綜合管廊規(guī)范在實(shí)踐應(yīng)用中的體會和探討

陳艷平，王 華，張 云

（1.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 516211；2.廣州市公用事業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510663）

0 引言

自2015年以來，綜合管廊建設(shè)在國內(nèi)各城市全面蓬勃開展。為適應(yīng)建設(shè)需要，在規(guī)范[2]的基礎(chǔ)上修編出版了新的綜合管廊規(guī)范[1]。由于綜合管廊的獨(dú)特性，在我國大規(guī)模建設(shè)起步較晚，相關(guān)的投資、建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)管理方面經(jīng)驗(yàn)積累較少，而且綜合管廊建設(shè)涉及部門多、專業(yè)范圍廣，規(guī)范尚存在規(guī)定不夠明確、指導(dǎo)性不足的問題，本文結(jié)合具體專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行初步探討。

1 作用及效應(yīng)組合

現(xiàn)行綜合管廊規(guī)范[1]是在舊版規(guī)范[2]的基礎(chǔ)上進(jìn)行修編的。舊版規(guī)范規(guī)定綜合管廊上的作用應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）的規(guī)定。新版規(guī)范未明確采用這一說法，只是規(guī)定管廊結(jié)構(gòu)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(guī)范均規(guī)定了常用材料及其制作件的自重可按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定采用。從相關(guān)條文可以看出，新舊版規(guī)范核心內(nèi)涵均認(rèn)為綜合管廊上的作用及效應(yīng)組合應(yīng)按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范執(zhí)行。目前正在編制中的部分地方性規(guī)范或指引也是如此。

這一規(guī)定引起了爭議，部分工程師認(rèn)為盡管綜合管廊結(jié)構(gòu)一般不具備行車功能，在某些局部構(gòu)造上也與建筑結(jié)構(gòu)類似（比如管廊相交節(jié)點(diǎn)的梁、板、柱以及管廊與地下空間結(jié)合建設(shè)等情況），但管廊結(jié)構(gòu)上的作用及其效應(yīng)組合包括常用材料及其制作件的自重取值，應(yīng)以交通行業(yè)規(guī)范為依據(jù)[比如《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2015）或《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11-2011）]，主要理由如下：

（1）綜合管廊結(jié)構(gòu)所處的荷載環(huán)境與交通行業(yè)的荷載環(huán)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(shè)的，一般位于道路綠化帶或車行道、非機(jī)動車道、人行道下方。管廊上的永久作用以結(jié)構(gòu)自重和管廊覆土壓力、側(cè)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(jié)構(gòu)，是綜合管廊建成后經(jīng)常承受的主要可變作用，顯然規(guī)范[3，7]更為適用。覆土壓力主要是路基路面自重產(chǎn)生，同樣的材料名稱對應(yīng)的自重取值在兩種規(guī)范中是有明顯差別的，比如對填土的自重取值，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》有較大的浮動區(qū)間（見表1）。而《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中所規(guī)定的路基路面材料自重取值也符合道路交通工程實(shí)際情況，也更為相關(guān)人員熟悉掌握。

（2）綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限和道路行業(yè)橋梁隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限相同。綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100 a，這一使用年限要求與交通行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范[3，7]中的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期要求是相對應(yīng)的?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》確定可變荷載代表值時(shí)是采用50 a設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50 a，只有當(dāng)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使用年限為100 a時(shí)，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》對樓面或屋面活荷載考慮了1.1的調(diào)整系數(shù)。從設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限相對應(yīng)的角度來講，交通行業(yè)規(guī)范更為適用。

表1 不同規(guī)范材料自重取值對比

除作用及效應(yīng)取值外，兩套規(guī)范在荷載效應(yīng)組合、結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算公式和裂縫寬度計(jì)算公式方面均有不同，考慮到綜合管廊從業(yè)人員基本以交通行業(yè)為主，因此建議主要規(guī)范還是應(yīng)以參考交通行業(yè)規(guī)范為主（監(jiān)控中心等建筑結(jié)構(gòu)另當(dāng)別論）。

2 防火分區(qū)

