綜合管廊規范在實踐應用中的體會和探討

陳艷平，王 華，張 云

（1.廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州 516211；2.廣州市公用事業規劃設計院，廣東 廣州 510663）

0 引言

自2015年以來，綜合管廊建設在國內各城市全面蓬勃開展。為適應建設需要，在規范[2]的基礎上修編出版了新的綜合管廊規范[1]。由于綜合管廊的獨特性，在我國大規模建設起步較晚，相關的投資、建設、運營、維護管理方面經驗積累較少，而且綜合管廊建設涉及部門多、專業范圍廣，規范尚存在規定不夠明確、指導性不足的問題，本文結合具體專業內容進行初步探討。

1 作用及效應組合

現行綜合管廊規范[1]是在舊版規范[2]的基礎上進行修編的。舊版規范規定綜合管廊上的作用應符合國家現行標準《建筑結構荷載規范》（GB 50009-2012）的規定。新版規范未明確采用這一說法，只是規定管廊結構上的作用分為永久作用和可變作用以及其代表值。新舊版規范均規定了常用材料及其制作件的自重可按國家現行標準《建筑結構荷載規范》的規定采用。從相關條文可以看出，新舊版規范核心內涵均認為綜合管廊上的作用及效應組合應按照建筑結構荷載規范執行。目前正在編制中的部分地方性規范或指引也是如此。

這一規定引起了爭議，部分工程師認為盡管綜合管廊結構一般不具備行車功能，在某些局部構造上也與建筑結構類似（比如管廊相交節點的梁、板、柱以及管廊與地下空間結合建設等情況），但管廊結構上的作用及其效應組合包括常用材料及其制作件的自重取值，應以交通行業規范為依據[比如《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）或《城市橋梁設計規范》（CJJ 11-2011）]，主要理由如下：

（1）綜合管廊結構所處的荷載環境與交通行業的荷載環境基本相同。綜合管廊基本上是隨新建或改建的市政道路同步建設的，一般位于道路綠化帶或車行道、非機動車道、人行道下方。管廊上的永久作用以結構自重和管廊覆土壓力、側土壓力、地下水壓力為主，可變作用以汽車荷載和人群荷載為主，其中汽車荷載通過覆土傳遞至管廊結構，是綜合管廊建成后經常承受的主要可變作用，顯然規范[3，7]更為適用。覆土壓力主要是路基路面自重產生，同樣的材料名稱對應的自重取值在兩種規范中是有明顯差別的，比如對填土的自重取值，《建筑結構荷載規范》有較大的浮動區間（見表1）。而《公路橋涵設計通用規范》中所規定的路基路面材料自重取值也符合道路交通工程實際情況，也更為相關人員熟悉掌握。

（2）綜合管廊結構設計使用年限和道路行業橋梁隧道結構設計使用年限相同。綜合管廊結構設計使用年限為100 a，這一使用年限要求與交通行業設計規范[3，7]中的設計基準期要求是相對應的。《建筑結構荷載規范》確定可變荷載代表值時是采用50 a設計基準期，其對應的結構設計使用年限50 a，只有當所設計結構使用年限為100 a時，《建筑結構荷載規范》對樓面或屋面活荷載考慮了1.1的調整系數。從設計基準期和設計使用年限相對應的角度來講，交通行業規范更為適用。

表1 不同規范材料自重取值對比

除作用及效應取值外，兩套規范在荷載效應組合、結構承載力計算公式和裂縫寬度計算公式方面均有不同，考慮到綜合管廊從業人員基本以交通行業為主，因此建議主要規范還是應以參考交通行業規范為主（監控中心等建筑結構另當別論）。

2 防火分區

防火分區是確保綜合管廊內人員和管線安全的重要技術措施，綜合管廊規范關于防火分區劃分是在參考了國外相關標準和規范基礎上制定的，原規范[2]規定綜合管廊防火區間最大距離為200 m，修編后的規范[1]修正了原規范[2]一刀切的做法，只規定天然氣管道艙及容納電力電纜的艙室應每隔200 m采用耐火極限不低于3.0 h的不燃性墻體進行防火分隔，未對容納其他類型管道艙室的防火間隔有明確規定。

圖1 某綜合管廊斷面圖

在某三艙管廊工程設計過程中（見圖1），對于中間寬7.3 m，容納原水管、給水管、中水管和通信電纜的艙室而言，沒有明確的規范條文可供參考。如參照《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）中的地下建筑，防火分區的最大面積為500 m2（這類艙室火災危險性較低，沒必要設置自動滅火系統，也就無法按1 000 m2劃分），則中間艙防火分隔間距為68.5 m，遠比燃氣艙和電力艙的防火分區密集（即使按地下設備用房1 000 m2計算，防火分區間距137 m，也遠小于200 m），導致該類艙室火災危險性更低而防火間隔卻更密集的不合理現象。綜合管廊和民用建筑有較大的不同，體現在以下幾點：

（1）民用建筑常有大量人群聚集，如住宅、商場、寫字樓等。綜合管廊平常處于無人狀態或偶有專業的巡檢人員（得益于視頻監控及未來智能巡檢機器人的應用）。

（2）民用建筑常存儲有大量物資并可能有一定數量的人員在從事生產（如倉庫、廠房）。綜合管廊常處于無人狀態，且某些艙室主要是低火災風險的給水、中水等管道。

為避免實施過程中的爭議，建議根據綜合管廊的特點，對類似上述的低火災風險艙室的防火分區劃分，在規范上給予一個相對寬松的量化區間。

3 自動滅火系統

舊版規范[2]規定管廊內可設置自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統或氣體滅火等固定設施，修編后的規范[2]只針對容納電力電纜的艙室，規定應或宜設置自動滅火系統，但對于采用何種類別的滅火系統并未明確。

