城市综合管廊的设计研究

王德民

江苏省交通规划设计院股份有限公司

城市综合管廊的设计研究

王德民

江苏省交通规划设计院股份有限公司

伴随着综合管廊工作开展的不断深入，其在形式与数量上也发生了巨大变化，特别是在设计工作上，受到技术水平、城市发展等各方面的影响，进而给城市综合管廊的设计工作增加了很大的难度，要想城市综合管廊设计工作在城市建设中发挥出应有的作用，那么就必须将城市综合管廊设计工作的开展与实际紧密相连，在此基础上不断地进行完善和改进，进而使城市综合管廊设计工作的实施变得更加准确、有效。

城市；综合管廊；设计

1 城市综合管廊概述

城市综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，可包含满足生活﹑生产需要的给水﹑雨水﹑污水﹑再生水﹑天然气﹑热力﹑电力﹑通信等市政公用管线，不包含工业管线。综合管廊应统一规划﹑设计﹑施工和维护，满足管线的使用和运营维护要求，并同步建设消防﹑供电﹑照明﹑监控与报警﹑通风﹑排水﹑标识等附属设施。综合管廊可划分为干线综合管廊﹑支线综合管廊和缆线管廊三类。干线综合管廊用于容纳城市主干工程管线，采用独立分舱方式建设;支线综合管廊用于城市配给工程管线，采用单舱或双舱方式建设;缆线管廊采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信电缆的管廊。从当前城市综合管理的施工方法来看，其主要施工方法有两种：明挖法。明挖法主要应用于道路浅层空间综合管廊施工，包含明挖现浇工艺和明挖预制拼装两种;暗挖法。

2 当前城市综合管廊存在的问题

由于我国还处于城市管廊建设的摸索期， 当前城市综合管廊主要存在以下几大问题： ① 建设单位协调有一定难度，由于城市综合管廊在施工中，可能涉及到电力﹑通讯﹑给排水﹑燃气﹑供热等多个部门，一旦有哪些部门不能积极配合，便会给工程建设带来影响； ②缺乏完善的技术管理体系，从目前我国城市综合管廊建设现状来看，虽然国家标准规范《城市综合管廊工程技术规范》已于2015年发布实施，但配套的实施细则仍在完善中，特别是后期管理方面；③ 入廊管线的选择，一般入廊管线考虑给水﹑中水﹑热力﹑供电﹑通讯等，而对于燃气和雨污水管道是否入廊，需进行详细研究。

3 城市综合管廊设计要点

3.1 城市综合管廊管线的布置

由于城市综合管廊设计既要尽可能缩减土地占用面积，又要满足城市发展对城市综合管廊的实际需要，所以在设置管线的过程中必须要结合城市规划﹑管线规划等数据及发展趋势进行，通过大量实践发现，在设计位于平坦区域的城市综合管廊时应尽可能避免布置重力流类型的管道，而且要明确区分哪些管道可集中布置，那些管道应单独布置。

2.2 做好综合管廊的标准断面设计

基于当前城市综合管廊内部管线布局情况得知， 整个管廊分为干线综合管廊﹑支线综合管廊﹑电缆沟三种常用形式。针对数量不等的入廊管线，一般分为单舱及多舱。在对工程项目进行设计时，可根据不同工程的实际情况，选用不同断面形式，一般情况下，圆形断面适用于非开挖施工工程；矩形断面适用于明开施工条件的工程项目，而马蹄形断面可具体因地质条件而定。

(多舱)

(单舱)

2.3 综合管廊交叉节点

如果将综合管廊设计成环网状，则可以发挥其最大的功能，因此，这种情况下的综合管廊有两种节点类型，即十字形和丁字形。交叉节点设计的时候必须考虑两个问题，第一是内部管线衔接问题，第二是人员通行问题，要解决上述两个问题，最常见也最有效的方式就是加宽﹑加高节点，还可以通过增加楼梯，设置夹层的方式解决问题，确保内部管线顺利衔接和人员通道能够满足要求。综合管廊设计过程中，必须遵守以下几个原则：第一，管廊节点的高﹑宽，以及夹层的尺寸，受到管廊内部管线规格和数量﹑通讯线缆弯曲半径﹑电力线缆分层和弯曲半径等的影响，所以一定要认真分析，合理设置。为了确保空调水管﹑给水管以及阀门的安装能够顺利进行，综合管廊净距必须在0.4米以上。第二，对于不同的舱室，连接方式也应该有所差异，在夹层设计中，必须分析各个区域的防火，保证防火区域的划分最科学，根据不同防火区域的划分，在综合管廊和夹层之间设置恰当的防火门。

