综合管廊总体设计标准化探索

彭 涛

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

综合管廊工程的特点是涉及的市政管线种类繁多、与道路等其他基础设施关系复杂，在缺乏统一标准的前提下，往往出现综合管廊方案五花八门的情况，既耗费了大量资源，增加了工程投资，也不利于下游相关产业和配套设备等的标准化、产业化，限制了综合管廊建设事业的发展。目前国内仅部分地方省、市颁布了建设技术导则和标准图集，国家层面的综合管廊建设标准体系尚不完善，综合管廊建设可参考的指南、标准、规范较匮乏。因此开展综合管廊总体设计的标准化研究显得尤为必要。

1 总体设计标准化研究

1.1 标准断面标准化设计

1.1.1 布置原则

综合管廊的标准断面布置主要需解决以下问题：舱室数量、舱室大小、舱室布置形式。

（1）综合管廊标准断面的舱室数量主要由纳入管线的种类确定。

a.对于国家标准《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838—2015）中规定的不能相容的管线的特殊要求应严格遵守，如天然气舱应在独立舱室内敷设等。

b.对于各类市政管线行业内或地方上有特殊敷设规定的，如高压电力电缆等，标准断面布置时应做好方案比选工作，在技术方案可行、经济条件合适的前提下尽量满足。

（2）综合管廊标准断面舱室的尺寸要根据容纳管线的规模及各类管线安装、检修、维护作业所需要的空间要求确定。

a.进入综合管廊内的管线主要有缆线和管道两种形式：缆线包括各类电压等级的电力电缆和各类运营商的通信光缆；管道主要包括各类给水、中水、再生水、热水等管道。一般情况下，缆线主要采用支架桥架系统敷设，管道主要采用支墩或支架的形式敷设。

对于采用支架桥架系统安装的电力电缆，其支架托臂间距应根据《电力工程电缆设计标准》（GB 50217—2018）确定。

对于采用支架或支墩安装的管道，其安装净距宜满足图1、表1的要求。

b.为满足管线的检修、运输、安装等要求，综合管廊的内部空间还需要满足如下要求：

综合管廊净高不宜小于2.4 m。

综合管廊内两侧设置支架或管道时，检修管道净宽不宜小于1.0 m；单侧设置支架或管道时，检修通道净宽不宜小于0.9 m。配备检修车的综合管廊检修通道宽度不宜小于2.2 m。

图1 管道安装净距图例（单位：mm）

表1 综合管廊的管道安装净距mm

（3）综合管廊标准断面舱室布置形式需要结合多种因素综合确定。

a.综合管廊各个舱室一般采用平铺并列的形式，当受到道路条件限制时，可将各舱室上下叠放。

b.当各舱室采用平铺并列的布置时，宜将引出少、转弯半径要求大的管线、管道布置在中间舱室，需要频繁引出、转弯半径要求小的管线及管道布置在两侧舱室，排水管线宜布置在两侧舱室。

c.当各舱室采用上下叠放的布置形式时，宜将高压电力缆线、信息缆线、天然气管道等管线布置在上层，将排水、给水等管道布置在下层。

d.各舱室位置的布置，还应该考虑到综合管廊在道路下方的位置，宜将管径较大或投料难度大的舱室布置在人行道或绿化带一侧。

1.1.2 标准化设计

综合管廊单舱断面是其他多舱断面的基础组成形式，故先进行单舱断面标准化设计研究。

（1）纳入中低压电力电缆、信息缆线、给水、中水管线。布置形式如图2所示，其断面尺寸根据纳入管线规模的变化而不同，推荐其断面宽度以400 mm、断面高度以300 mm为模数进行调整，以适应管廊内管道的检修、安装及运维需求（见表2）。

图2 单舱综合管廊标准断面（一）（单位：mm）

表2 单舱综合管廊舱室尺寸选用表（一）mm

（2）纳入110 kV/220 kV高压电力电缆。根据高压电力支架的竖向间距和长度确定综合管廊标准断面的净尺寸，布置形式按图3选用。其适用纳入管线规模及舱室断面尺寸见表3，断面调整模数分别为宽度400 mm、高度300 mm。

