城市地下综合管廊结构设计与施工解析

韩飞

【摘 要】综合管廊的建设有效利用了道路下的空间，避免了土壤对管线的腐蚀，延长了管线的使用寿命；节约了城市用地，并为地下空间开发提供有利条件。同时，减少了城市道路重复开挖，对优化城市环境，起到良好的推动作用。全国各大城市都已建成或正在规划建设综合管廊。本文根据某工程案例，对城市地下综合管廊结构设计与施工进行了分析和探讨。

【关键词】城市；地下综合；管廊；设计施工

一、城市综合管廊概述

城市综合管廊指的是建设在城市地下用来容纳两类及以上城市工程管线构筑物以及其附属设施，它包括用来满足人们的日常生活、生产所需的给水、雨水、污水、再生水、天然气、电力、通信等的市政公用管线，其中它不包括工业管线。综合管廊要进行统一规划、设计、施工以及维护工作，以此来满足管线的使用和运营维护所需，并同步建设消防、供电、照明、通风、排水、标识等的附属设施。

二、城市综合管廊设计的优势

（一）实现市政管线统一管理

城市综合管廊内包含多个专业的管线，在城市的统一监督管理下，实现了管线的统一维护管理，大大提高了城市管线的管理效率和管理水平。

（二）提高了城市地下空间的利用率

随着城市化进程的不断推进，城市土地资源越来越紧张，城市的可利用空间越来越少。为了美化现代化城市的形象，城市逐渐将传统的电话线、电力线、通讯线等架空管线转移到地下，这也导致了城市地下管线越来越多，各类管线的规划设计越来越复杂，科学合理的进行城市综合管廊设计能够实现有序的布置城市各类管线，从而大大提高了城市地下空间的利用率。

（三）具有明显的经济效益

城市综合管廊的前期建设成本较高，然而其一旦建成，就能够节省大量的后期维护管理费用，其具有明显的经济效益。其经济效益主要表现在：（1）需要更新、补充管线时不需要反复开挖路面，有利于减少管线施工对城市交通的影响，同时避免了道路开挖对道路周边植被的破坏，节省了大量的维护、管理、修复费用。（2）地下的各类管线很容易受到地下水以及土壤中酸碱物质的腐蚀，而将各类管线放置于综合管廊内能够有效延长管线的使用寿命，很大程度上减少了管道的维护更新成本。（3）在传统管线埋设过程中难以把控管线的准确埋设位置以及高程，各类管线埋设需反复开挖路面，严重影响城市的交通运行，而城市综合管廊设计极大的方便了各类管线的增设、维修以及管理，避免了管道开挖破损的损失。

三、综合管廊重要节点设计探讨

（一）节点类型

在综合管廊的设计中，节点类型有很多种，比如综合管廊的吊装口、进排风口、人员进出口、综合管廊之间十字形交叉节点、丁字形交叉节点、监控中心的连接通道等等，在具体的设计中，按照工程需要，着重分析综合管廊与监控中心的连接管廊、综合管廊交叉节点这两种类型。

（二）综合管廊和监控中心连接通道

设计综合管廊连通通道的过程中，必须严格遵守以下几条设计原则：

1.为了保证电力线缆和监控线缆施工的方便性，可以在综合管廊中间设置连接通道。

2.在设计综合管廊连接通道尺寸的时候，主要考虑监控中心通行楼梯、线缆的种类以及数量，正常情况下，楼梯宽度不能小于1.5m。

3.连接通道有下人式和上人式两种类型，在设计的过程中，按照实际情况，对连接通道的类型进行确定，如果土层较浅，可以选择下人式，相反，则可以选择上人式。

4.设计连接通道的过程中，应该考虑到其对人员通行以及管线敷设施工的影响，为了将不利影响降至最低，可以在一定范围内提高综合管廊的断面宽度。

5.在设计中，在综合管廊与连接廊之间设置一道或者数道防火门，确保空间的封闭性与防火区域的明确划分。

（三）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。

（四）计算模式

根据综合管廊的结构特点，在进行结构设计的时候，可以借鉴现浇混凝土的设计方案，对构件进行截面内力计算的时候，可以将其看作是矩形闭合框架模型。对综合管廊进行综合分析的时候，应该首先考察地质条件，按照实际情况进行结构底板基底反力分布的分析。

（五）自动设计

在综合管廊中，其综合监控系统有环境监测、设备监测、安防和通信系统，具体设计如下：在每一防火分区中分别安装一套氧气、温度和湿度检测仪表，用以监测管沟环境的相应参数；对于管沟中的机电设备，用分布式 PLC 监控系统实时监测其运行状态，并采集仪表的信号；分别在管廊的出入口设半球摄像机和红外线幕帘探测报警装置， 并就近经节点式光端机来将信号传入控制系统的显示屏上； 每隔 2 个防火分区设 1个 RTU，并经单模光纤将其连入控制系统的监控计算机中，其中通讯协议为 TCP/IP 冗余环形工业以太网；在管廊中装设火灾报警系统，即一旦发生火灾，便可在同一时间自动启动消防联动系统和对应分区安设的声光报警器， 当然亦可手动开启声光报警器。

（六）竖向布置

地下综合管廊的断面基本与所在道路纵断面一致。地下综合管廊的纵坡变化处应满足各类管线折角的要求，同时最小纵断面需考虑内排水的需要。规划最小坡度不低于0.5%，最大坡度不高于3%。当综合管沟与现状地下构筑物相交是，如遇高程相碰问题，综合管沟采取抬高或降低处理，其坡度根据管线工艺要求确定，与现状构筑物之间需有一定的安全距离。同时，由于综合管廊每隔100m左右会有通向地面的通风口及人员出入口，为减小对道路通行及景观的影响，本次建设方案将综合管廊的平面位置布置于道路一侧的绿化带下，對道路影响小，施工方便。

四、结语

综上所述，在现代社会的发展过程中，综合管廊是时代的必然产物，在现代化城市中，综合管廊的建设，体现了市政管线布置的科学化与集约化，同时也是市政工程管理的规范化的体现。现阶段，我国正在实施城镇化的发展，是城市现代化发展的高峰时期，由于现代生活的需要，城市对地下管线的需求越来越高，如果还是按照传统的管线敷设方法，已经远远达不到要求，由此可见，城市综合管廊是城市发展的必然趋势。然而，综合管廊在我国的研究时间并不长，研究成果尚不成熟，实践方面也还没有形成规模，业内工作人员仍然需要不懈的努力，通过一定的钻研和实践，使得我国综合管廊设计及施工形成一套独特的理论体系。

参考文献：

[1]徐秉章，章彧.市政综合管廊建设运营相关问题探讨[J].城市管理与科技，2009（02）.

[2]于丹，连小英，李晓东，等.青岛市华贯路综合管廊的设计要点[J].给水排水，2013（05）.