滅火系統種類較多，主要有細水霧滅火系統、水噴霧滅火系統和超細干粉滅火系統、氣體滅火系統等幾種類別。水噴霧滅火系統與細水霧滅火系統滅火機理類似，都是通過冷卻、窒息、沖擊乳化和稀釋等原理進行滅火，適用于A（表面火）、B、C及電氣火災，具有啟動快、環保、可以凈化火災中的煙氣、滅火效能高等優點，不同之處在于細水噴霧液體顆粒更細小，對管網材質、水材質要求更高，工程造價也更高。氣體滅火系統是以化學氣體為滅火劑，對于各類液體火災、氣體火災及電器火災均適用，具有滅火效率高、速度快、滅火后對物體不損壞、無污染、無痕跡等優點。但也有缺點，比如啟動前需要疏散人員、對空間要求嚴格、易泄漏等。超細干粉滅火裝置有突出優點，滅火效率高，對保護物無任何損害，其火災損失基本為零，和氣體滅火一樣，超細干粉滅火劑可以長時間懸浮，并能繞過障礙物，散布到各個角落，以一種全淹沒的方式滅火；缺點是影響人員逃生，懸浮顆粒易被人吸入。

由于均存在各自的優缺點，究竟適合采用何種類型自動滅火系統，目前也存在一定爭議。超細干粉滅火系統由于無管網，初期投資不大，設計實施相對簡單，目前各方采用較多。水噴霧滅火系統由于有水泵、消防水池和管網噴頭等設施，系統比較復雜，初期投資相對較大，目前各方采用較少，但其維護檢查工作量相對較小，全壽命費用也可能占據優勢，也在部分綜合管廊工程中得到采用。

建議更系統深入地研究管廊消防特點，針對不同情況提出適用的消防系統建議并體現在規范上，則能更好地指導工程建設。

4 支吊架

支吊架是綜合管廊中安裝和支撐電力、通信和其他小直徑管道的結構，原規范[2]中對電（光）纜支架材料、荷載及性能指標等有規定，修編后的規范[1]取消了這些規定，只提及優先選用耐腐蝕的復合材料，并按照《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》（GB 50168-2006）執行。然而實踐中綜合管廊建設更多采用先預埋后焊接的型鋼支架或廠家生產的金屬成品支架系統，且數量巨大。新規范和所引用的相關規范中有關支吊架的規定在應用于管廊設計時，存在參數和指標不夠明確且針對性不足的問題，主要體現在以下方面：

（1）支吊架承受的作用及其效應不明確。主要體現在各類管道及套管重量參數沒有統一取值，沒有考慮纜線或管道施工時存在施工荷載的情況，導致各參建單位如供貨商、設計單位及圖紙審查單位、建設單位之間理解不一致，增大了統一協調難度。

（2）支吊架的使用壽命及耐久性相關要求不明確。目前市場主流的金屬成品支吊架系統主要由預埋槽、挑臂及相關零配件組成。挑臂插入預埋槽并由螺栓安裝固定，更換相對容易，但預埋槽埋設于管廊側壁，難以更換。預埋槽使用壽命有必要和綜合管廊主體結構同為100年，挑臂及其他可更換構件的使用壽命可以同為100年，也可以適當降低，目前規范均未明確。不同的使用壽命、不同的構件，其防腐處理是采用熱浸鋅防腐還是采用多層防腐體系，以及是否需要進行耐久性測試（比如鹽霧測試）和防火測試，進行何種等級的測試也需要進一步研究明確。

（3）支吊架設計計算內容及控制指標參數不明確。除預埋槽和挑臂的強度、剛度和穩定性、螺栓的錨固力等質量控制的基本指標外，支架連接部位局部應力引起的變形也可能導致預埋槽的變形損壞、挑臂無法正常使用和更換。因此對連接部位局部應力和變形的控制值也是影響管道正常運行的重要指標。綜合管廊基本位于道路下方，長期在懸挑承重條件下承受汽車荷載引起的振動，是否需要考慮長期動荷載引起的疲勞效應，也值得研究。新版規范[1]取消了原規范[2]對電纜支架的強度、剛度及穩定性的要求，取消了撓度允許值規定，而目前支吊架在綜合管廊工程中的大規模應用要求我們對支吊架技術條件盡快完善。

5 結語

除上述提及的幾點外，目前的規范在監控、智慧管廊、管廊人防方面均存在研究深度不足的問題，限于篇幅不再細究。綜合上述，綜合管廊作為一種集中收納了各種市政專業管線的新型市政綜合基礎設施，在結構設計、支吊架設計、消防系統選擇方面尚存在不同認識，鑒于綜合管廊在我國大規模建設時間起步較晚，相關經驗積累尚不足，為了更好地指導工程建設，建議有關部門組織進行深入研究，凝聚共識，進一步完善相關規范體系。

[1]GB 50838-2015，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[2]GB 50838-2012，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[3]JTG D60-2015，公路橋涵設計通用規范[S].

[4]GB 50009-2012，建筑結構荷載規范[S].

[5]GB 50168-2006，電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范[S].

[6]GB 50010-2010，混凝土結構設計規范[S].

[7]CJJ 11-2011，城市橋梁設計規范[S].

[8]GB 50016-2014，建筑設計防火規范[S].

[9]DL/T 5484-2013，電力電纜隧道設計規程[S].

[10]GB 50217-2007，電力工程電纜設計規范[S].