综合管沟在石家庄建华大街工程的探索与可行性研究

饶 宁 ，邢文文

（1.天津市赛英工程建设咨询管理有限公司，天津市 300191；2.天津市市政工程设计研究院，天津市 300051）

1 概述

近年来，随着城镇化进程的加快和城市建设的快速发展，城市地下管线的重要性及管理体制引起的诸多矛盾日益凸现。探索适合的城市地下管线综合建设管理模式是当前城市建设十分迫切的任务[1]。综合管沟较传统地下管线敷设方式体现了更为明显的优势。

所谓综合管沟，就是“地下城市管道综合走廊”，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯、热力、燃气、给排水等各种管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。

2 石家庄建华大街工程背景

2.1 依托统一的建设管理平台

石家庄市投资管网公司成立伊始，以管网公司为载体，对所有地下空间进行整体规划，统一设计，统一建设，最大限度的发挥投资管理的职能，探寻解决“马路拉链”问题的途径和方法。

2.2 项目的总体定位

石家庄市正逢发展和转变的关键时机，创新无疑是深入贯彻落实科学发展观的一个重要体现，也是“三年大变样”得以实现的重要保障。

2.3 打造石家庄品牌

综合管沟虽起源于十八世纪，但在国内，作为试点工程和民心工程也屈指可数，石家庄如果积极探索，尝试更为适合的发展模式，无疑树立了石家庄的品牌效应。

3 石家庄建华大街综合管沟总体设计情况

3.1 入沟管线选择

入沟管线的选择，是综合管沟设计的第一步，通过前期管线调研，确定各个管线规模，对于入沟管线的选择有很重要的作用。而各种管线各有不同的特点，要区别对待。

（1）热力管道：现状道路下有新建双排D920 mm×10 mm的热力管道（保温层厚100 mm），满足规划的管径，本次设计维持现状，不考虑将其纳入综合管沟；

（2）排水管道：拟建雨水管道规模d700 mm～d2200 mm、污水管道规模d500 mm～d600 mm，管径均偏大，且属于重力流，受管道坡度、埋深限制，将会使综合管沟整体尺寸扩大，经济上不合理。同时，污水管会散发出有害气体，入综合管沟将增加通风和除臭设施，也会从一定程度上增加综合管沟的总体造价。因此，本次工程雨、污水管道不入综合管沟；

（3）燃气管道：拟建一排DN300 mm的中压燃气管道，虽然管道规模很小，但由于燃气管道输送介质对于安全影响较大，管内流动的是可燃气体，应独处一室，且要增加画面监控、泄漏报警等系统；

（4）给水管道：拟建一排DN500 mm的配水管道，一排DN800 mm的输水管道，均属于压力管道，从使用功能、维护要求等分析，可以设置在综合管廊内；

（5）中水管道：拟建一排为DN500 mm的配水管道，属于压力管道，从使用功能、维护要求等分析，可以设置在综合管廊内；

（6）通信管道：拟建一排500 mm×500 mm的通信管道，按照进入管廊考虑，并设置电缆支架，增加屏蔽措施；

（7）电力电缆：按照进入管廊考虑，并设置电缆支架，增加安全监控系统，并考虑防火和屏蔽措施。

经过分析论证，结合本工程实际情况，选择给水、电力、燃气、通信、中水此五种管线进入综合管沟；给水、电力、通信、中水这四种管线在保持适当水平距离和垂直高度并采取适当措施的前提下，可以共处一室，燃气独处一室。

3.2 综合管沟断面方案对比

综合管沟横断面设计要符合给水、电力、燃气、通信、中水管线的布置及敷设要求，要满足维修空间及安全运行、扩容空间的需要。断面布置见图 1、图 2。

图1 标准断面方案一（单位：mm）

图2 标准断面方案二（单位：mm）

标准断面方案对比如下：

方案一：燃气独处一室，能有效避免燃气泄露爆炸对其它管线的影响，但DN800给水管道堵塞了防火通道。

方案二：避开了防火通道，同时可通过设置安全措施防止燃气泄露爆炸对DN800给水管道产生不必要的影响。

做好气体监测及人员定期巡视可以有效避免燃气管道泄露，保持防火通道顺畅将会有效解决火灾发生时的救灾进度，因此综合判定优于方案二优于方案一。

3.3 设置附属设施的关键问题

为满足工作人员检修及各种人员出入管廊，需在管廊的起点和终点设人员出入口、投料口、通风口作为综合管沟附属设施。

综合管沟位于地下，沟内有大量电缆，一旦产生火源，烟火会沿着管沟蔓延，且不易发现，因此存在火灾的危险性；沟内有给水、中水等压力管线，一旦泄露，存在淹泡的危险性；综合管沟位于地下数米，出口距离较远，依靠强制通风设备，一旦排风不畅或发生事故，会产生有害气体或氧气短缺，对下沟人员的生命安全构成威胁；任何一种管线发生问题，都会殃及其它管线，一旦中断，会给人们生活造成混乱和损失，因此存在灾害扩大的危险性。

