城镇化地区公路下综合管廊设计探讨

岳 峰，邱莎莎

[济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，山东 济南 250003]

0 引 言

近年来，我国各省城市化进程加速发展，山东省政府办公厅印发了《山东省深入推进新型城镇化三年行动方案（2021—2023 年）》，提出将未来3 a 作为全省新型城镇化高质量发展的集中突破期，全省常住人口城镇化率年均提高1 个百分点左右。2021年，山东将加大新型城镇化和城乡融合发展推进力度，全省常住人口城镇化率达到62%以上，到2023年全省常住人口城镇化率达到66%以上。

随着新型城镇化和城乡融合发展的推进，原先位于城市郊区的公路逐渐纳入城市规划范畴，具备了城市化特征，演变为城市道路[1]。随着公路市政化改造的进行，同步敷设给排水、强弱电、燃气热力等市政管线，为沿线城镇居民及两侧地块的城市开发服务。然而，由于历史和体制的原因，我国的公路和市政道路在管理部门、功能定位、分级标准、技术规范等方面存在着很大差异，因此，在管理单位、功能定位变更之前对公路进行市政化改造，存在体制上和技术上的问题。如何在满足远期规划的同时，满足公路相关规范、管理条例，对既有公路进行市政化改造，具有普遍而实际的意义，本文以山东省青岛市某国道管廊建设项目为例，在设计层面提出关键技术问题，结合案例给出解决方案。

1 工程概况

随着新型城镇化和城乡融合发展的推进，青岛市某城乡结合部市政配套不足问题日益凸显，特别是区域电力保障不足日益严重，成为制约发展的瓶颈，为破解该问题，决定启动外电引入等市政配套工程。

本次配套管廊全长约15 km，敷设路径为某国道，该国道权属单位为公路局，路面宽24 m，双向4车道，外侧为硬路肩，两侧有边沟，中分带为2 m 宽混凝土护栏。远期规划为市政主干路，道路中心线与现状基本一致，红线宽38 m，绿线宽98 m，中分带宽2 m，北侧绿化带内规划三舱综合管廊，入廊管线包括电力、通信、给水、燃气、热力，两侧人行道规划有雨水、污水。但是，公路两侧为成片村庄，民房紧靠公路，近期无整村改造计划，彻底的市政化改造难以推进。

2 市政化改造设计

本次管廊建设的难点在于公路未移交至市政部门，在不改变公路性质的条件下进行市政建设，既要满足《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838—2015）[2]，又要满足公路相关规范和管理规定。根据《山东省涉路工程技术规范》（DB 37/T 3366—2018）[3]，一级公路路基范围内，不应设置与公路并行的涉路工程，除租用中央分隔带预埋管道以外，路面以下不应敷设与公路平行的地下管线，特殊情况下应经专项论证。

经过深入研究涉路规范并征询多位公路专家意见，建议将现状混凝土护栏中分带按改造为2m 宽中央绿化分隔带，利用中央绿化带建设市政设施，既满足远期规划，又避免在路基下设置与公路并行的涉路工程。

2.1 道路改造

道路平面设计以最大程度拟合旧路既有中线为原则，纵断设计维持现状标高和纵坡，尽量避免路面标高调整，同时保证纵断面平顺，满足规范指标、保证行车安全。道路横断面结合管廊的敷设，考虑近远期断面结合，避免重复建设。路基、路面宽度维持现状不变，结合远期规划断面，在道路中心增设中央分隔带，保证管廊结构敷设于中央分隔带内。

现状道路横断面布置形式：0.75 m 土路肩+3.5 m硬路肩+2×3.75 m 车行道+2.0 m 中间带+2×3.75 m车行道+3.5 m 硬路肩+0.75 m 土路肩，路基宽25.5 m，路面宽24 m。