防火分區(qū)是確保綜合管廊內(nèi)人員和管線安全的重要技術(shù)措施，綜合管廊規(guī)范關(guān)于防火分區(qū)劃分是在參考了國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范基礎(chǔ)上制定的，原規(guī)范[2]規(guī)定綜合管廊防火區(qū)間最大距離為200 m，修編后的規(guī)范[1]修正了原規(guī)范[2]一刀切的做法，只規(guī)定天然氣管道艙及容納電力電纜的艙室應(yīng)每隔200 m采用耐火極限不低于3.0 h的不燃性墻體進(jìn)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(guī)定。

圖1 某綜合管廊斷面圖

在某三艙管廊工程設(shè)計(jì)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(guī)范條文可供參考。如參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）中的地下建筑，防火分區(qū)的最大面積為500 m2（這類艙室火災(zāi)危險(xiǎn)性較低，沒必要設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，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(yuǎn)比燃?xì)馀摵碗娏ε摰姆阑鸱謪^(qū)密集（即使按地下設(shè)備用房1 000 m2計(jì)算，防火分區(qū)間距137 m，也遠(yuǎn)小于200 m），導(dǎo)致該類艙室火災(zāi)危險(xiǎn)性更低而防火間隔卻更密集的不合理現(xiàn)象。綜合管廊和民用建筑有較大的不同，體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（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(tài)或偶有專業(yè)的巡檢人員（得益于視頻監(jiān)控及未來智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用）。

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

為避免實(shí)施過程中的爭議，建議根據(jù)綜合管廊的特點(diǎn)，對類似上述的低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)艙室的防火分區(qū)劃分，在規(guī)范上給予一個(gè)相對寬松的量化區(qū)間。

3 自動滅火系統(tǒng)

舊版規(guī)范[2]規(guī)定管廊內(nèi)可設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)或氣體滅火等固定設(shè)施，修編后的規(guī)范[2]只針對容納電力電纜的艙室，規(guī)定應(yīng)或宜設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，但對于采用何種類別的滅火系統(tǒng)并未明確。

滅火系統(tǒng)種類較多，主要有細(xì)水霧滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)和超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等幾種類別。水噴霧滅火系統(tǒng)與細(xì)水霧滅火系統(tǒng)滅火機(jī)理類似，都是通過冷卻、窒息、沖擊乳化和稀釋等原理進(jìn)行滅火，適用于A（表面火）、B、C及電氣火災(zāi)，具有啟動快、環(huán)保、可以凈化火災(zāi)中的煙氣、滅火效能高等優(yōu)點(diǎn)，不同之處在于細(xì)水噴霧液體顆粒更細(xì)小，對管網(wǎng)材質(zhì)、水材質(zhì)要求更高，工程造價(jià)也更高。氣體滅火系統(tǒng)是以化學(xué)氣體為滅火劑，對于各類液體火災(zāi)、氣體火災(zāi)及電器火災(zāi)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(yōu)點(diǎn)。但也有缺點(diǎn)，比如啟動前需要疏散人員、對空間要求嚴(yán)格、易泄漏等。超細(xì)干粉滅火裝置有突出優(yōu)點(diǎn)，滅火效率高，對保護(hù)物無任何損害，其火災(zāi)損失基本為零，和氣體滅火一樣，超細(xì)干粉滅火劑可以長時(shí)間懸浮，并能繞過障礙物，散布到各個(gè)角落，以一種全淹沒的方式滅火；缺點(diǎn)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(yōu)缺點(diǎn)，究竟適合采用何種類型自動滅火系統(tǒng)，目前也存在一定爭議。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)由于無管網(wǎng)，初期投資不大，設(shè)計(jì)實(shí)施相對簡單，目前各方采用較多。水噴霧滅火系統(tǒng)由于有水泵、消防水池和管網(wǎng)噴頭等設(shè)施，系統(tǒng)比較復(fù)雜，初期投資相對較大，目前各方采用較少，但其維護(hù)檢查工作量相對較小，全壽命費(fèi)用也可能占據(jù)優(yōu)勢，也在部分綜合管廊工程中得到采用。