由于存在上述危险性，综合管沟的管理需要有管理人员和监控系统设备的保障。包括温度/湿度监测、氧气监测、有害气体监测、渗漏监测、火灾报警，必要的时候需设置监视设备、监听设备。同时综合管沟还需设置消防系统、通风系统、供电系统、通讯系统、排水系统、标识系统、地面设施等。

其中关键问题之一是供电电源，虽然综合管沟的日常运行不完全依赖于电源，但电源是综合管沟监测、通风、维护和检修的重要保障，因此，电源负荷等级至关重要。综合管沟内电力照明均为一类负荷，一般采用两路独立的10 kV电源作为主电源、柴油发电机作备用电源，并设不间断供电装置（UPS）作应急电源，以保证计算机、防火、通信系统、事故照明、电话等特别重要一级负荷可靠性的要求[1]。

关键问题之二是电磁电力干扰防护，在共同沟内电力电缆（干扰者）及通信电缆（被干扰者）长距离平行可能发生电磁电力干扰问题。电力电缆（高压电缆）所产生的电磁场对于通信系统将造成噪声，干扰通信系统的服务质量，干扰防范措施显得尤为重要。电磁干扰来自于磁场的纵向感应电压，此电压与负载电流、互感阻抗、不平衡率、电力电缆屏蔽系数、通信电缆屏蔽系数及背景磁场屏蔽等成正比，每项的减少将减少磁场的纵向感应电压。其中负载电流及不平衡率决定于用电状况，其余各项可通过电缆布置及加强屏蔽等措施加以改善[1]。

3.4 投资估算

由于综合管沟内各专业工艺管线数量繁杂，附属设施和设备众多，设备费、材料费、土建费和安装费无法一一列举，工程总投资难以控制。据台北的一项研究表明，综合管沟结合地铁建设、新城区开发、道路拓宽等工程建设时成本最低，尤其是结合地铁建设实施时，一方面可以大幅度降低综合管沟建设的外部成本，另一方面可以保护地铁。而一旦错过这种整合建设的时机，综合管沟的建设成本又将上升[3]。

4 在市政建设推广中的瓶颈

4.1 共性问题

（1）综合管沟的设计在国内仅有个别城市在重点工程、重点路段局部使用，尚处于建设和管理的探索实践初步阶段，缺乏相应的专业技术规范和施工验收规范做指导，在一定程度上制约了它的推广，使设计无章可循。

（2）工程建设中各建设单位前期投资、建设协调以及建成后管理等存在一些无法解决的难题，如电力管网为国家电网投资，非地方财政投资；而水务业市场化改革正在探索中前进，BOT模式已得到广泛采用；除此之外其它各种管线也存在政府干预和行业垄断的情况，如果统一纳入综合管沟，势必牵扯各方利益。

（3）建设综合管沟不便分期修建。一次投资昂贵，当管沟内敷设的工程管线较少时，管沟建设费用所占比重大[2]。

（4）工程投入之大，工期之长，施工协调难度之大无疑是摆在建设单位面前最大的问题，如何更好的调动各方资源，保证工程如期进行，顺利完工是一个巨大的挑战。

（5）由于市政管线规划年限一般为10～20 a，然而综合管沟前瞻性很强，至少需要满足50 a以上的远期规划，缺少设计资料及依据往往造成对综合管沟规模估计不足或过大，继而直接影响投资。

（6）一些不可预见的自然灾害，例如地震、洪水等也将对综合管沟产生无法估量的影响。

4.2 针对本工程尚存在问题

（1）建华大街全长约2 000 m，但与之十字相交路口多达八个，相交路口管线穿越及沿线接户预留造成了极大的困难。

（2）综合管沟内设置的各专业管线设计进度未能满足工程需要，造成管线布置有一定的不确定性。

（3）由于目前支线管廊各专业工艺管线尚未确定，因此干线与支线交叉口的设计需进一步落实。

（4）由于本工程综合管沟埋深较深，因此对管廊的防水、维护及施工要求较高并造成一定的难度。

（5）建设单位和管理单位尚未就综合管沟的投资、产权归属、管理及责任达成共识。

（6）综合管沟的施工周期较长，协调各专业规划周期也很长，从而延长了整个工程周期，无法满足工程的工期要求。

5 结论及建议

综合管沟的设计，并非一朝一夕，必须做好相关规划，并施做试点工程，继而推广使用，避免项目盲目上马导致的投资浪费。综合管沟虽然是解决地下市政管线的发展方向，但目前尚未得到推广和普及，故设计认为作为过境输送或特殊地段可探索性试用，结合重点工程，建议石家庄市可先行试点，再普及推广。

设计建议除了合理确定工程方案，必须重视基础资料的调查、收集工作，避免强调高标准和不符合项目建设环境的形象工程和政绩工程。管理单位应树立全寿命周期成本理念，不仅关注综合管沟建设的初期成本，对运营、养护等后期成本也应充分考虑，避免由于对综合管沟建设给环境所带来的长远损失估计不足。

[1]李德强.综合管沟设计与施工 [M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]GB50289-98,城市工程管线综合规划规范[S].

[3]孟广明,王伟.综合管沟在青岛市的开发应用探讨[J].青岛理工大学学报,2006(5).