综合管廊规范在实践应用中的体会和探讨

陈艳平，王 华，张 云

（1.广东省建筑设计研究院，广东 广州 516211；2.广州市公用事业规划设计院，广东 广州 510663）

0 引言

自2015年以来，综合管廊建设在国内各城市全面蓬勃开展。为适应建设需要，在规范[2]的基础上修编出版了新的综合管廊规范[1]。由于综合管廊的独特性，在我国大规模建设起步较晚，相关的投资、建设、运营、维护管理方面经验积累较少，而且综合管廊建设涉及部门多、专业范围广，规范尚存在规定不够明确、指导性不足的问题，本文结合具体专业内容进行初步探讨。

1 作用及效应组合

现行综合管廊规范[1]是在旧版规范[2]的基础上进行修编的。旧版规范规定综合管廊上的作用应符合国家现行标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）的规定。新版规范未明确采用这一说法，只是规定管廊结构上的作用分为永久作用和可变作用以及其代表值。新旧版规范均规定了常用材料及其制作件的自重可按国家现行标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。从相关条文可以看出，新旧版规范核心内涵均认为综合管廊上的作用及效应组合应按照建筑结构荷载规范执行。目前正在编制中的部分地方性规范或指引也是如此。

这一规定引起了争议，部分工程师认为尽管综合管廊结构一般不具备行车功能，在某些局部构造上也与建筑结构类似（比如管廊相交节点的梁、板、柱以及管廊与地下空间结合建设等情况），但管廊结构上的作用及其效应组合包括常用材料及其制作件的自重取值，应以交通行业规范为依据[比如《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）或《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）]，主要理由如下：

（1）综合管廊结构所处的荷载环境与交通行业的荷载环境基本相同。综合管廊基本上是随新建或改建的市政道路同步建设的，一般位于道路绿化带或车行道、非机动车道、人行道下方。管廊上的永久作用以结构自重和管廊覆土压力、侧土压力、地下水压力为主，可变作用以汽车荷载和人群荷载为主，其中汽车荷载通过覆土传递至管廊结构，是综合管廊建成后经常承受的主要可变作用，显然规范[3，7]更为适用。覆土压力主要是路基路面自重产生，同样的材料名称对应的自重取值在两种规范中是有明显差别的，比如对填土的自重取值，《建筑结构荷载规范》有较大的浮动区间（见表1）。而《公路桥涵设计通用规范》中所规定的路基路面材料自重取值也符合道路交通工程实际情况，也更为相关人员熟悉掌握。

（2）综合管廊结构设计使用年限和道路行业桥梁隧道结构设计使用年限相同。综合管廊结构设计使用年限为100 a，这一使用年限要求与交通行业设计规范[3，7]中的设计基准期要求是相对应的。《建筑结构荷载规范》确定可变荷载代表值时是采用50 a设计基准期，其对应的结构设计使用年限50 a，只有当所设计结构使用年限为100 a时，《建筑结构荷载规范》对楼面或屋面活荷载考虑了1.1的调整系数。从设计基准期和设计使用年限相对应的角度来讲，交通行业规范更为适用。

表1 不同规范材料自重取值对比

除作用及效应取值外，两套规范在荷载效应组合、结构承载力计算公式和裂缝宽度计算公式方面均有不同，考虑到综合管廊从业人员基本以交通行业为主，因此建议主要规范还是应以参考交通行业规范为主（监控中心等建筑结构另当别论）。

2 防火分区

防火分区是确保综合管廊内人员和管线安全的重要技术措施，综合管廊规范关于防火分区划分是在参考了国外相关标准和规范基础上制定的，原规范[2]规定综合管廊防火区间最大距离为200 m，修编后的规范[1]修正了原规范[2]一刀切的做法，只规定天然气管道舱及容纳电力电缆的舱室应每隔200 m采用耐火极限不低于3.0 h的不燃性墙体进行防火分隔，未对容纳其他类型管道舱室的防火间隔有明确规定。

图1 某综合管廊断面图

在某三舱管廊工程设计过程中（见图1），对于中间宽7.3 m，容纳原水管、给水管、中水管和通信电缆的舱室而言，没有明确的规范条文可供参考。如参照《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）中的地下建筑，防火分区的最大面积为500 m2（这类舱室火灾危险性较低，没必要设置自动灭火系统，也就无法按1 000 m2划分），则中间舱防火分隔间距为68.5 m，远比燃气舱和电力舱的防火分区密集（即使按地下设备用房1 000 m2计算，防火分区间距137 m，也远小于200 m），导致该类舱室火灾危险性更低而防火间隔却更密集的不合理现象。综合管廊和民用建筑有较大的不同，体现在以下几点：

（1）民用建筑常有大量人群聚集，如住宅、商场、写字楼等。综合管廊平常处于无人状态或偶有专业的巡检人员（得益于视频监控及未来智能巡检机器人的应用）。

（2）民用建筑常存储有大量物资并可能有一定数量的人员在从事生产（如仓库、厂房）。综合管廊常处于无人状态，且某些舱室主要是低火灾风险的给水、中水等管道。

为避免实施过程中的争议，建议根据综合管廊的特点，对类似上述的低火灾风险舱室的防火分区划分，在规范上给予一个相对宽松的量化区间。

3 自动灭火系统

旧版规范[2]规定管廊内可设置自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统或气体灭火等固定设施，修编后的规范[2]只针对容纳电力电缆的舱室，规定应或宜设置自动灭火系统，但对于采用何种类别的灭火系统并未明确。