图3 单舱综合管廊标准断面（二）（单位：mm）

（3）纳入天然气管线。天然气管线需单舱敷设，舱室断面尺寸根据天然气管径大小进行调整，布置形式可按图4选用。适用纳入管线的规模和舱室断面尺寸见表4，断面宽度和高度的变化模数分别为200 mm和300 mm。

（4）纳入热力管线。规范规定当热力管道采用蒸汽介质时应在独立舱室内敷设，热力管道不应与电力电缆同舱敷，故存在热力管道需采用单舱敷设的情况。热力管道单舱敷设时有两种形式：热力管道上下叠放和热力管道两侧平敷。

表3 单舱综合管廊舱室尺寸选用表（二）mm

图4 单舱综合管廊标准断面（三）（单位：mm）

表4 单舱综合管廊舱室尺寸选用表（三）mm

a.当热力管管径小于DN 800时，热力管可上下叠放，断面布置形式如图5所示。适用的管线规模及舱室断面尺寸见表5，断面调整模数分别为宽度400 mm、高度300 mm。

图5 单舱综合管廊标准断面（四）（单位：mm）

表5 单舱综合管廊舱室尺寸选用表（四）mm

b.当热力管管径不小于DN800时，热力管一般在两侧平铺，断面布置形式如图6所示。适用的管线规模及舱室断面尺寸见表6，断面调整模数分别为宽度400 mm、高度300 mm。

图6 单舱综合管廊标准断面（五）（单位：mm）

表6 单舱综合管廊舱室尺寸选用表（五）mm

1.2 平面及纵断面的标准化设计

1.2.1 平面标准化设计

1.2.1.1 设计原则

平面设计主要是管廊平面布局、管廊各功能节点定位，并反映与现状或规划建（构）筑物、道路及相关设施的相互关系。布置原则如下：

（1）根据道路、管线及附属设施的情况确定管廊在道路下的平面位置。对规划新建道路，管廊平面布置应采取平面协调、避让等有效措施处理与沿途拟建障碍物的关系。对现状道路，建设过程中如遇不能废除的管线或建构筑物等设施，平面应采取避让，并对既有设施进行保护。

（2）根据综合管廊的自身情况确定管廊各舱室在道路下的位置。管廊适宜布置在道路绿化带下方，各种功能性节点可以利用绿化带直通管廊底部。对于绿化带较窄的道路，宜优先将管径大、下料困难的管线舱室布置在绿化带下方。对于无绿化带的道路，宜优先将综合管廊布置在非机动车道、人行道下方。

综合管廊的平面布置还应遵循规范规定的其他要求。

1.2.1.2标准化设计

平面布置设计主要解决以下问题：

（1）管廊在道路下的平面位置。综合管廊是道路下的附属设施，应布置在道路红线或绿线范围内。

a.当道路规划有较宽绿化带时，综合管廊优先布置在绿化带内。

b.当道路绿化带较窄时，宜优先将管径大、下料困难的管线舱室布置在绿化带下方。

c.当道路无绿化带或绿化带规划有高架桥、轨道交通时，综合管廊宜布置在人行道或非机动车道下方。

（2）管廊各功能节点的布置位置。综合管廊内需设置通风、供电、监控、消防及排水等附属设施，通过设置各类节点满足以上设施的安装与运行。且管廊内的管线需要引入引出及维修更换等，也通过各种功能性节点实现。

（3）管廊与其他构筑物或管线的关系。为准确表示综合管廊本体及与其他构筑物或管线的关系，平面图中应包括并不限于以下内容：

a.拟建或规划道路平面布置图。

b.现状管线在道路下的布置图。

c.现状地形图。

d.拟建或现状道路附属工程或其他构筑物，如人行地道、天桥、地铁及其附属构筑物等的平面位置，并注明管廊与其关系。

e.综合管廊起止范围线。

f.附属设施节点功能标注。

g.关键定位位置坐标标示。

1.2.2 纵断面标准化设计

1.2.2.1 设计原则

纵断面设计主要是确定管廊纵向高程的定位、覆土厚度等参数，以及与地下复杂现状构筑物、管线等的位置关系，避免产生竖向冲突，并明确综合管廊每个防火分区的集水坑位置。布置原则如下：

