综合管廊总体设计理论研究

2016-12-08赵传海张红晶高文义柯廷贤

中国新技术新产品 2016年21期

关键词：管廊管线断面

赵传海张红晶高文义高　强柯廷贤

（长春建筑学院土木工程学院，吉林长春 130607）

综合管廊总体设计理论研究

赵传海张红晶高文义高强柯廷贤

（长春建筑学院土木工程学院，吉林长春 130607）

综合管廊是一种市政基础设施，它可以容纳电力，通信，给排水，热力等多种地下管线。综合管廊的建设规模已经成为城市基础设施建设现代化水平的重要标志之一，它是城市市政管线的综合载体，可以实现多种管线的集约化、统一化、标准化的建设与管理，其实可以称之为一个城市的“里子”。本文从综合管廊的安全设计入手，浅谈综合管廊的发展现状及安全设计。

综合管廊；安全设计；设计理论

0.前言

随着我国经济建设的飞速发展和城市人口的增加，自然城市的规模要不断地扩大，这样不断扩大的过程中大部分城市就会出现各种问题，例如城市的基础设施不能满足人们的需求、生活环境的污染越来越严重、建设用地面积紧张、道路交通拥挤等。问题总是需要解决才能进行，而这些问题的解决办法有两种：（1）随着人们的需要不断的扩大城市用地，不断地解决各种污染及道路拥挤问题。显然这种方式不太理想，一方面在不断扩大城市占地面积的同时，城市的人口密度急剧增加，这样就给其他的问题难上加难，另一方面解决各种问题的同时既要满足人们的需求，还要遵守城市的建设原则及经济方面的问题。（2）合理有效地利用现有城市占有地的地下空间资源。在现有的占地面积情况下，合理利用城市的地下空间资源，相当于给城市在现有的占地面积前提下增加了一半的可用面积，解决了我国土地资源紧张的问题，并且提高了土地的利用率，对扩大城市的发展利用空间具有重要意义。本文主要浅谈对综合管廊在建设过程中的安全方面的设计要求及附属设施的设计理论。

1.各国综合管廊发展史

通过以上表格不难看出，我国在地下综合管廊发展的道路上起步较其他国家晚，以至于现在我国在地下工程方面的技术研究较其他国家落后些，因此我国自今年起开始着重发展城市地下空间的利用，合理有效地利用地下空间资源，解决地上土地资源短缺，地下管线错综复杂的问题。

目前，日本是世界上综合管廊建设最先进的国家。

表1　各国综合管廊发展起始时间表

表2　国内外典型的现有综合管廊统计表

2.综合管廊纳入管线设计理论

国内与国外对于综合管廊内纳入的管线（管道）种类大致相同，国外有将生活垃圾进行管道化输送到管道内并敷设在综合管廊内；国内综合管廊敷设的都是一般的管线（管道），国内外都敷设的管线（管道）有：

（1）通信管线：现城市人口密度大，人们的生活质量越来越高，需求量也越来越高，为了降低造价，人们选择架空，但是这种方式影响城市景观，现在逐渐被埋地代替。通信管线纳入综合管廊需要解决的问题是信号干扰等技术问题，然而随着光纤通信技术的普及，这样的问题可以避免。

（2）电力管线：随着各个城市经济实力的提升及对环境的要求逐渐严格，许多城市都建有不同规模的电缆沟和电力隧道。电力管线纳入综合管廊应解决的主要问题是防火防灾，通风降温。

（3）供水管道：一般的供水管道的材质为钢管、球墨铸铁管、PE管等，它承受一定的压力，在施工阶段需要用高于正常使用压力的两倍来试压，以确保安全，它的敷设形式有很多，如埋地、平管桥等多种形式。

（4）燃气管道：现如今国内对于燃气管道能否纳入综合管廊人们还很担忧其安全方面的问题，而规范也没有明确的规定，然而国外有将燃气管道敷设在综合管廊的工程实例，运行到现在也没有出现安全方面的事故。燃气管道如果设立独立舱室，管道的安装及维修方便很多，但是不经济。

（5）热力管道：对于热力管道一般只有在我国北方的城市才敷设，由于热力管道维修相对于其他管道（管线）维修较为频繁，所以将它集中的纳入综合管廊内，统一管理。但其占用空间较大，所以造价较高。

3.综合管廊消防系统设计理论

综合管廊内其实还是挺危险的，因为其内部空间比较小而且是密闭的，所以要时刻注意观察电力管线（管道）的变化，避免产生电火花引起火灾的发生。火灾的发生还可能是因为燃气管道泄漏等其他可燃气体在综合管廊这个封闭的狭小的空间内聚集引起火灾。因而综合管廊应该注意通风口及消防设施的设计是否满足要求。若为自然通风，通风口间距不宜超过200m。由于一般的综合管廊建设规模都比较大，所以综合管廊内应该设置防火设施，一般的防火及灭火设施包括：

（1）灭火器：为了防止人员在检修时发生火灾，在综合管廊的每个防火分区的人孔和通风口处一般会设置手提式灭火器，以便灭火。

（2）水喷雾系统：分为干式系统和湿式系统。一般在敷设电缆、光缆的综合管廊宜设置湿式系统，其标准为防护冷却。

（3）其他灭火设施：在有些敷设电缆、光缆的综合管廊，也采用了脉冲干粉自动灭火装置。

综合管廊的建设规模一般比较大，人员需要进行检修或需要由检修车运行，为了保证人员安全和设备的正常运行，因此在管廊内应该设置火灾自动报警系统，包括可燃气体泄漏探测和火灾探测两个部分。为了便于综合管廊的管理，维修及人员安全，应在管廊内每个人孔和通风口处设置紧急电话系统，该系统可直接呼叫中控室或其他系统内的电话。

4.综合管廊监控系统设计理论

综合管廊是一个城市的生命线，那么监控系统就是综合管廊的核心。监控系统主要监控的对象包括：火灾报警系统、通风系统、照明系统等。

监控系统的位置尽量地邻近综合管廊的主线工程，以最短的路线将监控室与管廊相连接，以便出现问题能够及时地解决。

5.综合管廊主体工程设计理论

综合管廊内的管道的布置原则：“局部服从整体，小官让大管，软管让硬管，有压让无压”。

交叉口的布置原则：“压力管让重力管，小管径让大管径，支管让干管”。

5.1综合管廊标准断面

根据不同的施工方法以及管廊内纳入管线的种类和数量来选择管廊的断面形式，每一种断面形式都有其优缺点存在。当内部空间利用率要求较高且采用的施工方法是明挖法时宜采用矩形断面形式；如果想要较容易地实现施工的标准化及模块化，而施工方法采用的是明挖预制装配时宜采用矩形断面或圆形断面；当对管廊的受力性能并且对施工的便利性要求较高且施工方法是非开挖技术时，宜采用圆形断面、马蹄形断面。

5.2综合管廊通风口

综合管廊属于地下结构，长时间埋置于地下，因而管廊内部的空气质量不好，所以需要设置一定的通风设施，以便与室外的空气交换，保证管廊内的空气质量。综合管廊的通风口净尺寸应满足通风设备进出的最小允许界限要求。

5.3综合管廊人员出入口

根据不同的施工方法，综合管廊人员出入口的间距不同。