华东某市地下综合管廊总体规划设计分析

杨 杰 刘 猛

(1.皖西学院建筑与土木工程学院，安徽 六安 237012；2.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，合肥 230088)

地下综合管廊是我国新型城市市政基础设施现代化的重要标志之一[1-2]，其对提升城区环境品质与管理水平将起到良好的推动作用。为贯彻落实《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27号)及《国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》(国办发〔2015〕61号)的文件精神，华东某市在市政配套工程建设中引入综合管廊地下综合管线建设与管理的理念，对该市近期及远期的综合管廊工程进行规划与设计。

1 工程概况

华东某市是“国家级园林城市”与“水环境治理优秀范例城市”，城市土地资源较为紧张，地下空间资源开发有限。参考该市城市总体规划，结合区域功能定位、旧城改造、道路网规划等，城市地下综合管廊工程规划建设范围主要包括：中心城区120 km2和东部新城核心区40 km2。近期规划年限为2017—2020年，重点建设城中区与城东区：大别山路、长安路、佛子岭路、磨子潭路、将军路段；城北区的新城大道、梅山北路及河西区西环路段综合管廊。远期规划年限为2021—2030年，拟于中心城区与东部新城核心区建设和平路、前进路、朝阳路、繁华路段等综合管廊。通过以上管廊工程建设，在各区域内将分别形成“三横六纵”、“口”字型、“田”字型及“三横一纵”的干支混合型管廊系统，最大限度发挥综合管廊的经济效益。工程总体布置如图1所示。

2 收纳管线分析

2.1 常规管线入廊

供水管道纳入城市地下综合管廊，可以避免管道的施工破坏、地面沉降或管道腐蚀等造成的爆管现象，有利于管线的安全运行和维护。因此，该市综合管廊将纳入给水管道并预留中水管道。此外，管廊内设计相应的报警装置及应对措施，可根据集水坑内液位、爆管检测专用液位开关等信号迅速侦测供水管运行情况[3]，并在事故发生时及时采取关闭事故管道阀门、减压供水等措施来减小事故水量。

电力电缆进入管廊既有现实迫切的要求，又具有相应规范[4]的依据，应该纳入综合管廊。电力电缆能够与非高温的水、气和通信电缆同舱布置，不能与易燃易爆气体或液体同舱布置。另外，为解决电力电缆通风降温、防火防灾等主要问题，管网内应配备高温报警、通风及消防等附属系统。

通信管线敷设方式主要采用架空或直埋。架空敷设方式造价较低，但影响城市景观，而且安全性能较差，正逐步被直埋敷设方式所替代。通信管线纳入综合管廊需要解决信号干扰、防火防灾等技术问题，光纤管道的抗干扰性正使其日益普及，而解决通信电缆防火防灾的方法基本与电力电缆相同。

图1 华东某市地下综合管廊总体布置示意图

供热管道进入地下综合管廊并无技术上的问题，需要考虑的是这类管道的外包尺寸较大，入廊时要占用相当大的有效空间，对管廊工程的造价影响明显。此外，由于供热管道会在正常运行过程中引起周围环境温度的升高，不利于电力电缆的安全运行，因此，供热管道不可与电力电缆同舱敷设。

2.2 雨污水管线入廊

城市市政排水主要为雨水管线与污水管线。雨水为重力流，管道按一定坡度埋设，埋深一般较深，其对管材的要求较低；另外，雨水管道管径较大，排放大颗粒物质较多，基本就近排入水体，一般不进入综合管廊。污水管道同样为重力流，坡度和埋深要求同雨水相近；另外污水管对管材渗漏要求较高，同时污水管的管线接入口较多，且还需设置相应的通气系统等[5]。目前，污水管线纳入综合管廊建设的工程较少。

排水管线纳入综合管廊虽然存在诸多弊端，但其优点也显而易见，尤其在多种市政管线运行维护管理与管道更新频繁、道路反复开挖方面更具优势。因此，可以通过相应的技术措施实现排水入廊，如设置供人员维修的专业检查井；在防火分区内设置一定数量的通风设施，保证管廊内空气正常流通；根据坡度要求增设部分提升泵站；对污水管道产生的CH4与H2S等有害气体进行监测，并设置相应的湿度、温度、有害气体监测报警装置等[6-7]。通过分析排水管线入廊要求，确定该市仅在城北区个别路段将雨水箱涵与综合管廊合建，其余区域结合道路坡度与雨污水重力流方向，选取合适路段谨慎入廊。