2.4 供配电系统设计

对于地下综合管廊的供配电系统设计来说，消防设备对整个管廊运行安全问题起着关键的作用，在实际应用过程中，消防设备的设置会根据管廊运行机制﹑电路负荷以及电能输送等情况进行综合考虑，在不同电压配电系统条件下，电流的稳定性则应该成为设计时首要衡量的标准之一，另外，无论是哪一种供电设备，防火都是作为重点任务去执行，为了提高供电设备的安全系数以及防火要求，通常用来连接供电设备的线路会选择绝缘性电缆，面对综合管廊敷设长度较长的工程，一般10KV电缆是最为最佳负荷电缆来使用。

2.5 附属工程设计

2.5.1 消防系统。城市综合管廊的防火墙和承重结构应采用阻燃材料，管廊内部嵌缝材料和填充材料都要采用不燃材料，耐火极限应超过3.0h。同时，城市综合管廊应设置阻火包﹑甲级防火门﹑防火墙等防火分区。另外，为了确保城市综合管廊的安全性，应合理设计火灾报警系统，配置完善的水喷雾﹑高倍泡沫﹑气体等灭火设备，为了减少对环境的污染。

2.5.2 照明和供电系统。城市综合管廊中的应急照明设备﹑监控设备和消防设备应按照二级负荷要求进行供电，其它用电设备可以根据三级负荷要求供电，其中低压配电系统应尽量采用TN-S三相四线系统，交流220/380V，确保三相负荷保持平衡，城市综合管廊中对消防设置敷设耐火电缆，为了保障综合管廊其他设备的安全性，最好使用阻燃电缆。同时，城市综合管廊各个防火分区和管廊出入口都应设置标志灯，提示安全通道和出口位置，在距离地坪高度约1.0m的位置设置指示标志，间距应小于15m。另外，为了便于城市综合管廊的维护检修，应在管廊合适位置安装检修插座，插座容量尽量超过15kW，间距不超过60m。

2.6 相关设计标准

城市综合管廊设计过程中， 要参照以下设计标准具体进行，防水设计等级标准设定为二级； 结构构件裂缝控制设定为三级；结构安全等级设定为二级， 抗浮稳定性抗力系统要大于 1.05，按照以上设计标准进行，能够保证城市综合管廊设计效果。

2.7 做好其他配套设计

关于消防系统﹑供电系统﹑通风系统等，要依情况而定，确保这些系统能够与城市综合管廊相协调。消防系统：综合管廊承重结构和防火墙应为不燃烧体， 内部材料也不能为燃烧材料，要保证其耐火极限大于3.0h；供电系统，该系统中，应用于管廊内的消防设备﹑监控设备及应急照明按照二级负荷供电，其他相关设备按照三级负荷供电，此外，除火灾时需要采用耐火电缆外，其余在城市综合管廊应用的设备都选用阻燃电缆。对管廊做好供电系统设计后，需要在管廊出口﹑入口上方做好安全标志灯，以备应急；通风系统，于城市综合管廊设计时，其通风系统建议选用自然通风和机械通风相结合的方式， 一旦管廊内部温度大于 40℃ 时， 需要技术人员及时对整个线路进行检修，并开启机械排风机，保证通风系统的使用效率。

2.8 “BIM+GIS”技术在综合管廊建设中的应用

BIM是以三维数字技术为基础，对工程项目信息化进行模型化，提供数字化﹑可视化的工程方法，贯穿工程建设从方案到设计﹑建造﹑运行﹑维修﹑拆除的全生命周期，服务于工程的所有各方，GIS地理信息系统是一种特定的﹑十分重要的空间信息系统。在计算机硬软件系统的支持下，对整个或部分地球表面空间中的有关地理分布数据进行采集﹑储存﹑管理﹑运算﹑分析﹑显示和描述的技术系统。

综合管廊从宏观到微观的全面信息，包括周遍环境﹑地质条件和线装管线等。“BIM+GIS”正好互补两者之间的信息的缺失。采用“BIM+GIS”三维数字化技术，将现状地下管线﹑建筑物及周边环境的三维数字化建模，形成动态大数据平台。在此基础上，将综合管廊﹑管线及道路等建设信息输入，以指导综合管廊的设计﹑施工和后期的运营管理，有效提高地下综合管廊工程的建设和管理水平，降低运营成本。

3结论

城市综合管廊属于市政基础设施工程，其建设及运行管理与城市居民生产生活有着密切的联系，在城市综合管廊的建设和设计过程中，要在掌握城市综合管廊的相关技术的基础上，尊重城市综合管廊设计的原则，加强城市综合管廊重要节点的设计工作，科学组织设计，保证城市综合管廊能够充分发挥其功能。

[1]关于认定城市综合管廊工程施工图设计文件专项审查机构的公告[J].吉林勘察设计，2015，(04)：23.

[2]郭晋.城市地下综合管廊智能弱电系统设计要点[J].智能建筑与城市信息，2015，(10)：68-70.

[3]焉永强.浅谈城市综合管廊的设计[J].科技与企业，2015，(07)：116.