城市综合管廊经济断面空间设计研究

袁飞杨， 刘永刚

(1.浙江同济科技职业学院，浙江 杭州 311200；2.中国铁路兰州局集团公司兰州高铁基础设施段，甘肃 兰州 730000)

0 引 言

自2014年财政部、住建部开展关于城市综合管廊试点工作以来，我国管廊建设突飞猛进，至今全国共2批25个城市被确定为地下综合管廊的试点城市，且管廊建设由试点城市逐步推广至各大中城市。截至目前，全国在管廊建设上的投资累计已突破2 145亿元[1]，仅2019年新建管廊项目就超过百个。在管廊建设项目火热推进背景下，我国城市综合管廊建设还存在着若干问题，如建设标准有待完善、设计缺乏标准化流程、设计过程多学科交叉等。现结合某市综合管廊经济断面空间设计开展研究，对其设计过程中的若干问题进行探讨，为同类设计提供参考。

1 入廊管线确定

根据某市城市总体规划及综合管廊专项规划，确定入廊管道及缆线主要为DN600燃气管、DN300燃气管、DN400给水管、DN300中水管、10 kV电力线缆、110 kV电力线缆、220 kV电力线缆及通信线缆等8个类别。

2 管廊经济断面空间设计

2.1 断面形式的比选

本项目管廊建设位于城市新区，地面以上构筑物较少，为减少建设成本，采用明挖现浇施工为主，同时辅以顶管施工。目前国内管廊建设项目中，管廊断面主要分为矩形断面、圆形断面、异形断面三种类型，其中矩形断面与其他类型断面相比，管廊舱室内部空间的利用率更高，在顶管施工中其造价也更具有竞争力。同时鉴于实际施工的便捷性，经综合考虑，管廊断面形式确定为矩形断面。

2.2 管廊舱室划分

入廊管线中包含燃气、高压电力等具有较高安全风险的管线，需要严格按照相关规范及标准进行廊内的空间布置。其中，燃气管道需单独设舱；高压电力线缆不能与通信线缆同侧敷设[2]，且考虑到高压电缆运营维护的特殊环境，宜将高压电缆单独设舱；中低压电缆、通信线缆、给水管、中水管可集中在综合舱中。因此，本管廊可按照多舱管廊进行横断面设计，划分为燃气舱、高压电力舱、综合舱共3个舱室。

2.3 管廊舱室空间的设计

根据规范[2]，管廊内舱室空间主要由入廊管线安装维护空间和检修人员、机具通行空间构成。

2.3.1 入廊管线安装维护空间

入廊管线安装维护空间主要是为保证管线的正常安装及运营所必需的维护作业而预留的空间，由于管廊建设造价昂贵，通常会考虑远期规划，将舱室断面空间遵循必须且合理原则，对于不同类型的管廊按最经济尺寸设计。

(1) 燃气舱：DN600燃气管、DN300燃气管均为无缝钢管，且为焊接连接，在舱室内设支墩双侧敷设布置。管道安装净距如图1所示。参考表1可得DN600燃气管安装一侧净距指标：b1取值500 mm，a取值500 mm，b2取值800 mm。同理，可得DN300燃气管安装一侧净距指标：b1取值400 mm，a取值400 mm，b2取值800 mm。

图1 管道安装净距

表1 综合管廊安装净距

(2) 高压电力舱：考虑未来城市发展需要，将220 kV高压线缆、110 kV高压线缆按照多层双侧布置。为保证电缆正常敷设与固定，层间垂直距离应满足《电力工程电缆设计标准》(GB 50217—2018)的规定[3]。其中，220 kV高压线缆的支架的安装设计，按照单层3根电缆布置，按照长度975 mm设计，共布置3层，层间距离设定为450 mm；110 kV高压线缆的支架的安装设计，按照单层3根电缆布置，支架长度取为700 mm，共布置3层，高压线缆支架层间距离设定为350 mm。

(3) 综合舱：综合舱中，按照多层双侧布置，由低到高依次放置N400给水管、DN300中水管、10 kV电力线缆、通信线缆等。线缆支架长度取值700 mm，支架间竖直间距取值350 mm。

2.3.2 检修人员、机具通行空间

为保障检修人员、机具正常通行，燃气舱内检修通道净宽取值1 m；高压电力舱内检修通道净宽取值1 m；综合舱内配备检修车，通道宽度取值2.2 m。城市综合管廊高度h不低于2.4 m[2]。为保证人员正常进出空间使用，综合考虑确定管廊断面各舱室宽度和高度如下：

(1) 燃气舱：最小宽度b燃min=0.5+0.6+1+0.3+0.4=2.8 m，最小高度h燃min=0.5+0.6+0.8=1.9 m。

(2) 高压电力舱：最小宽度b电min=0.7+1+0.975=2.675 m，最小高度h电min=0.55×4=2.2 m。

(3) 水信电综合舱：最小宽度b综min=0.5+0.4+2.2+0.3+0.4=3.8 m，最小高度h综min取N400给水管一侧，可得h综min=0.5+0.4+0.8+0.35×3=2.75 m。

综合以上，可得管廊经济断面宽度b=2.8+2.675+3.8=9.275 m，高度h为2.75 m。考虑到后期运营的实用性及未来空间的拓展，管廊断面只能在此基础上扩大而不能减小。管廊断面设计如图2所示。

图2 管廊断面设计图

3 结 论

(1) 管廊作为市政基础设施，设计使用年限为100年，在前期设计建造中需兼顾经济性与区域未来发展要求，可考虑在舱室两侧均设支架，以增大断面利用率，为未来市政管线敷设预留空间。

(2) 城市综合管廊设计规范尚待完善。管廊内敷设管线种类多样，包括电力、通信、燃气、热力等，现有规范需进一步细化完善，以保证工程建设质量。

(3) 管廊断面内部空间设计过程中，按照规范取极限值构成的理论空间为符合规范的最经济空间，最终方案空间只能扩大而不能缩小。