綜合管廊總體設計標準化探索

彭 濤

（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

綜合管廊工程的特點是涉及的市政管線種類繁多、與道路等其他基礎設施關系復雜，在缺乏統一標準的前提下，往往出現綜合管廊方案五花八門的情況，既耗費了大量資源，增加了工程投資，也不利于下游相關產業和配套設備等的標準化、產業化，限制了綜合管廊建設事業的發展。目前國內僅部分地方省、市頒布了建設技術導則和標準圖集，國家層面的綜合管廊建設標準體系尚不完善，綜合管廊建設可參考的指南、標準、規范較匱乏。因此開展綜合管廊總體設計的標準化研究顯得尤為必要。

1 總體設計標準化研究

1.1 標準斷面標準化設計

1.1.1 布置原則

綜合管廊的標準斷面布置主要需解決以下問題：艙室數量、艙室大小、艙室布置形式。

（1）綜合管廊標準斷面的艙室數量主要由納入管線的種類確定。

a.對于國家標準《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838—2015）中規定的不能相容的管線的特殊要求應嚴格遵守，如天然氣艙應在獨立艙室內敷設等。

b.對于各類市政管線行業內或地方上有特殊敷設規定的，如高壓電力電纜等，標準斷面布置時應做好方案比選工作，在技術方案可行、經濟條件合適的前提下盡量滿足。

（2）綜合管廊標準斷面艙室的尺寸要根據容納管線的規模及各類管線安裝、檢修、維護作業所需要的空間要求確定。

a.進入綜合管廊內的管線主要有纜線和管道兩種形式：纜線包括各類電壓等級的電力電纜和各類運營商的通信光纜；管道主要包括各類給水、中水、再生水、熱水等管道。一般情況下，纜線主要采用支架橋架系統敷設，管道主要采用支墩或支架的形式敷設。

對于采用支架橋架系統安裝的電力電纜，其支架托臂間距應根據《電力工程電纜設計標準》（GB 50217—2018）確定。

對于采用支架或支墩安裝的管道，其安裝凈距宜滿足圖1、表1的要求。

b.為滿足管線的檢修、運輸、安裝等要求，綜合管廊的內部空間還需要滿足如下要求：

綜合管廊凈高不宜小于2.4 m。

綜合管廊內兩側設置支架或管道時，檢修管道凈寬不宜小于1.0 m；單側設置支架或管道時，檢修通道凈寬不宜小于0.9 m。配備檢修車的綜合管廊檢修通道寬度不宜小于2.2 m。

圖1 管道安裝凈距圖例（單位：mm）

表1 綜合管廊的管道安裝凈距mm

（3）綜合管廊標準斷面艙室布置形式需要結合多種因素綜合確定。

a.綜合管廊各個艙室一般采用平鋪并列的形式，當受到道路條件限制時，可將各艙室上下疊放。

b.當各艙室采用平鋪并列的布置時，宜將引出少、轉彎半徑要求大的管線、管道布置在中間艙室，需要頻繁引出、轉彎半徑要求小的管線及管道布置在兩側艙室，排水管線宜布置在兩側艙室。

c.當各艙室采用上下疊放的布置形式時，宜將高壓電力纜線、信息纜線、天然氣管道等管線布置在上層，將排水、給水等管道布置在下層。

d.各艙室位置的布置，還應該考慮到綜合管廊在道路下方的位置，宜將管徑較大或投料難度大的艙室布置在人行道或綠化帶一側。

1.1.2 標準化設計

綜合管廊單艙斷面是其他多艙斷面的基礎組成形式，故先進行單艙斷面標準化設計研究。

（1）納入中低壓電力電纜、信息纜線、給水、中水管線。布置形式如圖2所示，其斷面尺寸根據納入管線規模的變化而不同，推薦其斷面寬度以400 mm、斷面高度以300 mm為模數進行調整，以適應管廊內管道的檢修、安裝及運維需求（見表2）。

圖2 單艙綜合管廊標準斷面（一）（單位：mm）

表2 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（一）mm

（2）納入110 kV/220 kV高壓電力電纜。根據高壓電力支架的豎向間距和長度確定綜合管廊標準斷面的凈尺寸，布置形式按圖3選用。其適用納入管線規模及艙室斷面尺寸見表3，斷面調整模數分別為寬度400 mm、高度300 mm。

