一線城市綜合管廊設計中的難點與對策

陳炳求

（中交第四航務工程勘察設計院有限公司 廣東廣州 510230）

引言

綜合管廊，即地下城市管道綜合走廊，是通過在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，并設置專用的檢修、吊裝設施與監測系統，以實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理的工程。通過充分利用地下資源，以緩解城市日益緊張的土地資源問題。另外，在一線城市布設綜合管廊，對提高居民的生活質量，實現城市的現代化管理有著重要作用。所以，應將城市管廊的布設看成是民生之本，從根本上提高管線的安全性能，以消除城市中由于地上網式線路的鋪設所帶來的負面影響，進而不斷推動現代化城市的建設進程。本文將以廣東省廣州市中心敷設管廊為例，對管廊設計中的難點以及解決對策展開分析。

1 管廊設計的基本要求

廣東省廣州市的綜合管廊長度約為5km，覆蓋范圍為4.5km2。本文對于該管廊設計主要從溝型選擇、入廊管線、斷面設計等幾個方面來進行分析。

1.1 管廊設計中的溝型選擇

在廣州市綜合管廊設計中，溝型選擇要結合綜合管廊的基本類型來進行，主要管廊類型包括：干線綜合管廊，通常設置在機動車道或者主要交通道路的中央下方，用于連接原站和支線綜合管廊；支線綜合管廊，是指設置在城市機動道路的兩側或者一側的管線，一般直接為管線臨近地區的終端用戶服務；纜線綜合管廊，是指采用封閉式不通行、可開啟的蓋板所構筑的溝型結構。溝型的選擇都要從工程的總設計結構來看，設計和建設都要符合總設計要求，使得城市管廊設計實現綜合效益最大化。

1.2 入管廊管線的選擇

對于城市綜合管廊設計而言，入廊管線的選擇極為重要，如天然氣管道、熱力管道、給排水管道的設置等，但并非所有管線設適合納入管廊設計之中。對于廣東省廣州市的管廊設計案例，入廊管線的分析如下：

（1）燃氣管線：燃氣管線由于管中介質為易燃易爆的毒性氣體，如果發生泄漏可能會引起極大災害，所以，應采用傳統的直埋敷設方式來進行設計，不能使用獨立分艙敷設，這樣不僅會加大工程建設的成本，還會增加管廊管線的維護管理難度，因此，國內很多的燃氣管線都不納入管廊設計的范圍內。

（2）排水管線：對于排水管線的設置而言，由于排水管線多為重力流管道，應考慮外部排水系統水位變化、沖擊載荷等對綜合管廊內管道運行安全的影響，所以將其設置在管廊中，會增加管廊的埋深和斷面的尺寸，從而影響項目投資成本，施工及管理維護較為困難，所以，排水管線的設置通常采用直埋敷設方式。

（3）電力電纜：電力電纜應選擇不燃或阻燃電纜，電力電纜入廊，不占用上部地面空間，也無需建設電桿，同時，也不容易遭受霜凍、雨雪等氣候災害的影響。因管廊的鋼筋混凝土具有屏蔽功能，所以降低了工頻磁感應的強度。此外，也可使電力電纜的傳輸性能平穩，分布電容大，具有發展為大容量、超高壓的優勢，降低了建設成本和運行維護難度。

（4）給水管線：給水管線主要用于輸送飲用水，物理化學性能無害且穩定，同時，給水管發生破損時，廊道中的水排出后，不會影響管廊內的對其它管線。給水管屬壓力流管線，所以，它的鋪設與布置不受地形、坡度等影響，可優先將其納入管廊之中。

（5）熱力管線：熱力管線應選擇無縫鋼管、外護管、保溫層緊密結合為一體的預制管，當管中介質為蒸汽時，應通過排風管引到綜合管廊的外部安全空間，并和周邊環境保持協調保溫材料需選擇不燃或難燃性材料。熱力管線主要用于北方的供暖區，將熱力管線納進城市綜合管廊之中，有利于后期的管理和維修工作。

（6）通信管線：當前，城市通信主要采用光纖電纜，光纖不易受到廊道中其它管線的電磁輻射影響。在綜合管廊中，鋪設光纖主干網，并利用市場行為對各個通信企業的帶寬實施再分配，如避免鋪設干網的同質化競爭，使社會資金與企業資源得到大幅節約，可保證通信線路的安全性。

