城市综合管廊工程重要节点设计研究

王毅，章海瑛，杨绍猛

（1.上海市政工程设计研究总院集团浙江市政设计院有限公司，浙江杭州310004；2.杭州市城建设计研究院有限公司，浙江杭州310001）

城市综合管廊工程重要节点设计研究

王毅1，章海瑛2，杨绍猛1

（1.上海市政工程设计研究总院集团浙江市政设计院有限公司，浙江杭州310004；2.杭州市城建设计研究院有限公司，浙江杭州310001）

随着我国城市化进程不断加快，每年进入到城市中的人口越来越多，对城市基础设施的完善性提出了更高要求，其中城市综合管廊作为完善城市基础设施的主要对策，对于确保城市更为顺利运行有着重要作用。基于城市综合管廊概述，分析了城市综合管廊设计优势，并对城市综合管廊工程中节点类型、综合管廊和监控中心连接通道、综合管廊交叉节点及计算模式等重要节点设计进行了重点分析。

城市；综合管廊工程；重要节点；设计

0 引言

城市综合管廊工程是市政基础设施的一种，其运行、管理及建设和城市居民生活有着非常密切的联系，在城市综合管廊工程设计与建设中，应当在掌控城市综合管廊工程设计与建设等相关技术基础上，全面遵循城市综合管廊工程设计原则，增强城市综合管廊工程设计工作投入，科学合理组织设计[1]，确保城市综合管廊工程可以将自身功能与作用更好发挥出来。

1 城市综合管廊概述

城市综合管廊工程主要为城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线及其相关附属设施的空间，其中包含有满足生产、生活需求的通信、电力、热力、天然气、再生水、污水、雨水、给水等市政公共管线，但并不包含工业管线。城市综合管廊工程在具体设计与建设的过程中应当进行统一维护、统一施工、统一设计与规划，达到管线维护、运营及使用要求，并同步建立标识、排水、通风、报警和监控、照明、供电、消防等附属设施[2]。城市综合管廊工程按照类型不同可分为：缆线管廊、支线综合管廊、干线综合管廊三大类。其中：干线综合管廊的主要作用是城市配给工程管线的使用，建设与设计方面主要由双舱方式与单舱方式；缆线管廊主要设计方式为浅埋沟道，设计有能够开启的盖板，但是其内部不能满足人员通行，主要作用是容纳通信电缆与电力电缆。

从现阶段城市综合管廊工程设计方法来分析，在设计选用施工方法时，当前主要有两种设计方法[3]。首先是设计为明挖法，主要使用在道路浅层空间综合管廊施工，可分为明挖预拼装与明挖现浇工艺两种；其次是暗挖法，主要使用在挖掘深度较深或者城市中心地带的城市综合管廊工程设计中，设计工艺主要由盾构施工设计与顶管施工设计。

2 城市综合管廊设计优势

城市综合管廊工程包含有市政、电力、通信、燃气及检修口、吊装口、给排水管道、电力设备、照明设备、防火设备、城市通信设备等管线，所以可对所有类型的管线进行统一规划、设计与管理[4]。在实际使用城市综合管廊工程时，主要包含有如下几个方面的优势。

2.1 能够对城市管线实现统一管理

城市综合管廊工程中包含有很多专业管线，在城市统一管理与监督下，可实现各种类型的管线统一管理与维护，这对于增强城市管线的管理水平与管理效率是非常有帮助的。

2.2 有助于增强城市地下空间的使用效率

随着我国城镇化步伐的不断加快，城市内部人均土地占有量越来越小，土地资源相对于先前更加紧张，导致城市内部能够利用的空间更加稀少，且随着城市现代化建设步伐越来越快，全面美化城市形象，城市各种类型的管线必然将进入到地下工程中，特别是传统的通讯线、电力线、电话线等一些架空管线必然将转移到地下，这就会导致城市地下管线数量越来越多，电线类型越来越繁杂，也必然增加城市地下各种类型管线规划设计难度。合理可行地对城市综合管廊进行设计可以实现对城市中各类管线的有序布置，从而大大增强城市地下空间的总体使用效率。