（1）管廊覆土厚度。主要由以下因素确定：

a.管廊抗浮需要。

b.管廊节点布置需要。

c.管廊顶绿化种植需要。

d.一般相交管线的埋置深度。

e.寒冷地区还要考虑冻土深度影响。

根据以上原则确定的覆土厚度一般在2.5～3 m。

（2）综合管廊纵向坡度。一般与道路坡度一致，应满足纵向排水最小坡度要求，满足各管线的最小弯曲半径要求，同时还应满足人员通行要求。当坡度超过10%时应在人员通道部位设置防滑地坪或台阶。

（3）综合管廊与相交构筑物或管线关系。综合管廊在竖向上与重要的地下构筑物或重力流管线发生冲突时，应采取倒虹避让的措施，规范对综合管廊与相邻地下构筑物或管线的最小净距要求见表7。

表7 综合管廊与相邻地下构筑物的最小净距

（4）综合管廊与河道的竖向关系。综合管廊穿越河道时应选择在河床稳定的河段，最小覆土深度应满足河道整治和综合管廊安全运行需求，并应符合下列规定：

a.在Ⅰ～Ⅴ级航道下面敷设时，顶部高程应在远期规划航道底高程2.0 m以下。

b.在Ⅵ、Ⅶ级航道下面敷设时，顶部高程应在远期规划航道底高程1.0 m以下。

c.在其他河道下面敷设时，顶部高程应在河道底设计高程1.0 m以下。

1.2.2.2 标准化设计

纵断面布置图中应包括并不限于以下内容：

（1）双向比例尺、高程系标尺。

（2）里程桩号标尺。

（3）上部地面设计高程线。

（4）现状地面高程线。

（5）管廊覆土厚度。

（6）管廊上下顶板高程线。

（7）管廊纵坡及相应长度。

（8）附属设施节点功能标注。

（9）管廊所避让构筑物、管线的位置示意、标高标注。

（10）集水坑布置等。

典型的纵断面布置设计图如图7所示。

1.3 功能性节点的标准化设计

1.3.1 设计原则

功能性节点主要指为了满足管廊内通风、配电、监控、消防等附属功能要求以及为了实现管线的引入引出、检修运维而设置的一些不同于标准断面的特殊节点，主要包括吊装口、进风口、排风口、管线分支口等。《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838—2015）中对功能性节点的设置有如下规定：

（1）每个舱室应设置人员出入口、逃生口、吊装口、进风口、排风口、管线分支口等。

（2）人员出入口、逃生口、吊装口、进风口、排风口等露出地面的构筑物应满足城市防洪要求，并应采取防止地面水倒灌及小动物进入的措施。

（3）人员出入口宜与逃生口、吊装口、进风口结合设置，且不应少于2个。

图7 典型纵断面布置设计图

1.3.2 标准化设计

节点的设计在规范规定的前提要求下，以满足附属系统稳定、可靠运行为首要目标，并尽量简洁、经济合理。以下对常见典型节点标准化设计进行归纳。

1.3.2.1 通风口

通风口主要功能为保障综合管廊通风风机及其附属设施的安装及运行，还可以兼具配电、监控系统的设备间及人员逃生口的功能。

通风口一般利用综合管廊上部覆土空间，以夹层的形式布置，为全地下式结构，仅通风格栅等露出地面。

通风口各个区域的面积大小应由各类设备所占空间决定：通风机房的面积应能满足风机、风管的安装需要，并预留人员检修逃生、设备更换的空间；配电间的面积应能满足电气设备的安装、检修需要；风井及露出地面格栅部分的面积应能满足通风功能的需要，且应采取可靠措施避免道路雨水倒灌。