灭火系统种类较多，主要有细水雾灭火系统、水喷雾灭火系统和超细干粉灭火系统、气体灭火系统等几种类别。水喷雾灭火系统与细水雾灭火系统灭火机理类似，都是通过冷却、窒息、冲击乳化和稀释等原理进行灭火，适用于A（表面火）、B、C及电气火灾，具有启动快、环保、可以净化火灾中的烟气、灭火效能高等优点，不同之处在于细水喷雾液体颗粒更细小，对管网材质、水材质要求更高，工程造价也更高。气体灭火系统是以化学气体为灭火剂，对于各类液体火灾、气体火灾及电器火灾均适用，具有灭火效率高、速度快、灭火后对物体不损坏、无污染、无痕迹等优点。但也有缺点，比如启动前需要疏散人员、对空间要求严格、易泄漏等。超细干粉灭火装置有突出优点，灭火效率高，对保护物无任何损害，其火灾损失基本为零，和气体灭火一样，超细干粉灭火剂可以长时间悬浮，并能绕过障碍物，散布到各个角落，以一种全淹没的方式灭火；缺点是影响人员逃生，悬浮颗粒易被人吸入。

由于均存在各自的优缺点，究竟适合采用何种类型自动灭火系统，目前也存在一定争议。超细干粉灭火系统由于无管网，初期投资不大，设计实施相对简单，目前各方采用较多。水喷雾灭火系统由于有水泵、消防水池和管网喷头等设施，系统比较复杂，初期投资相对较大，目前各方采用较少，但其维护检查工作量相对较小，全寿命费用也可能占据优势，也在部分综合管廊工程中得到采用。

建议更系统深入地研究管廊消防特点，针对不同情况提出适用的消防系统建议并体现在规范上，则能更好地指导工程建设。

4 支吊架

支吊架是综合管廊中安装和支撑电力、通信和其他小直径管道的结构，原规范[2]中对电（光）缆支架材料、荷载及性能指标等有规定，修编后的规范[1]取消了这些规定，只提及优先选用耐腐蚀的复合材料，并按照《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB 50168-2006）执行。然而实践中综合管廊建设更多采用先预埋后焊接的型钢支架或厂家生产的金属成品支架系统，且数量巨大。新规范和所引用的相关规范中有关支吊架的规定在应用于管廊设计时，存在参数和指标不够明确且针对性不足的问题，主要体现在以下方面：

（1）支吊架承受的作用及其效应不明确。主要体现在各类管道及套管重量参数没有统一取值，没有考虑缆线或管道施工时存在施工荷载的情况，导致各参建单位如供货商、设计单位及图纸审查单位、建设单位之间理解不一致，增大了统一协调难度。

（2）支吊架的使用寿命及耐久性相关要求不明确。目前市场主流的金属成品支吊架系统主要由预埋槽、挑臂及相关零配件组成。挑臂插入预埋槽并由螺栓安装固定，更换相对容易，但预埋槽埋设于管廊侧壁，难以更换。预埋槽使用寿命有必要和综合管廊主体结构同为100年，挑臂及其他可更换构件的使用寿命可以同为100年，也可以适当降低，目前规范均未明确。不同的使用寿命、不同的构件，其防腐处理是采用热浸锌防腐还是采用多层防腐体系，以及是否需要进行耐久性测试（比如盐雾测试）和防火测试，进行何种等级的测试也需要进一步研究明确。

（3）支吊架设计计算内容及控制指标参数不明确。除预埋槽和挑臂的强度、刚度和稳定性、螺栓的锚固力等质量控制的基本指标外，支架连接部位局部应力引起的变形也可能导致预埋槽的变形损坏、挑臂无法正常使用和更换。因此对连接部位局部应力和变形的控制值也是影响管道正常运行的重要指标。综合管廊基本位于道路下方，长期在悬挑承重条件下承受汽车荷载引起的振动，是否需要考虑长期动荷载引起的疲劳效应，也值得研究。新版规范[1]取消了原规范[2]对电缆支架的强度、刚度及稳定性的要求，取消了挠度允许值规定，而目前支吊架在综合管廊工程中的大规模应用要求我们对支吊架技术条件尽快完善。

5 结语

除上述提及的几点外，目前的规范在监控、智慧管廊、管廊人防方面均存在研究深度不足的问题，限于篇幅不再细究。综合上述，综合管廊作为一种集中收纳了各种市政专业管线的新型市政综合基础设施，在结构设计、支吊架设计、消防系统选择方面尚存在不同认识，鉴于综合管廊在我国大规模建设时间起步较晚，相关经验积累尚不足，为了更好地指导工程建设，建议有关部门组织进行深入研究，凝聚共识，进一步完善相关规范体系。

[1]GB 50838-2015，城市综合管廊工程技术规范[S].

[2]GB 50838-2012，城市综合管廊工程技术规范[S].

[3]JTG D60-2015，公路桥涵设计通用规范[S].

[4]GB 50009-2012，建筑结构荷载规范[S].

[5]GB 50168-2006，电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[S].

[6]GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[S].

[7]CJJ 11-2011，城市桥梁设计规范[S].

[8]GB 50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[9]DL/T 5484-2013，电力电缆隧道设计规程[S].

[10]GB 50217-2007，电力工程电缆设计规范[S].