改造后横断面布置形式：0.75 m 土路肩+2.75 m硬路肩+2×3.75 m 车行道+0.75 m 路缘带+2.0 m中央分隔带+0.75 m 路缘带+2×3.75 m 车行道+2.75 m 硬路肩+0.75 m 土路肩，路基路面宽度维持现状。经过改造，道路断面同时满足《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）[4]和《山东省涉路工程技术规范》（DB 37/T 3366—2018）[3]。

远期规划为市政主干路，横断面布置形式：2.0 m人行道+2.5 m 非机动车道+2.0 m 生物滞留带+0.5 m路缘带+3×3.5 m 机动车道+0.75 m 路缘带+2.0 m中央分隔带+0.75 m 路缘带+3×3.5 m 机动车道+0.5 m 路缘带+2.0 m 生物滞留带+2.5 m 非机动车道+2.0 m 人行道，红线宽度38 m。远期按照规划断面实施时，可保留中央分隔带及车行道，仅需进行拓宽改造。

2.2 管线横断面设计

为避免重复建设，管线横断面的设计应充分结合远期规划。远期规划三舱综合管廊，包括电力舱、水信舱、燃气舱，短期无法实施。本次优先解决最紧迫的缺电问题，在中分带下按照规划容量单独建设电力管廊，并根据中分带宽度压缩电力管廊尺寸，保证管廊位于中分带之外，避免在路基下设置与公路并行的涉路工程。远期仅需在绿化带中建设水信舱和燃气舱。近远期结合的管线横断面见图1。

图1 管线横断面图（单位：m）

3 管廊设计

管廊位于中央分隔带，施工期间对交通影响较大；建成后，通风口、人孔位于中分带，且通风口高于地面，日常养护、检修、电缆穿线均对公路管理造成影响，因此对管廊通风、排水、出线、结构等进行针对性设计，满足公路管理规定。

3.1 通风口设计

为降低对公路的影响，每个通风区间包含两个防火分区，自然进风与机械排风相结合，进风口与排风口分别设于通风区间两端，相邻通风区间的进风口或排风口相邻设置。

通风口通常设于管廊上方，也可引至外侧绿化带，要求进风口设置在空气洁净的地方，排风口避免直接吹到行人或附近建筑。本工程道路两侧距离民房近，且以商业为主，人流大，不宜将通风口引至道路外侧，同时避免后期道路拓宽时拆除重建通风口，本次将通风口设于管廊上方中分带内。

中分带宽2 m，依据《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81—2017）[5]，设置波纹梁护栏，护栏立柱横向净距0.74 m，波纹梁净距1.34 m，立柱纵向间距2 m。为满足波纹梁护栏设置要求，将通风口与波纹梁护栏相结合进行特殊设计：通风口由合体式改为分体式，在两个通风口之间设置立柱，保证波纹护栏立柱连续设置；由于波纹护栏限制，通风口空间受限，为满足设备安装及日常维修所需操作空间，加大覆土，增加夹层。通风口设计见图2。

图2 通风口设计图（单位：cm）

3.2 排水设计

排水包括中分带排水和管廊内部排水，为减少排水管横穿公路次数，将中分带排水与廊内排水结合处理。为保证中分带排水通畅，在路床顶部设置纵向碎石渗水盲沟，在道路纵断面低凹处、桥涵段等隔断处，设置横向排水管，横向排水管与纵向盲沟通过排水井连接，盲沟集水通过横向钢筋混凝土排水管排出路基，经急流槽流入路堤边沟。廊内排水通过潜污泵提升至管廊顶部排水井，通过横向钢筋混凝土排水管排至边沟。排水设计见图3。

图3 排水设计图（单位：cm）

3.3 人孔井设计

本工程接收单位为电力部门，根据当地电力部门要求，按照电力隧道标准设计。人孔井同时起到电缆穿线、人员进出、逃生等作用，为便于后期养护工作，人孔井间距控制在50～100 m，采用圆形人孔井，内径0.9 m。

3.4 电缆接头室设计

入廊电缆包含110 kV、220 kV 高压电缆，电缆接头大，设计电缆接头室以满足安装要求。接头室长25 m，比标准舱室加宽2 m，加高1 m，每隔250 m 设置一处。