2.3 燃气管线入廊

对燃气管线进入地下综合管廊有一定安全方面的担忧[8]。在燃气管道入廊时，需严格要求分舱独立敷设，在提高通风及检测要求的同时也增加了工程的直接投资，但燃气管线入廊能够提高管线自身的安全性，具有较多的需求。依据国家规范[4]，燃气管线入廊必须单舱设置。综合考虑燃气管线入廊的安全性、经济性等因素，结合该市实际情况，确定在城北区和东部新城核心区的部分路段纳入燃气管线。

2.4 规划路段入廊管线确定

根据分析，该市综合管廊中涉及的市政管线类型主要有给水(中水)、电力、燃气、通信、热力管线及雨水箱涵等。即在一般道路入廊的管线包括：给水管线(中水管线)、电力线缆、通信线缆、热力管线；在新城大道路段增设雨水箱涵；在梅山北路、前进路及和平路段，除常规管线外增设燃气管线。

3 断面选型

3.1 标准断面设计

确定地下综合管廊断面形式，要考虑综合管廊的施工情况及纳入的管线种类与数量[9]。本工程基本不穿越停航的河流和地铁，施工将以明挖为主，因此综合管廊采用矩形断面。根据各管线所需的空间、维护及管理通道、作业空间以及照明、通风、排水等设施所需空间，并综合考虑各特殊部位结构形式、分支走向配置、设置点地质状况、沿线状况、周围建设物、交通施工条件等作经济合理的管廊断面设计。

华东某市管廊工程标准断面设计主要包括以下几种类型：

(1) 单舱综合管廊。当管廊纳入给水管道(中水管道)、10 kV电力线缆及通信线缆时，拟采用单舱综合管廊标准断面，其仅包含1个综合舱。根据纳入管线数量及尺寸可将其又分为A型和B型。综合舱断面净空尺寸为：A型，3.0 m×3.5 m；B型，2.5 m×3.5 m，管廊内预留宽约1 m的人行检修通道。舱内管线布置如图2所示。

图2 单舱综合管廊标准断面布置

(2) 双舱综合管廊。当管廊纳入给水管道(中水管道)、热力管道、110 kV(220 kV)电力线缆、10 kV电力线缆及通信线缆时，拟采用双舱综合管廊标准断面，其包含1个综合舱及1个电力舱或高压电力舱室。根据纳入管线数量及尺寸可将其又分为A型、B型和C型。其断面净空尺寸为：A型，5.7 m×3.5 m；B型，6.0 m×3.5 m；C型，5.2 m×3.5 m。在A、B型管廊断面中，综合舱包括通信、10 kV电力线缆、给水管道(中水管道)，高压电力舱内主要布置110 kV(220 kV)高压电缆；在C型管廊断面中，综合舱包括给水管道(中水管道)、热力管道，电力舱内主要布置通信、10 kV电力线缆。双舱综合管廊标准断面布置见图3。

(3) 三舱综合管廊。当管廊纳入给水管道(中水管道)、热力管道、10 kV电力线缆、通信线缆、燃气管道及雨水管道，且管廊埋设较浅时，拟采用三舱综合管廊标准断面(A型与B型)，包含1个电力舱、1个综合舱及 1个雨水舱(或燃气舱)。电力舱包括通信、10 kV电力线缆、给水管道，断面净空尺寸为2.2 m×3.5 m；综合舱包括给水管道(中水管道)、热力管道，断面净空尺寸为3.0 m×3.5 m；雨水舱或燃气舱布置于综合舱侧面，A型断面净尺寸为4.0 m×3.5 m，B型断面净尺寸为1.6 m×2.4 m。三舱综合管廊标准断面布置如图4所示。