2.3 经济效益较为明显

城市综合管廊工程在初期需要大量的成本投入，但是等到城市综合管廊工程建设成功之后，就可节省下很多后期维护费用，因此城市综合管廊工程整体的经济效益还是非常显著的。首先，在补充、更新各种类型管线时不需将已铺好的路面挖开，这不仅可以降低各种管线施工给城市交通带来的影响，同时还可防止道路开发给城市周边植被带来的破坏，可省去大量的修复、管理及维护费用；其次，若采用传统的方式将管线放置到地下，由于地下地质条件的复杂性，管线非常容易受到土壤中各种复杂成分的腐蚀，而将城市各类管线均放置到城市综合管廊中，可有效保护各种类型的管线，大大延长各种类型管线的使用寿命，有效降低各种类型管线的更新维护成本；第三，若采用传统管线埋设方法，管线设计过程中较难把控住管线埋设与安装的具体位置，所有管线的埋设均须将路面挖开，对整个城市交通带来较大影响，而采用城市综合管廊工程的方式可有效避免这种情况的发生，各种类型管线的管理、维修及增设均在人工可控的范围内进行，可有效防止由于管道开挖带来的损失，降低城市管线建设投资。

3 城市综合管廊工程重要节点设计

3.1 节点类型

城市综合管廊工程设计过程中包含有很多种类型的节点，例如城市综合管廊工程的监控中心连接通道、丁字形交叉节点、综合管廊连接位置形成的十字星交叉节点、人员进出口、进排风口、综合管廊吊装口等[5]。这些节点的设计质量直接影响到后期城市综合管廊工程的使用效果，在具体设计的过程中，应当以具体工程需求为出发点，重点对监控中心与综合管廊及综合管廊交叉节点这两种类型的管廊进行研究分析。此外，多舱与多舱连接节点、多舱与单舱连接节点、单舱与单舱连接节点也是设计重点。

在进行节点设计时，不仅要确保管廊内部所有管线的有效衔接，还应当有效解决人员通行问题。设计的具体思路为在节点位置处进行加宽、加高，并在其中设计夹层，增加巡视平台与楼梯，确保各种类型管线有效衔接、人员顺利通信。通常情况下，城市综合管廊工程设计过程中，通信线缆设计的弯曲半径应当是线缆直径的15倍，再生水管、空调水管应当设计有阀门安装和预留焊接等操作空间，其到管廊内部的净距离应在0.4 m以上。

另外，为了方便后续的维护与管理工作，城市综合管廊节点中市政管线设计时通常情况下进行下穿或者上跨处理，最大限度地保证工作人员在管廊之中能够直接通行。管廊内与热力仓中各种类型的管线较多、规模较大，对这些管线在设计时均应考虑让其优先通过，如不能确保其直接通过，在设置楼梯时应当尽量保证其通行顺畅。此外，还应当进行节点逃生设计，在具体设计的过程中各个逃生节点的设计均应当满足我国对节点逃生设计的具体规定。

3.2 综合管廊和监控中心连接通道

在城市综合管廊工程中监控中心与综合管廊的连接通道也是设计的重点。在具体设计中应当从如下原则出发：首先，为了确保监控线缆与电力线缆施工的便捷性，应在综合管廊的中间设计有连接通道。其次，在对综合管廊连接通道尺寸进行设计时，应当充分考虑线缆数量、中线，通常情况下，设计的楼梯宽度应当在1.5 m以上。第三，对连接通道的设计可采用两种方式，即上人式和下人式。在具体设计时，应当以实际需求出发，确定出连接通道的具体类型，若土层非常浅，则设计时应当尽量选择下人式，反之，则尽量选择上人式。第四，在设计连接通道时，应当充分考虑管线敷设、人员通行给后续施工所带来的影响。为了最大限度地降低其中各种影响，应当在合理的范围内增加城市综合管廊工程的断面宽度。第五，在具体设计时，连接管廊与综合管廊之间应当考虑设计有数道或者至少一道防火门，从而确保其中的防火区域和封闭区之间划分明确。