圖3 單艙綜合管廊標準斷面（二）（單位：mm）

（3）納入天然氣管線。天然氣管線需單艙敷設，艙室斷面尺寸根據天然氣管徑大小進行調整，布置形式可按圖4選用。適用納入管線的規模和艙室斷面尺寸見表4，斷面寬度和高度的變化模數分別為200 mm和300 mm。

（4）納入熱力管線。規范規定當熱力管道采用蒸汽介質時應在獨立艙室內敷設，熱力管道不應與電力電纜同艙敷，故存在熱力管道需采用單艙敷設的情況。熱力管道單艙敷設時有兩種形式：熱力管道上下疊放和熱力管道兩側平敷。

表3 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（二）mm

圖4 單艙綜合管廊標準斷面（三）（單位：mm）

表4 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（三）mm

a.當熱力管管徑小于DN 800時，熱力管可上下疊放，斷面布置形式如圖5所示。適用的管線規模及艙室斷面尺寸見表5，斷面調整模數分別為寬度400 mm、高度300 mm。

圖5 單艙綜合管廊標準斷面（四）（單位：mm）

表5 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（四）mm

b.當熱力管管徑不小于DN800時，熱力管一般在兩側平鋪，斷面布置形式如圖6所示。適用的管線規模及艙室斷面尺寸見表6，斷面調整模數分別為寬度400 mm、高度300 mm。

圖6 單艙綜合管廊標準斷面（五）（單位：mm）

表6 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（五）mm

1.2 平面及縱斷面的標準化設計

1.2.1 平面標準化設計

1.2.1.1 設計原則

平面設計主要是管廊平面布局、管廊各功能節點定位，并反映與現狀或規劃建（構）筑物、道路及相關設施的相互關系。布置原則如下：

（1）根據道路、管線及附屬設施的情況確定管廊在道路下的平面位置。對規劃新建道路，管廊平面布置應采取平面協調、避讓等有效措施處理與沿途擬建障礙物的關系。對現狀道路，建設過程中如遇不能廢除的管線或建構筑物等設施，平面應采取避讓，并對既有設施進行保護。

（2）根據綜合管廊的自身情況確定管廊各艙室在道路下的位置。管廊適宜布置在道路綠化帶下方，各種功能性節點可以利用綠化帶直通管廊底部。對于綠化帶較窄的道路，宜優先將管徑大、下料困難的管線艙室布置在綠化帶下方。對于無綠化帶的道路，宜優先將綜合管廊布置在非機動車道、人行道下方。

綜合管廊的平面布置還應遵循規范規定的其他要求。

1.2.1.2標準化設計

平面布置設計主要解決以下問題：

（1）管廊在道路下的平面位置。綜合管廊是道路下的附屬設施，應布置在道路紅線或綠線范圍內。

a.當道路規劃有較寬綠化帶時，綜合管廊優先布置在綠化帶內。

b.當道路綠化帶較窄時，宜優先將管徑大、下料困難的管線艙室布置在綠化帶下方。

c.當道路無綠化帶或綠化帶規劃有高架橋、軌道交通時，綜合管廊宜布置在人行道或非機動車道下方。

（2）管廊各功能節點的布置位置。綜合管廊內需設置通風、供電、監控、消防及排水等附屬設施，通過設置各類節點滿足以上設施的安裝與運行。且管廊內的管線需要引入引出及維修更換等，也通過各種功能性節點實現。

（3）管廊與其他構筑物或管線的關系。為準確表示綜合管廊本體及與其他構筑物或管線的關系，平面圖中應包括并不限于以下內容：

a.擬建或規劃道路平面布置圖。

b.現狀管線在道路下的布置圖。

c.現狀地形圖。

d.擬建或現狀道路附屬工程或其他構筑物，如人行地道、天橋、地鐵及其附屬構筑物等的平面位置，并注明管廊與其關系。

e.綜合管廊起止范圍線。

f.附屬設施節點功能標注。

g.關鍵定位位置坐標標示。

1.2.2 縱斷面標準化設計

1.2.2.1 設計原則

縱斷面設計主要是確定管廊縱向高程的定位、覆土厚度等參數，以及與地下復雜現狀構筑物、管線等的位置關系，避免產生豎向沖突，并明確綜合管廊每個防火分區的集水坑位置。布置原則如下：