建議更系統(tǒng)深入地研究管廊消防特點(diǎn)，針對不同情況提出適用的消防系統(tǒng)建議并體現(xiàn)在規(guī)范上，則能更好地指導(dǎo)工程建設(shè)。

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(jié)構(gòu)，原規(guī)范[2]中對電（光）纜支架材料、荷載及性能指標(biāo)等有規(guī)定，修編后的規(guī)范[1]取消了這些規(guī)定，只提及優(yōu)先選用耐腐蝕的復(fù)合材料，并按照《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50168-2006）執(zhí)行。然而實(shí)踐中綜合管廊建設(shè)更多采用先預(yù)埋后焊接的型鋼支架或廠家生產(chǎn)的金屬成品支架系統(tǒng)，且數(shù)量巨大。新規(guī)范和所引用的相關(guān)規(guī)范中有關(guān)支吊架的規(guī)定在應(yīng)用于管廊設(shè)計(jì)時(shí)，存在參數(shù)和指標(biāo)不夠明確且針對性不足的問題，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）支吊架承受的作用及其效應(yīng)不明確。主要體現(xiàn)在各類管道及套管重量參數(shù)沒有統(tǒng)一取值，沒有考慮纜線或管道施工時(shí)存在施工荷載的情況，導(dǎo)致各參建單位如供貨商、設(shè)計(jì)單位及圖紙審查單位、建設(shè)單位之間理解不一致，增大了統(tǒng)一協(xié)調(diào)難度。

（2）支吊架的使用壽命及耐久性相關(guān)要求不明確。目前市場主流的金屬成品支吊架系統(tǒng)主要由預(yù)埋槽、挑臂及相關(guān)零配件組成。挑臂插入預(yù)埋槽并由螺栓安裝固定，更換相對容易，但預(yù)埋槽埋設(shè)于管廊側(cè)壁，難以更換。預(yù)埋槽使用壽命有必要和綜合管廊主體結(jié)構(gòu)同為100年，挑臂及其他可更換構(gòu)件的使用壽命可以同為100年，也可以適當(dāng)降低，目前規(guī)范均未明確。不同的使用壽命、不同的構(gòu)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(jìn)行耐久性測試（比如鹽霧測試）和防火測試，進(jìn)行何種等級的測試也需要進(jìn)一步研究明確。

（3）支吊架設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及控制指標(biāo)參數(shù)不明確。除預(yù)埋槽和挑臂的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性、螺栓的錨固力等質(zhì)量控制的基本指標(biāo)外，支架連接部位局部應(yīng)力引起的變形也可能導(dǎo)致預(yù)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(yīng)力和變形的控制值也是影響管道正常運(yùn)行的重要指標(biāo)。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(yīng)，也值得研究。新版規(guī)范[1]取消了原規(guī)范[2]對電纜支架的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的要求，取消了撓度允許值規(guī)定，而目前支吊架在綜合管廊工程中的大規(guī)模應(yīng)用要求我們對支吊架技術(shù)條件盡快完善。

5 結(jié)語

除上述提及的幾點(diǎn)外，目前的規(guī)范在監(jiān)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(xì)究。綜合上述，綜合管廊作為一種集中收納了各種市政專業(yè)管線的新型市政綜合基礎(chǔ)設(shè)施，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、支吊架設(shè)計(jì)、消防系統(tǒng)選擇方面尚存在不同認(rèn)識，鑒于綜合管廊在我國大規(guī)模建設(shè)時(shí)間起步較晚，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)積累尚不足，為了更好地指導(dǎo)工程建設(shè)，建議有關(guān)部門組織進(jìn)行深入研究，凝聚共識，進(jìn)一步完善相關(guān)規(guī)范體系。

[1]GB 50838-2015，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB 50838-2012，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG D60-2015，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[4]GB 50009-2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[5]GB 50168-2006，電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[6]GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7]CJJ 11-2011，城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8]GB 50016-2014，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[9]DL/T 5484-2013，電力電纜隧道設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[10]GB 50217-2007，電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[S].