3.3 综合管廊交叉节点

通常情况下，会将城市综合管廊工程设计成环网状，这在最大程度上可增强城市综合管廊工程功能的最大限度发挥。在进行环网状城市综合管廊工程设计时，丁字形与十字形较多，在进行这些丁字形与十字形设计时，应当重点考虑两个方面的问题。首先是内部管线衔接问题；其次是人员通行问题。为有效解决这两个问题，在实际设计过程中常常采用加高、加宽节点的方式，还可采取增加楼梯或者设置夹层的方法解决，从而确保人员通道满足人员通行需求，内部管线实现顺利衔接。另外，管廊的宽、高及其中夹层尺寸在设计时应当充分考虑弯曲半径、电力线缆分层、通信线缆弯曲半径、内部管线数量与规格等，因此在设计过程中必须进行认真分析，全部做到科学设计。为了保证给水管、空调水管中各种类型阀门安装顺利进行，在进行综合管廊净距离设计的过程中均应将其设计在0.6 m以上。随着舱室的不同，其具体连接方式也有着较大不同，在设计各种类型夹层时，必须对所有区域的防火进行综合分析，确保防火区域能够做到科学划分，根据划分得到的防火区域，在夹层与综合管廊之间设计对应的防火门。

3.4 计算模式

从城市综合管廊工程的结构特点出发，在设计其内部结构时，可将其设计成现浇筑混凝土的施工方案。在对其中的构件进行内力计算时，可将其当做是矩形闭合框架模型。在综合分析综合管廊时，对其地质条件应进行充分考察，根据实际情况分析结构底板基底反力的分布情况。例如经过处理加固之后的地基或者质地较为坚硬的地基，通常情况下其基底反力的分布呈现为直线分布方式，反之，若地基相对松软或者并没有进行加固处理，则在进行计算时，应当将其看作弹性地基，从而按照弹性地基的计算模式进行基底反力计算。此外，在城市综合管廊工程设计时，还应当分析地面荷载，确保可以准确计算结构侧压力。

3.5 标准舱设计

设计人员应当充分分析城市综合管廊工程初步设计中标注的各种类型的管廊规格、数量，从而确定出标准舱的具体尺寸与数量，然后对各个单舱进行组合设计，构建对应的标准舱标准。城市综合管廊工程的上面覆土深度在设计时应当考虑冻深、绿化种植、行车载荷、竖向规划等因素[5]。通常情况下，综合管廊均沿着城市主干路进行设计，标准舱覆土深度应当考虑进出线标高与交叉井标高，应当让管线弯入顶部加高位置，这个过程中还应当满足各种类型管线的弯曲与避让要求，一半设置的标准舱埋设在5 m左右。

4 结语

随着城市化发展水平的不断提升，城市综合管廊工程是整个时代的必然产物，在现代城市当中，城市综合管廊工程的设计应当将城市市政工程管线布置的集约化与科学化体现出来，同时这也是城市市政工程管理更加规范化的需要。当前，我国正处于城镇化关键阶段，是城市现代化建设的高峰期。由于城市居民现代化生活需求，对于地下管线的布置要求相对于先前有了较大提升，若仍旧沿用传统地下管线布置方式，必然在很多方面不能满足设计与使用要求，因此城市综合管廊工程已经成为了城市发展必然趋势。但是，当前我国在城市综合管廊工程设计、建设等方面仍不够成熟，这就要求城市综合管廊工程研究与实践人员，认清自身肩负的责任，继续努力，促进我国城市综合管廊工程设计形成完善的理论实践体系。

[1]曾庆红.容纳全部市政管线的城市综合管廊标准舱断面及节点设计探讨[J].市政技术,2017（1）:127-132.

[2]谢非.建造信息化城市生命线——横琴市政综合管廊BI M技术应用[J].安装,2015（11）:25-26，59.

[3]宋志宏,梁舰,冯海忠.PPP模式应用于城市地下综合管廊工程的问题解析——综合管廊工程施工图设计资源的匹配要求与建议[J].智能建筑与智慧城市,2016（9）:30-34.

[4]牟方堃,窦安华,郑明明.城市地下快速交通公路及综合管廊工程智能化系统的设计与应用[J].智能建筑,2014（11）:29-31，42.

[5]施华.城市地下“生命线”的守护者——菲尼克斯电气为综合管廊提供可靠监控[J].中国仪器仪表,2016（12）:39-41.

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1009-7716（2017）06-0287-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.084

2017-02-16

王毅（1973-），男，浙江杭州人，高级工程师，从事市政工程设计工作。