理﹑運算﹑分析﹑顯示和描述的技術系統。

綜合管廊從宏觀到微觀的全面信息，包括周遍環(huán)境﹑地質條件和線裝管線等。“BIM+GIS”正好互補兩者之間的信息的缺失。采用“BIM+GIS”三維數字化技術，將現狀地下管線﹑建筑物及周邊環(huán)境的三維數字化建模，形成動態(tài)大數據平臺。在此基礎上，將綜合管廊﹑管線及道路等建設信息輸入，以指導綜合管廊的設計﹑施工和后期的運營管理，有效提高地下綜合管廊工程的建設和管理水平，降低運營成本。

3結論

城市綜合管廊屬于市政基礎設施工程，其建設及運行管理與城市居民生產生活有著密切的聯系，在城市綜合管廊的建設和設計過程中，要在掌握城市綜合管廊的相關技術的基礎上，尊重城市綜合管廊設計的原則，加強城市綜合管廊重要節(jié)點的設計工作，科學組織設計，保證城市綜合管廊能夠充分發(fā)揮其功能。

[1]關于認定城市綜合管廊工程施工圖設計文件專項審查機構的公告[J].吉林勘察設計，2015，(04)：23.

[2]郭晉.城市地下綜合管廊智能弱電系統設計要點[J].智能建筑與城市信息，2015，(10)：68-70.

[3]焉永強.淺談城市綜合管廊的設計[J].科技與企業(yè)，2015，(07)：116.