地下綜合管廊總體設計要點分析

王婭喬

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 100000）

1 引言

綜合管廊是一種容納多種市政工程管線的地下構筑物，包括給水、排水、燃氣、熱力、電力、通信及再生水等。隨著城市化進程的不斷加快，地下市政管線的密度越來越大，對管線安全運行的要求也越來越高。傳統的直埋管線因其存在管線不易檢修、維修，或擴容時需開挖路面、占用城市地下空間等問題，已越來越不能滿足城市發展的需求。綜合管廊作為一種現代化、集約化的城市基礎設施，通過將管線集中統籌、規劃、建設和管理，解決了因管道不易檢修導致的管線事故頻發、反復開挖路面以及地下管線線位混亂等問題，有利于節約城市地下空間、保障市政管線安全、降低管線檢修維護費用、美化城市景觀、促進城市集約高效和轉型發展，是市政管線敷設發展的趨勢。

本文結合具體工程案例對城市地下綜合管廊的總體設計進行了分析，對管廊設計的內容及注意事項進行了梳理，以期為同類型綜合管廊設計提供參考經驗。

2 工程概況

羲皇大道綜合管廊項目位于甘肅省天水市，項目設計起點為甘肅核地質二一九大隊，終點為穎川河口，全長約11.65 km，其中，與有軌電車合建7.1 km，獨建4.5 km。綜合管廊基本位于道路中分帶下，結合道路升級改造及新建有軌電車同步建設綜合管廊。本文主要針對道路中分帶下綜合管廊的設計進行分析研究。

3 總體設計原則

1）符合國家、地區相關的法規、規范及技術標準；

2）符合當地綜合管廊的規劃要求；

3）符合地區功能定位，把綜合管廊工程建成低碳生態、安全高效的現代化市政基礎設施體系的重要組成部分；高標準、高起點建設，使之為本地區經濟社會全面協調可持續發展提供支撐和保障；

4）綜合管廊設計在確保運行安全穩妥可靠的基礎上，力求技術先進、經濟合理、高效節能、管理維護方便；

5）最大限度地發揮工程的經濟效益、社會效益和環境效益。

4 管廊標準斷面設計

4.1 入廊管線

通常情況下，給水管道、電力電纜等都會被納入管廊內。排水管道作為重力流，因受到坡度接入、引出高程的制約，需慎重考慮入廊，應在有充分的規劃及基礎數據分析的情況下納入管廊[1]。熱力管道為壓力管道，雖無坡度要求，但會發熱，且需要增加熱力補償器，根據規劃進行具體考慮。燃氣管道因其易燃易爆的特性一般需要獨立設艙，與其他管線隔離。對于工業、煤氣、石油等特殊管道，目前不納入管廊[2]。

結合上述分析以及根據天水市市政管線規劃，入廊管線最終定為給水管、熱力管、電力及通信管線。

4.2 斷面形式及分艙設計

力管與電力管線不能同艙，因此，將10 kV 電力線與給水管合艙，為綜合艙；熱力管與通信管線合艙建設，為熱力艙。

管廊斷面尺寸需考慮艙室內人行通道寬度大于1 m，凈高高于2.4 m，預留出各種閥門管件的安裝空間以及其他設備安裝及吊裝空間，同時，適當留有未來管線規模擴容的空間。

根據GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術規范》（以下簡稱《技術規范》）中表5.3.6 對于管道與結構凈距的要求，同時，考慮檢修通道和安裝熱力補償器的要求，將管廊高度定為3.2 m。寬度根據不同給水管道管徑和熱力管道管徑的采用不同寬度管廊的組合，綜合艙斷面內尺寸為3.5 m×3.2 m、4.2 m×3.2 m，收納10 kV 電纜，可容納20 回路10 kV 電纜。綜合艙內中間設置1.2 m 和1.4 m 的人員檢修通道。熱力艙分為4.8 m×3.2 m、5.4 m×3.2 m、6.2 m×3.2 m 共3 種斷面，容納熱力管道（DN800 mm、DN900 mm、DN1 000 mm、DN1 200 mm）、通信（4 排支架），同時，在管廊艙室內預留管道增擴容的條件。在綜合管廊頂板處，設置供水管道及附件安裝用的吊環，吊環間距4 m。圖1 為其中1 種斷面的標準斷面圖。

圖1 綜合管廊標準斷面圖

綜合管廊橫斷面形式根據容納管道的性質、容量、地質、地形及施工方法可分為圓形、箱形、馬蹄形等斷面形式[3]。箱形斷面通常采用明挖法，且空間利用率較圓形斷面更高。本工程為現狀道路改造，道路改造、雨污水管線以及有軌電車鋪設均采用明挖法施作，因此，確定斷面為箱形結構，便于施工。

在布置管廊斷面時，需考慮各入廊管線間的相容性和排斥性，同時，對廊內空間布局進行合理規劃，避免浪費。由于熱

5 管廊的平面縱斷設計

5.1 平面設計

根據《技術規范》綜合管廊宜設在機動車道或綠化帶下[4]。本工程所處規劃道路為城市主干路，規劃道路紅線寬60 m，道路中心綠化帶寬12 m，根據上述管廊的斷面尺寸，本管廊具備設在道路中心綠化帶下的條件。管廊整體走向與道路走向一致，管廊與道路關系如圖2 所示。

