城市地下综合管廊工程设计要点探讨

陈海军

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)

2015年国务院办公厅下发《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》，明确提出要全面推动地下综合管廊建设；到2020年，建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营，使得反复开挖地面的“马路拉链”问题得到明显改善，使得管线安全水平和防灾抗灾能力明显提升；逐步消除主要街道蜘蛛网式架空线，城市地面景观明显好转[1]。同期，发改委、工信部、科技部等8部门联合印发了关于促进智慧城市健康发展的指导意见，提出了促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。其中，地下综合管廊建设也明确纳入智慧城市建设综合规划中。在2015年财政部和住建部确定的10个试点城市的基础上，2016年中央财政支持地下综合管廊增加试点范围，分别是石家庄、四平、杭州、合肥、平潭综合试验区、景德镇、威海、青岛、郑州、广州、南宁、成都、保山、海东和银川[2]，从政府层面高度重视地下综合管廊的建设。

在这样的建设大背景下，笔者有幸参与到试点城市郑州市的综合管廊工程建设。

1 工程概况

地下综合管廊就是地下管线的走廊，其最主要功能是经统一规划布局，统筹考虑，将各种地下管线纳入这条廊道内。综合管廊建设不仅可以解决路面反复开挖、架空线网密集、管线事故频发等问题，还可以保障城市安全、提升城市景观，促进城市的转型发展，是近年来最重要的基建工程之一。

郑州航空港综合管廊工程主要包括地下综合管廊1条及监控中心1座。敷设管廊的道路为东西向主干路，规划道路红线宽60 m，两侧绿线30 m控制，正在实施。路下共规划给水、雨水、污水、电力、通讯、热力、燃气、中水等8种常用管线。规划综合管廊长度约2.8 km。

2 与规划的契合性

规范[3]规定，城市综合管廊工程建设应以综合管廊工程规划为依据。综合管廊系统设计应重视近期建设规划，并应考虑远景发展的需要。因此，与城市整体规划的契合性是地下综合管廊工程设计的第一要点。

综合管廊设计首先要遵循城市的总体规划，其次要与管廊规划相吻合。本工程所处区域为城市待开发区，既有控制点相对较少，几乎全部受规划控制。这种情况下，与规划的契合性高低就显得尤为重要。由于片区各种工程建设都在同步推进，规划的引领和指导作用更为突出。

2.1 管廊管线规划

根据城市总体规划和片区管廊规划，工程所在道路下规划综合管廊1条，市政管线8类，分别为污水管、电力线、燃气管、给水管、通信线、热力管道、雨水管道、中水管等，统计详见表1。

2.2 入廊管线分析

规范[3]规定，给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线可纳入综合管廊。本工程规划基本涵盖了上述所有管线，需要对其是否入廊进行分析，具体见表2。

表1 各类规划市政管线统计

表2 规划市政管线入廊分析

管线入廊应根据管线材质、输送介质和运行风险等因素综合考虑，可参照以下原则：

1)重力流管道因受到坡度接入、引出高程的制约，需慎重考虑入廊；

2)入廊管道、管线的材质应严格把关，需不燃或阻燃；

3)对易燃易爆、发热的管道应严肃对待；

4)需考虑各种管线布局方便的同时节省空间。

结合对上述各种管线的入廊需求进行分析，并通过与规划的对接，除雨水管因容量不易把控，采用直埋外，其余管线均纳入综合管廊内。

2.3 管廊类型确定

地下综合管廊根据等级可分为干线综合管廊、支线综合管廊及缆线综合管廊。干线综合管廊用于收纳城市主干工程管线，采用独立分舱的形式，但不直接为周边用户提供服务，一般埋在机动车道或绿化带下。支线综合管廊用于收纳城市配给工程管线，采用单舱或双舱的形式，可直接为周边用户提供服务，一般埋在非机动车道、人行道或绿化带下。缆线综合管廊用于收纳电力电缆和通信电缆，一般采用浅埋沟道的方式设于人行道下，但其内部空间不能满足人员正常通行需求[4]。敷设位置如图1所示。

图1 综合管廊分类敷设示意

根据舱室多少可将综合管廊分为单舱综合管廊和双舱或多舱综合管廊，每个舱室中都要预留检修道。

本工程位于城市待开发区，且入廊管线众多，等级较高，需做长远考虑，并适当预留条件，故定位于干线综合管廊，拟采用多舱布置形式。

3 总体设计

地下综合管廊设计特别强调各专业之间的协调性，各专业都是以总体设计为主要指导。总体设计对于管廊标准横断面的确定、平面走向、纵断面布置等具有提纲挈领的作用，是管廊设计的又一要点。

3.1 横断面的确定

3.1.1 断面形式

综合管廊横断面形式根据容纳管道的性质、容量、地质、地形及施工方法可分为圆形、箱形、马蹄形等断面形式[5]。一般情况下，分别对应盾构法、明挖法、矿山法等不同工法。本工程周边现状控制因素少，以规划控制，故确定采用明挖法施做，断面为箱型结构，便于施工。工法比选不再赘述。

由于管廊内部净高不宜小于2.4 m，因此考虑各种容纳管线的规格、数量、安装要求等，并预留一定的富余量，净高最终确定为3.0 m。

3.1.2 分舱设计

根据前述对入廊管线的分析，考虑各种管线间入廊的相容性和排斥性，同时尽量合理进行空间布局，避免浪费。确定10 kV电力线、通信线、给水管、中水管等合舱建设，为综合舱；热力管道单独1舱建设，为热力舱；天然气管道单独1舱建设，为燃气舱；污水管道单独1舱建设，为污水舱。其中燃气舱的人员出入、物料运输及消防逃生等系统均与其他舱分开独立设置。