根据华东某市城市规划相关资料，该市在规划期内共建设综合管廊 43.7 km，其中近期建设长度为 19.1 km，远期建设长度为 24.6 km。片区内各道路综合管廊建设所采用的管廊形式、管廊长度以及断面选型详见表1、表2。

3.2 位置设计

影响地下综合管廊在道路剖面位置的关键因素是埋深，主要考虑：管网上部绿化种植的覆土厚度要求；管网与横穿道路的排水管线以及其他市政管线的交叉关系；轨道交通、管网附属设施如通风口、投料口设置时人员操作及设备安装等所需要的空间；自重压重抗浮的覆土厚度要求及冻土深度。根据规划片区内的市政管线资料，横穿道路的预留管的埋深一般为 2 m左右，本工程地下综合管廊埋深确定为顶板上覆土不少于2.5 m；管廊布置于道路一侧的绿化带、人行道下方，拟将管廊所需通风口、投料口等设施布置于道路绿化带中，减少其对于道路景观的影响。道路综合管廊布置断面如图5所示。

图3 双舱综合管廊标准断面布置

4 配套及附属工程

4.1 配套工程

为了对综合管廊各类设备进行控制和供配电，以及为管廊工作人员提供办公场所，管廊内部需设置控制中心。该市在规划期内共设置1个市级控制中心与4个区级控制中心。通过控制中心可以对管廊内各区段的建筑状况、排水泵、通风装置、照明设备、火灾报警设备以及非法入侵等各种视频图像和报警信号等实时显示和控制。

表1 近期各道路综合管廊断面选型(2017—2020年)

表2 远期各道路综合管廊断面选型(2021—2030年)

此外，综合管廊设计有通风口、投料口与引出口等配套设施。通风口的设置可以保证管廊内部空气流通，同时作为园林城市，各综合管廊通风布置应与景观环境相协调，并采取防水淹、防异物入侵措施；投料口主要为满足管廊内管线安装、维修及更新的需求，同时兼具让管廊自然进风的功能，管廊沿线一般不超过400 m需设置1个投料口；另外，根据地块需求，综合管廊每隔一定距离设置管线引出口，其间距一般不超过200 m，引出口应预埋电力及通信套管至两侧道路的红线边并设置手井等。

图4 三舱综合管廊标准断面布置

图5 道路综合管廊布置断面示意图

综合管廊附属设施主要包括消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、监控与报警系统、排水系统及标识系统等。消防系统是管廊附属工程的重点，常用的类型包括热气溶胶灭火系统、水喷雾系统、高压细水雾系统等，本工程规划设计采用热气溶胶灭火系统；管廊监控设备、应急照明为二级负荷，需设2路电源供电，每条道路上间隔1.5～2.0 km布设1座分变电所；管廊监控及报警系统包括设备监控系统、现场检测仪表、安防系统、电话系统、火灾报警系统等，其通过以太网交换机与火灾报警系统联网；此外，在管廊局部低洼点(倒虹、管道交叉)等适当部位设置集水坑，集水坑内设一定数量排水泵，排水管接出综合管廊后就近接入道路雨水系统。为便于综合管廊的管理，并保障管廊内管线的可靠运行，管廊内设置的标注系统主要包括指南标识、识别标识、引导标识、警示标识等。

5 结 语

(1) 设计管廊断面为单舱、双舱及三舱等管廊剖面形式，从而适应常规管线与雨、污水及燃气等特殊管线类型入廊的差异。

(2) 设计污水管线入廊应考虑污水支管的接入方式、通气管及污水检查井的设置方式，应增设提污水升泵站，减少管廊埋深，减少运行污水管道淤积与清洗方式，增大排水管径与减小坡度等；此外，对工程中雨水管线的入廊，除了从管径、坡度、埋深等方面着手外，着重考虑如何结合海绵城市理念，发挥雨水管廊的调蓄减排作用，使雨水舱的建设成为城市的“海绵管廊”。

(3) 综合管廊工程的建设需要与地方实际，工程的规划设计应满足市政管网建设发展需求与城市相关基础设施建设及实际地形特点；同时应探讨工程的投资运行模式并分析其经济效果，避免“百年工程”的盲目建设，以便寻求工程技术可行与工程造价的合理平衡。