圖2 綜合管廊道路橫斷面設計圖

根據《技術規范》的要求，防火分區的最大距離不超過200 m，因此，管廊全線共分為67 個防火分區，每個防火分區用防火墻分隔。防火墻及防火門與進風井、排風井結合設置，每個防火分區設1 個進風口和1 個排風口，通風區間不超過400 m。同時，根據規范，逃生口間距不超過200 m，吊裝口設置間距不超過400 m，逃生口、吊裝口和通風口結合設置。類似于傳統直埋式市政管線的支線和路口預留管線，根據當地市政工程管線規劃，沿線設置給水電力綜合出線口和熱力電信綜合出線口。各管道出線口設穿墻套管，因此，管廊主體結構施工時應預留洞口，便于后續管道安裝。管道安裝完成后，應對套管與管道間縫隙進行封堵及防水處理。本工程出線管預留位置與當地規劃相結合，分別在路口處和地塊中心處預留。

除此之外，在特殊位置（如過河段），由于橋梁結構與管廊沖突，管廊從距離橋墩一定距離處繞開，轉彎處需考慮預留管道轉彎空間。

5.2 縱斷面設計

縱斷面設計所需要考慮的主要因素有以下幾點：

1）坡度。考慮排水溝的最小坡度為0.2%，排水溝坡度與管廊主體坡度相同，因此，管廊主體最小坡度為0.2%，最大坡度不宜超過10%，超過10%時，應在人員檢修道設置臺階，為方便管道安裝運輸及管廊投入使用后的日常檢修。本工程不設臺階，最大坡度確定為10%，同時，由于熱力管道的夾角需小于5°，管廊折點處的坡度需考慮管道折點夾角。

2）綜合管廊的覆土深度應根據地下設施豎向規劃、行車荷載、綠化種植及設計凍深等因素綜合確定。由于本工程位于綠化帶下，有種植要求，結合出線井的設置，考慮抗浮、綠化種植以及預留地下空間等要求，標準段覆土不小于2.8 m。

3）管廊縱斷面整體走向與道路縱斷面應基本一致，在路口處或有道路橫過路管處與雨污水管有交叉處，與為避免與重力流管道沖突，可采取局部下沉或上抬的形式通過。管廊中下穿河道處需考慮綜合管廊外頂距河底距離大于1.0 m。采用明挖法施工時，管線與廊體凈距需滿足《技術規范》表5.2.2 的要求。

4）附屬設施處需考慮較高的節點夾層頂板覆土大于凍土深度，若在機動車道下，還需考慮道路結構層和行車荷載。

5）出線分支口的出線管需避免與道路兩側重力流管線的沖突。

6）由于給水管道在高點需要設置排氣閥，在低點需要設置排泥閥，且反復出現折點對于壓力流管道的水力條件不佳，因此，盡量保持管廊的平順性。

6 管廊節點設計

6.1 出線分支口設計

管廊分支口為綜合管廊重要節點，本項目沿相交道路及地塊中部適當距離設置管廊分支口，均采用直埋出線方式，以滿足各種管線的出線需求。

6.2 通風井

綜合艙、熱力艙每個通風分區一端為進風井和進風亭，另一端為排風井和排風亭。相鄰通風分區的通風井、風亭合建，在管廊頂板上設置夾層，預留通風孔口，每座通風井處均預留電氣控制箱、配電箱等放置空間。

6.3 進、排風亭

進、排風亭均采用低矮風亭，進、排風亭間距通過計算確定，一般不大于400 m。進、排風亭設置在道路綠化隔離帶或周邊綠地內。風亭采用水平防雨通風百葉。風亭百葉底部高出道路緣石0.3 m，以防止雨水倒灌。

6.4 逃生孔口

綜合管廊的事故人員逃生口結合通風井和分支節點設置，間距不大于200 m。出地面逃生井蓋尺寸為1 m×1 m，逃生井蓋設置電子監控系統。

6.5 吊裝口

綜合管廊內的管線安裝是在管廊主體建設工程完成之后進行，因此，需預留管道和設備的吊裝口，同時，吊裝口也是今后綜合管廊內管線維修、更新的投放口。管廊吊裝口通過管廊上設置夾層形式進行管道吊裝，設置間距不大于400 m。吊裝口設置頂部總吊裝口和夾層分吊裝口，其中，總吊裝口頂部通向在道路人行步道或綠化隔離帶內，分吊裝口設置在管廊夾層中板上。

6.6 人員出入口、分控室及分配電室

綜合管廊的人員出入口主要用于供管廊維護人員進入管廊進行維修、檢修、搶險。人員出入口間距不大于2 km，與地面相通。本項目人員出入口與分控室和分配電所合建。

7 排水系統

7.1 標識系統

為便于綜合管廊內部管線的分類管理、安全引導、警告警示而設置的銘牌或顏色標識。包括管廊導向標識、管線標識、設備運行標識及安全提示，一般根據后期管理的需要設置。

7.2 排水系統

在綜合管廊的低點設置集水坑及自動水位排水泵，在管廊底板單側或雙側設置排水明溝，并通過明溝將管廊內集水匯入集水坑，之后就近排入附近雨水井。縱坡隨管廊縱坡變化，且排水溝的縱向坡度不小于0.2%。潛水泵井壓力出水管穿出綜合管廊的構筑物結構后接入附近污水井，出水管端頭設置帶破壞真空的逆止閥，管道坡度根據檢查井位置現場找坡，坡度不小于1%。

除此之外，附屬系統還包括通風系統、照明系統、供電系統、逃生系統、消防系統、火災自動報警系統、有害氣體及環境監測系統、視頻監控及安防系統、井蓋監控系統、監控中心等，對于管廊功能的發揮具有重要作用，是管廊必不可少的組成部分。

8 結語

隨著我國綜合管廊建設的日益推進，采用綜合管廊使市政管線集約化，是城市現代化進程的必然趨勢。設計者們應該多向國內外優秀案例學習，吸收先進的設計理念，并結合不同地域現階段發展的特點和遠期規劃方向，根據項目的實際特征，充分考慮管廊的長期使用和管廊的需要進行細化、人性化設計。