综合舱：给水、中水管道和电力线、通信线同舱布置，为减少强弱电之间的电磁干扰，舱内分侧布置电力桥架及通信排架，给水和中水管落地布置于支墩上。

热力舱：单独设舱，落地布置。主要考虑热力干线管道散热对电力、电信、给水等管道的不利影响。

燃气舱：考虑燃气管道对消防、防毒、防爆、安全通行等要求较高，且不得与电力电缆同舱敷设，故本设计采取天然气管线单独分舱设置。

污水舱：结合污水舱特有的节点，如通气、检查井的设置不应影响其他舱室，单独设舱。为便于重力流周边支管的接入，污水舱设置在最外侧[6]，同时为调节坡度之便，采用吊架布设。

满足各种管道与结构的净距要求、设置检修通道后，标准断面结构外包尺寸为11.85 m×3.7 m，分舱布置详见图2。

3.2 平面设计

作为干线综合管廊，宜设在机动车道或绿化带下。本工程所处规划道路为城市主干路，规划道路红线宽60 m，两侧绿带各宽30 m，具备设在绿化带下的条件。其整体走向与道路走向应保持一致，为便于使用，综合管廊布置在道路两侧地块对公用管线需求量大的一侧北侧，相对关系见图3。

图2 综合管廊标准横断面(单位:mm)

图3 综合管廊与道路相对关系(单位:m)

3.3 纵断面设计

纵断面主要考虑以下因素：

1)最小坡度和最大坡度要求。最小坡度应满足重力流管线要求，最大不宜超过10%，当超过10%时，应在人员检修道设置台阶；

2)覆土厚度需考虑抗浮、绿化种植等要求，通常不小于1.5 m；

3)纵断面设计与道路纵断面应基本一致，在穿越路口处，为避免与重力流管道冲突，采取局部下卧或上抬的形式通过。

考虑管道安装运输、运营期间检修方便，不设台阶，最大坡度确定为10%。由于本工程位于绿化带下，有种植要求，结合出线井的设置，标准段最小覆土按 2 m控制。路口相交处，交叉管线采用立交形式，减少两者相互干扰，管廊结构做下沉处理，避让雨水管和污水管，明挖法施工时管线与廊体净距需满足表3要求[7]。

表3 综合管廊与相邻地下构筑物的最小净距要求

4 监控中心

规范[3]规定，综合管廊应设置监控中心。监控中心作为整个地区地下管廊的监控和管理中枢，负责整个综合管廊的运行管理及监控。监控中心的设计要点是功能定位及选址。

4.1 功能定位

监控中心近期和远期的监控范围决定监控中心的建筑规模，所以首先要清晰功能定位，明确监控范围。在明确监控范围的前提下，监控中心可一次建成，也可以预留后期扩建条件。

4.2 选址

监控中心选址以方便对管廊监控为原则，同时符合城市规划。有条件时应和其他市政建筑物合建，节约投资。

由于管廊远期规划的不确定性，以及周边市政设施还未开始建设，本工程监控中心建筑规模按满足当前需求考虑。位置设于管廊附近两交叉路口旁绿化带内，地上2层结构，同时退道路红线30 m。如此,不仅具备后期扩建的条件，也易于景观设计。

5 其他设计要点

5.1 节点设计

干线综合管廊为等级最高的综合管廊，吊装口、逃生口、通风口、人员出入口、端头井及管线出线口等均需设置。为减小节点设计规模及数量，结合防火分区的划分，在满足使用功能的前提下，各节点应尽量合并设置。

5.2 附属设施设计

为保证综合管廊的正常安全运营，消防系统、通风系统、供电与照明系统、监控与报警系统、排水系统、标识系统等附属设施配置必不可少，应认真对待。

5.3 结构设计

结构是管廊的主体，其设计与地质情况、断面形式、施工工法等息息相关，需重点考虑。

6 结语

随着基础建设规模的不断扩大和人们环保意识的日益提高，综合管廊的建设正在迅猛推进。采用综合管廊使市政管线集约化，是城市现代化进程的必然趋势。设计作为工程建设的源头，其重要性不言而喻。文章中所探讨的关于综合管廊的设计要点，均是在设计过程中会遇到的内容，尤其与规划契合性和总体设计，分别是管廊设计的前提和纲领，必须加以重视。

[1]国务院办公厅.国办发[2015]61号 关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见[Z].北京:国务院办公厅，2015.

[2]财政部办公厅，住房城乡建设部办公厅.财办建[2016]21号关于开展2016年中央财政支持地下综合管廊试点工作的通知[Z].北京：财政部办公厅，住房城乡建设部办公厅，2016.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50838—2015 城市综合管廊工程技术规范[S].北京:中国计划出版社,2015.

[4]卜令方,汪明元,金忠良，等.我国城市综合管廊建设现状及展望[J].中国给水排水,2016,32(22)：57-62.

[5]杨新乾.共同管道工程[M].台北:詹氏书局,1998.

[6]王中柱.浅议污水管线纳入综合管廊的相关设计[J].城市道桥与防洪,2016(12)：100-104.

[7]刘治宝.复杂地层条件下地铁隧道下穿管廓工程的风险评估与控制措施[J].铁道建筑,2014,54(6):98-100.