綜上所述，出于對成本和施工管理難易程度的考慮，燃氣管線不納入綜合管廊內，給水、電力及通信管線在綜合管廊內敷設。

1.3 管廊設計中的電纜選擇

在城市綜合管廊設計中，成本費用被置于安全性之后，使用安全是設計的前提條件，尤其對于敷設在城市密集性地區的管廊而言，都設置有電氣和供電設備，其中就包括電纜。國家為了提高其安全性，都對相關材料的選擇給予一定的規范，保證電纜等材料的使用安全性。但是對于管廊安全的保證，不僅僅局限于材料設備，單單就電纜而言，還需要符合以下原則：使用于照明系統所設置的電纜供電距離不能超過300m；用于配電線路的電纜材料（電纜外皮）要使用阻燃材料，或者稱之為阻燃導線；在使用于監控消防系統所使用的供電設備功率不能超過8kW，且供電距離要保證在200m左右，不能超過240m；所有用于供電的電纜都要敷設在管廊內部支架的上層部分，用于監控管理的電纜單獨置于一層，其余系統所使用的電纜都選用10kV的規格。

2 管廊設計中的難點和解決對策

由于管廊設計一般在地下作業，通常對于施工的設備和條件的要求都較高，以下是管廊設計時需要注意的幾個方面內容。

2.1 橫斷面的設計

城市綜合管廊的斷面形式一般分為兩種，圓形和矩形，由于后期管線的設置位置較難判斷，所以斷面形式的選擇是管廊設計中的設計難點。圓形斷面的優點是具有很強的承載性能，適用于一些大型復雜工程中，比如修建穿越河道的管廊，對敷設深度要求，缺點為成本較高，工程量較大。而矩形斷面的承載性相對較弱，但該斷面形式具有施工建設成本低、維護管理方便、綜合效益高等優點，因此，應用的較為廣泛，如新的開發區和新道路的建設等等，通常在較為空曠的地區使用，內部的空間利用率較大。該管廊橫斷面采用單艙結構的矩形斷面，管廊凈空3×3m，電力管線的和其他掛線置于不同的側端。

2.2 平面設計

根據管廊設計的設計標準，綜合管廊的頂部要設置各種孔口，比如高于地面的通風口，便于管廊維護管理的檢查口，進行建設的投料口等等。管廊節點的設計及布局是管廊設計中的一大難點。在該管廊設計中，市政道路綠化帶寬度為4.5m，管廊寬度為10m，規劃道路紅線寬度為50m，滿足管廊的設計要求，總長度為5km，管廊的控制中心設置在面積約為500m2的建筑物內，建筑風格從簡，并且在管廊的每個艙室都要設置人員的出入口、吊裝口、逃生口等。

2.3 縱斷面的設計

在綜合管廊的設計中，盡管縱斷面和橫斷面的設計方法不同，但設計難度同樣存在。在進行大型管廊設計時，管廊節點、主體結構的覆土深度應按照地下設施的豎向規劃、車輛載荷、凍深設計等因素來進行確定。同時，除了考慮管線的敷設和運輸是否便捷外，管廊的上部覆土深度還應滿足各種支管和管線的要求，該市的覆土深度為大于3m。在廣州市管廊設計工程中，由于管廊設置的地域特點，需考慮河道深度對管廊埋深以及埋深抗浮要求的影響，因此在進行縱斷面的設計時，要結合土方量以及各種管線的設置限制，選擇局部下臥或者上穿的設計方式。

2.4 系統的設計

除了城市綜合管廊設計必備的通風、照明、排水、消防等系統以外還要設計維護管理系統，來保證管廊使用的安全性。由此可見，城市綜合管廊設計中的系統設置多而雜，且作業量較大。在廣東省廣州市的管廊設計中，設置了以下幾個重要系統：消防系統，為了管線的安全運行，可在各防火分區以及交叉部位、標準段等通過設置防火墻、防火門、阻火包等措施進行防火；通風系統，分為自然進風、機械排風和機械進風、機械排風兩種，主要區別在進風方式上，由于常規段綜合管廊設有通風口，可采用自然進風，而天然氣管艙和含污水管艙為封閉管艙，所以必須采取機械通風形式，以及時排出毒性氣體，確保管廊內部的空氣質量；供電和照明系統，主要用于照明和停電應急設備；監控和報警系統，定期對管廊的內部環境進行監測，保證管廊內部的安全指數；排水系統，主要排出管廊內的結構滲水、管道檢修放空水等。

3 結束語

綜上所述，綜合管廊的設置符合城市的現代化發展需求，隨著城市建設的推進，城市管廊建設工作的不斷深入，管廊形式和數量都將有所不同。但由于受當前技術能力、城市發展水平的限制，使得綜合管廊的敷設存在一定困難，在各種設計和施工過程中需要解決的難點問題很多，這也符合我國管廊設置初步階段的現狀，因此，我們必須不斷完善相關的設計管理機制，做好城市綜合管理相關工作，以促使綜合管廊在城市現代化建設中發揮出更大的綜合效益。