1.3.2.2 吊装口

吊装口主要功能是满足各类管线及其附属构件安装、运维时进出管廊的需要，还可以兼顾人员逃生口的功能。

为使得吊装路线简短，吊装口一般也利用管廊上部覆土空间，以夹层的形式布置，为全地下式结构，仅吊装的口部露出地面便于开启。

吊装口尺寸由管线单元及其附属构件的尺寸决定，特别是对于刚性管件的吊装口，在长度方向上要满足管件单元（附属构件）的进入要求（如给水管线管节长度一般为6 m，天然气、热力管线管节长度一般为12 m），在宽度方向上要满足管件管径的最小要求，特别需要注意管件附属构件（如阀门、伸缩节等）的尺寸一般比管径要大的情况，需留足吊装口空间。

1.3.2.3 管线分支口

管线分支口主要功能是满足各类管线引入引出的需要。

管线分支口处引入引出的管线规模应根据管线单位的需求确定，考虑适当预留但也要避免浪费。管线分支口内部空间应能满足各类管线在管廊内转弯半径的需求。

管线分支口过路既可以采用排管，也可以采用支廊的形式。当采用排管形式时，应在管廊外壁上预埋定型防水套管或防水组件。

1.3.2.4 交叉口

交叉口特指两条管廊相交处，满足管廊内各个舱室管线互相连通、人员互相通行的功能性节点。

管廊交叉口一般为上下叠交的形式，其内部尺寸应满足管廊内部管线转弯半径以及人员通行的需求，其上下层之间各类洞口应采用防火盖板封闭，盖板上预留穿线位置。

2 工程案例分析

以下通过一个案例，分析在不同规模的管线需求下综合管廊的标准断面标准化选型设计。

某综合管廊工程拟纳入管线种类及规模见表8。

表8 某工程入廊管线种类及规模

根据规范规定、行业要求及管线规模种类，可以确定该工程需采用三舱断面，其中给水、中水、信息、10 kV管线一个舱，110 kV、220 kV管线一个舱，天然气管线一个舱。明确三舱布置的基本形式后，可根据单舱形式的标准设计方案确定每个舱室的大小。

（1）给水/中水/信息/10 kV管线舱。根据管线规模，可选用的断面尺寸为B1=2 400 mm，H1=2 400 mm。

（2）110 kV/220 kV高压电力舱。根据管线规模，可选用断面尺寸为B1=2 800 mm，H1=2 400 mm。

（3）天然气管线舱。根据管线规模，可选用断面尺寸为B1=1 800 mm，H1=2 400 mm。

最终得到的组成三舱断面的每个单舱形式如图8所示。

图8 组成三舱断面的单舱管廊形式（单位：mm）

由于110 kV/220 kV高压电力管线引出的频率较少，在断面布置时考虑将其布置在三个舱室的中间，其余两个舱室布置在两侧，便于舱室内管线引出至道路两侧，最终断面形式如图9所示。

图9 三舱综合管廊断面形式（单位：mm）

3 结语

综合管廊的标准化设计是建造综合管廊工业化、产业化体系的重要基石。本文从规范规定到实际使用过程中管线安装、使用、运维等角度，对综合管廊的总体设计标准化进行了探索，主要完成了如下工作：

（1）梳理标准断面设计原则，从标准断面舱室数量、舱室大小、舱室布置形式等几个方面对综合管廊标准断面的设计进行研究，提出了综合管廊标准断面在不同管线需求下的参数化设计方案。

（2）总结平面和纵断面的设计原则，并根据工程经验提出了平面、纵断面的标准化设计，重点解决管廊在道路下的位置、管廊的功能性节点布置位置、管廊与其他构筑物或管线关系等难点。

（3）总结综合管廊各功能性节点设计原则，并给出常见的综合管廊通风口、吊装口、管线分支口、交叉口等节点的布置形式，可供相关工程参考。

（4）结合实际案例，分析了本文提出的方法在实际工程中的运用，可以在设计过程中进行选用，尽早实现综合管廊总体设计的标准化。