（1）管廊覆土厚度。主要由以下因素確定：

a.管廊抗浮需要。

b.管廊節點布置需要。

c.管廊頂綠化種植需要。

d.一般相交管線的埋置深度。

e.寒冷地區還要考慮凍土深度影響。

根據以上原則確定的覆土厚度一般在2.5～3 m。

（2）綜合管廊縱向坡度。一般與道路坡度一致，應滿足縱向排水最小坡度要求，滿足各管線的最小彎曲半徑要求，同時還應滿足人員通行要求。當坡度超過10%時應在人員通道部位設置防滑地坪或臺階。

（3）綜合管廊與相交構筑物或管線關系。綜合管廊在豎向上與重要的地下構筑物或重力流管線發生沖突時，應采取倒虹避讓的措施，規范對綜合管廊與相鄰地下構筑物或管線的最小凈距要求見表7。

表7 綜合管廊與相鄰地下構筑物的最小凈距

（4）綜合管廊與河道的豎向關系。綜合管廊穿越河道時應選擇在河床穩定的河段，最小覆土深度應滿足河道整治和綜合管廊安全運行需求，并應符合下列規定：

a.在Ⅰ～Ⅴ級航道下面敷設時，頂部高程應在遠期規劃航道底高程2.0 m以下。

b.在Ⅵ、Ⅶ級航道下面敷設時，頂部高程應在遠期規劃航道底高程1.0 m以下。

c.在其他河道下面敷設時，頂部高程應在河道底設計高程1.0 m以下。

1.2.2.2 標準化設計

縱斷面布置圖中應包括并不限于以下內容：

（1）雙向比例尺、高程系標尺。

（2）里程樁號標尺。

（3）上部地面設計高程線。

（4）現狀地面高程線。

（5）管廊覆土厚度。

（6）管廊上下頂板高程線。

（7）管廊縱坡及相應長度。

（8）附屬設施節點功能標注。

（9）管廊所避讓構筑物、管線的位置示意、標高標注。

（10）集水坑布置等。

典型的縱斷面布置設計圖如圖7所示。

1.3 功能性節點的標準化設計

1.3.1 設計原則

功能性節點主要指為了滿足管廊內通風、配電、監控、消防等附屬功能要求以及為了實現管線的引入引出、檢修運維而設置的一些不同于標準斷面的特殊節點，主要包括吊裝口、進風口、排風口、管線分支口等。《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838—2015）中對功能性節點的設置有如下規定：

（1）每個艙室應設置人員出入口、逃生口、吊裝口、進風口、排風口、管線分支口等。

（2）人員出入口、逃生口、吊裝口、進風口、排風口等露出地面的構筑物應滿足城市防洪要求，并應采取防止地面水倒灌及小動物進入的措施。

（3）人員出入口宜與逃生口、吊裝口、進風口結合設置，且不應少于2個。

圖7 典型縱斷面布置設計圖

1.3.2 標準化設計

節點的設計在規范規定的前提要求下，以滿足附屬系統穩定、可靠運行為首要目標，并盡量簡潔、經濟合理。以下對常見典型節點標準化設計進行歸納。

1.3.2.1 通風口

通風口主要功能為保障綜合管廊通風風機及其附屬設施的安裝及運行，還可以兼具配電、監控系統的設備間及人員逃生口的功能。

通風口一般利用綜合管廊上部覆土空間，以夾層的形式布置，為全地下式結構，僅通風格柵等露出地面。

通風口各個區域的面積大小應由各類設備所占空間決定：通風機房的面積應能滿足風機、風管的安裝需要，并預留人員檢修逃生、設備更換的空間；配電間的面積應能滿足電氣設備的安裝、檢修需要；風井及露出地面格柵部分的面積應能滿足通風功能的需要，且應采取可靠措施避免道路雨水倒灌。

