一线城市综合管廊设计中的难点与对策

陈炳求

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司 广东广州 510230）

引言

综合管廊，即地下城市管道综合走廊，是通过在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，并设置专用的检修、吊装设施与监测系统，以实施统一规划、统一设计、统一建设和管理的工程。通过充分利用地下资源，以缓解城市日益紧张的土地资源问题。另外，在一线城市布设综合管廊，对提高居民的生活质量，实现城市的现代化管理有着重要作用。所以，应将城市管廊的布设看成是民生之本，从根本上提高管线的安全性能，以消除城市中由于地上网式线路的铺设所带来的负面影响，进而不断推动现代化城市的建设进程。本文将以广东省广州市中心敷设管廊为例，对管廊设计中的难点以及解决对策展开分析。

1 管廊设计的基本要求

广东省广州市的综合管廊长度约为5km，覆盖范围为4.5km2。本文对于该管廊设计主要从沟型选择、入廊管线、断面设计等几个方面来进行分析。

1.1 管廊设计中的沟型选择

在广州市综合管廊设计中，沟型选择要结合综合管廊的基本类型来进行，主要管廊类型包括：干线综合管廊，通常设置在机动车道或者主要交通道路的中央下方，用于连接原站和支线综合管廊；支线综合管廊，是指设置在城市机动道路的两侧或者一侧的管线，一般直接为管线临近地区的终端用户服务；缆线综合管廊，是指采用封闭式不通行、可开启的盖板所构筑的沟型结构。沟型的选择都要从工程的总设计结构来看，设计和建设都要符合总设计要求，使得城市管廊设计实现综合效益最大化。

1.2 入管廊管线的选择

对于城市综合管廊设计而言，入廊管线的选择极为重要，如天然气管道、热力管道、给排水管道的设置等，但并非所有管线设适合纳入管廊设计之中。对于广东省广州市的管廊设计案例，入廊管线的分析如下：

（1）燃气管线：燃气管线由于管中介质为易燃易爆的毒性气体，如果发生泄漏可能会引起极大灾害，所以，应采用传统的直埋敷设方式来进行设计，不能使用独立分舱敷设，这样不仅会加大工程建设的成本，还会增加管廊管线的维护管理难度，因此，国内很多的燃气管线都不纳入管廊设计的范围内。

（2）排水管线：对于排水管线的设置而言，由于排水管线多为重力流管道，应考虑外部排水系统水位变化、冲击载荷等对综合管廊内管道运行安全的影响，所以将其设置在管廊中，会增加管廊的埋深和断面的尺寸，从而影响项目投资成本，施工及管理维护较为困难，所以，排水管线的设置通常采用直埋敷设方式。

（3）电力电缆：电力电缆应选择不燃或阻燃电缆，电力电缆入廊，不占用上部地面空间，也无需建设电杆，同时，也不容易遭受霜冻、雨雪等气候灾害的影响。因管廊的钢筋混凝土具有屏蔽功能，所以降低了工频磁感应的强度。此外，也可使电力电缆的传输性能平稳，分布电容大，具有发展为大容量、超高压的优势，降低了建设成本和运行维护难度。

（4）给水管线：给水管线主要用于输送饮用水，物理化学性能无害且稳定，同时，给水管发生破损时，廊道中的水排出后，不会影响管廊内的对其它管线。给水管属压力流管线，所以，它的铺设与布置不受地形、坡度等影响，可优先将其纳入管廊之中。

（5）热力管线：热力管线应选择无缝钢管、外护管、保温层紧密结合为一体的预制管，当管中介质为蒸汽时，应通过排风管引到综合管廊的外部安全空间，并和周边环境保持协调保温材料需选择不燃或难燃性材料。热力管线主要用于北方的供暖区，将热力管线纳进城市综合管廊之中，有利于后期的管理和维修工作。

（6）通信管线：当前，城市通信主要采用光纤电缆，光纤不易受到廊道中其它管线的电磁辐射影响。在综合管廊中，铺设光纤主干网，并利用市场行为对各个通信企业的带宽实施再分配，如避免铺设干网的同质化竞争，使社会资金与企业资源得到大幅节约，可保证通信线路的安全性。