3.5 管廊分支口设计

根据远期规划，全线需在规划路口设置11 处管廊分支，本管廊担负输、配电功能。但是近期无整村改造计划，相交道路暂不实施，近期管廊只担负输电功能，因此综合考虑投资、交通及施工难度，本次仅在相交路口预留分支接口，暂不实施支廊。

管廊分支口出线形式分为支廊出线和直接出线，本次考虑支廊出线。在满足管线衔接和人员通行基本要求的同时，着重考虑缩小沟槽开挖的深度和宽度，降低对公路的影响。因此本次设计未采用局部加高、加宽、设置夹层的常规作法，而是采用支廊平交的方式，在支廊交口处设置吊攀架高电缆，满足人员通行要求。管廊分支口设计见图4。

图4 管廊分支口设计图（单位：cm）

3.6 支架设计

110 kV 电 缆 截 面 主 要 有500 mm2、800 mm2、1 000 mm2、1 200 mm2、1 600 mm2等，每层支架布设3 根电缆，考虑竖向支架宽100 mm，电缆夹具最大尺寸180 mm，则支架长度为640 mm，建议支架长度按不小于700 mm 设计。220 kV 电缆截面主要有1 000 mm2、1 200 mm2、1 600 mm2、2 000 mm2、2 500 mm2等，每层支架布设3 根电缆，考虑竖向支架宽100 mm，电缆夹具最大尺寸275 mm，则支架长度为925 mm，建议支架长度按不小于1 000 mm 设计。

电缆线路运行过程产生较大的热胀冷缩，采用蛇形敷设，支架设置应满足

蛇形敷设安装要求。110 kV 电缆水平支架间距为2.0～3.0 m，220 kV 电缆水平支架间距为4.5～5.5 m。竖直支架用于固定水平支架，其设置间距为2.0～3.0 m，敷设110 kV 电缆时，每个竖向支架在对应位置均安装水平支架，敷设220 kV 电缆时，竖向支架对应位置的水平支架间隔安装，满足蛇形敷设安装要求。

3.7 结构设计

为减少对交通影响，本次设计标准段采用预制拼装管廊，每片预制管廊长2 m，采用企口形式预应力筋连接。预制管廊在产品质量、生产周期、施工进度、工程造价和环境社会效益方面具有明显优势。

3.8 供电负荷

根据《供配电系统设计规范》（GB 50052—2009）[6]的规定，综合管廊内的消防设备、应急照明设备、监控与报警设备应采用二级负荷供电。根据《电力电缆隧道设计规程》（DL/T 5484—2013）[7]的要求，排水泵也属于二级负荷，且要求低压配电系统宜采用专用变压器双电源供电。根据当地电力部门要求，不允许通过蓄电池、移动式柴油发电机的方式解决二级负荷供电，而是采用双变压器供电，采用双主干电缆，双主干电缆到末端切换。

4 结 语

既有公路在不改变公路性质和权属单位，道路两侧也没有实施空间的情况下进行综合管廊建设，通过优化设计，使管廊既能满足功能要求和远期规划，同时也符合公路相关规范和管理规定，主要有以下几点可供参考：

（1）在满足公路机动车道和硬路肩设置标准的前提下，增设中央绿化带，利用中央绿化带敷设市政设施，避免了在路基下设置与公路并行的涉路工程，实现道路改造和管线配套的近远期结合。

（2）改进通风口设计，将通风口与波纹梁护栏相结合，满足公路波纹护栏设置要求。

（3）改进排水设计，将中分带排水与廊内排水相结合，减少排水管横穿公路次数。

（4）改进人孔井等设计。人孔井间距50～100 m，同时起到电缆穿线、人员进出、逃生等作用。设置电缆接头室，间距250 m，满足电缆安装要求。

（5）改进分支口设计。采用支廊平交的方式，在支廊交口处设置吊攀架高电缆，满足人员通行要求，缩小沟槽开挖深度和宽度，降低对公路的影响。