1.3.2.2 吊裝口

吊裝口主要功能是滿足各類管線及其附屬構件安裝、運維時進出管廊的需要，還可以兼顧人員逃生口的功能。

為使得吊裝路線簡短，吊裝口一般也利用管廊上部覆土空間，以夾層的形式布置，為全地下式結構，僅吊裝的口部露出地面便于開啟。

吊裝口尺寸由管線單元及其附屬構件的尺寸決定，特別是對于剛性管件的吊裝口，在長度方向上要滿足管件單元（附屬構件）的進入要求（如給水管線管節長度一般為6 m，天然氣、熱力管線管節長度一般為12 m），在寬度方向上要滿足管件管徑的最小要求，特別需要注意管件附屬構件（如閥門、伸縮節等）的尺寸一般比管徑要大的情況，需留足吊裝口空間。

1.3.2.3 管線分支口

管線分支口主要功能是滿足各類管線引入引出的需要。

管線分支口處引入引出的管線規模應根據管線單位的需求確定，考慮適當預留但也要避免浪費。管線分支口內部空間應能滿足各類管線在管廊內轉彎半徑的需求。

管線分支口過路既可以采用排管，也可以采用支廊的形式。當采用排管形式時，應在管廊外壁上預埋定型防水套管或防水組件。

1.3.2.4 交叉口

交叉口特指兩條管廊相交處，滿足管廊內各個艙室管線互相連通、人員互相通行的功能性節點。

管廊交叉口一般為上下疊交的形式，其內部尺寸應滿足管廊內部管線轉彎半徑以及人員通行的需求，其上下層之間各類洞口應采用防火蓋板封閉，蓋板上預留穿線位置。

2 工程案例分析

以下通過一個案例，分析在不同規模的管線需求下綜合管廊的標準斷面標準化選型設計。

某綜合管廊工程擬納入管線種類及規模見表8。

表8 某工程入廊管線種類及規模

根據規范規定、行業要求及管線規模種類，可以確定該工程需采用三艙斷面，其中給水、中水、信息、10 kV管線一個艙，110 kV、220 kV管線一個艙，天然氣管線一個艙。明確三艙布置的基本形式后，可根據單艙形式的標準設計方案確定每個艙室的大小。

（1）給水/中水/信息/10 kV管線艙。根據管線規模，可選用的斷面尺寸為B1=2 400 mm，H1=2 400 mm。

（2）110 kV/220 kV高壓電力艙。根據管線規模，可選用斷面尺寸為B1=2 800 mm，H1=2 400 mm。

（3）天然氣管線艙。根據管線規模，可選用斷面尺寸為B1=1 800 mm，H1=2 400 mm。

最終得到的組成三艙斷面的每個單艙形式如圖8所示。

圖8 組成三艙斷面的單艙管廊形式（單位：mm）

由于110 kV/220 kV高壓電力管線引出的頻率較少，在斷面布置時考慮將其布置在三個艙室的中間，其余兩個艙室布置在兩側，便于艙室內管線引出至道路兩側，最終斷面形式如圖9所示。

圖9 三艙綜合管廊斷面形式（單位：mm）

3 結語

綜合管廊的標準化設計是建造綜合管廊工業化、產業化體系的重要基石。本文從規范規定到實際使用過程中管線安裝、使用、運維等角度，對綜合管廊的總體設計標準化進行了探索，主要完成了如下工作：

（1）梳理標準斷面設計原則，從標準斷面艙室數量、艙室大小、艙室布置形式等幾個方面對綜合管廊標準斷面的設計進行研究，提出了綜合管廊標準斷面在不同管線需求下的參數化設計方案。

（2）總結平面和縱斷面的設計原則，并根據工程經驗提出了平面、縱斷面的標準化設計，重點解決管廊在道路下的位置、管廊的功能性節點布置位置、管廊與其他構筑物或管線關系等難點。

（3）總結綜合管廊各功能性節點設計原則，并給出常見的綜合管廊通風口、吊裝口、管線分支口、交叉口等節點的布置形式，可供相關工程參考。

（4）結合實際案例，分析了本文提出的方法在實際工程中的運用，可以在設計過程中進行選用，盡早實現綜合管廊總體設計的標準化。