综上所述，出于对成本和施工管理难易程度的考虑，燃气管线不纳入综合管廊内，给水、电力及通信管线在综合管廊内敷设。

1.3 管廊设计中的电缆选择

在城市综合管廊设计中，成本费用被置于安全性之后，使用安全是设计的前提条件，尤其对于敷设在城市密集性地区的管廊而言，都设置有电气和供电设备，其中就包括电缆。国家为了提高其安全性，都对相关材料的选择给予一定的规范，保证电缆等材料的使用安全性。但是对于管廊安全的保证，不仅仅局限于材料设备，单单就电缆而言，还需要符合以下原则：使用于照明系统所设置的电缆供电距离不能超过300m；用于配电线路的电缆材料（电缆外皮）要使用阻燃材料，或者称之为阻燃导线；在使用于监控消防系统所使用的供电设备功率不能超过8kW，且供电距离要保证在200m左右，不能超过240m；所有用于供电的电缆都要敷设在管廊内部支架的上层部分，用于监控管理的电缆单独置于一层，其余系统所使用的电缆都选用10kV的规格。

2 管廊设计中的难点和解决对策

由于管廊设计一般在地下作业，通常对于施工的设备和条件的要求都较高，以下是管廊设计时需要注意的几个方面内容。

2.1 横断面的设计

城市综合管廊的断面形式一般分为两种，圆形和矩形，由于后期管线的设置位置较难判断，所以断面形式的选择是管廊设计中的设计难点。圆形断面的优点是具有很强的承载性能，适用于一些大型复杂工程中，比如修建穿越河道的管廊，对敷设深度要求，缺点为成本较高，工程量较大。而矩形断面的承载性相对较弱，但该断面形式具有施工建设成本低、维护管理方便、综合效益高等优点，因此，应用的较为广泛，如新的开发区和新道路的建设等等，通常在较为空旷的地区使用，内部的空间利用率较大。该管廊横断面采用单舱结构的矩形断面，管廊净空3×3m，电力管线的和其他挂线置于不同的侧端。

2.2 平面设计

根据管廊设计的设计标准，综合管廊的顶部要设置各种孔口，比如高于地面的通风口，便于管廊维护管理的检查口，进行建设的投料口等等。管廊节点的设计及布局是管廊设计中的一大难点。在该管廊设计中，市政道路绿化带宽度为4.5m，管廊宽度为10m，规划道路红线宽度为50m，满足管廊的设计要求，总长度为5km，管廊的控制中心设置在面积约为500m2的建筑物内，建筑风格从简，并且在管廊的每个舱室都要设置人员的出入口、吊装口、逃生口等。

2.3 纵断面的设计

在综合管廊的设计中，尽管纵断面和横断面的设计方法不同，但设计难度同样存在。在进行大型管廊设计时，管廊节点、主体结构的覆土深度应按照地下设施的竖向规划、车辆载荷、冻深设计等因素来进行确定。同时，除了考虑管线的敷设和运输是否便捷外，管廊的上部覆土深度还应满足各种支管和管线的要求，该市的覆土深度为大于3m。在广州市管廊设计工程中，由于管廊设置的地域特点，需考虑河道深度对管廊埋深以及埋深抗浮要求的影响，因此在进行纵断面的设计时，要结合土方量以及各种管线的设置限制，选择局部下卧或者上穿的设计方式。

2.4 系统的设计

除了城市综合管廊设计必备的通风、照明、排水、消防等系统以外还要设计维护管理系统，来保证管廊使用的安全性。由此可见，城市综合管廊设计中的系统设置多而杂，且作业量较大。在广东省广州市的管廊设计中，设置了以下几个重要系统：消防系统，为了管线的安全运行，可在各防火分区以及交叉部位、标准段等通过设置防火墙、防火门、阻火包等措施进行防火；通风系统，分为自然进风、机械排风和机械进风、机械排风两种，主要区别在进风方式上，由于常规段综合管廊设有通风口，可采用自然进风，而天然气管舱和含污水管舱为封闭管舱，所以必须采取机械通风形式，以及时排出毒性气体，确保管廊内部的空气质量；供电和照明系统，主要用于照明和停电应急设备；监控和报警系统，定期对管廊的内部环境进行监测，保证管廊内部的安全指数；排水系统，主要排出管廊内的结构渗水、管道检修放空水等。

3 结束语

综上所述，综合管廊的设置符合城市的现代化发展需求，随着城市建设的推进，城市管廊建设工作的不断深入，管廊形式和数量都将有所不同。但由于受当前技术能力、城市发展水平的限制，使得综合管廊的敷设存在一定困难，在各种设计和施工过程中需要解决的难点问题很多，这也符合我国管廊设置初步阶段的现状，因此，我们必须不断完善相关的设计管理机制，做好城市综合管理相关工作，以促使综合管廊在城市现代化建设中发挥出更大的综合效益。