城市綜合管廊經濟斷面空間設計研究

袁飛楊， 劉永剛

(1.浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311200；2.中國鐵路蘭州局集團公司蘭州高鐵基礎設施段，甘肅 蘭州 730000)

0 引 言

自2014年財政部、住建部開展關于城市綜合管廊試點工作以來，我國管廊建設突飛猛進，至今全國共2批25個城市被確定為地下綜合管廊的試點城市，且管廊建設由試點城市逐步推廣至各大中城市。截至目前，全國在管廊建設上的投資累計已突破2 145億元[1]，僅2019年新建管廊項目就超過百個。在管廊建設項目火熱推進背景下，我國城市綜合管廊建設還存在著若干問題，如建設標準有待完善、設計缺乏標準化流程、設計過程多學科交叉等。現結合某市綜合管廊經濟斷面空間設計開展研究，對其設計過程中的若干問題進行探討，為同類設計提供參考。

1 入廊管線確定

根據某市城市總體規劃及綜合管廊專項規劃，確定入廊管道及纜線主要為DN600燃氣管、DN300燃氣管、DN400給水管、DN300中水管、10 kV電力線纜、110 kV電力線纜、220 kV電力線纜及通信線纜等8個類別。

2 管廊經濟斷面空間設計

2.1 斷面形式的比選

本項目管廊建設位于城市新區，地面以上構筑物較少，為減少建設成本，采用明挖現澆施工為主，同時輔以頂管施工。目前國內管廊建設項目中，管廊斷面主要分為矩形斷面、圓形斷面、異形斷面三種類型，其中矩形斷面與其他類型斷面相比，管廊艙室內部空間的利用率更高，在頂管施工中其造價也更具有競爭力。同時鑒于實際施工的便捷性，經綜合考慮，管廊斷面形式確定為矩形斷面。

2.2 管廊艙室劃分

入廊管線中包含燃氣、高壓電力等具有較高安全風險的管線，需要嚴格按照相關規范及標準進行廊內的空間布置。其中，燃氣管道需單獨設艙；高壓電力線纜不能與通信線纜同側敷設[2]，且考慮到高壓電纜運營維護的特殊環境，宜將高壓電纜單獨設艙；中低壓電纜、通信線纜、給水管、中水管可集中在綜合艙中。因此，本管廊可按照多艙管廊進行橫斷面設計，劃分為燃氣艙、高壓電力艙、綜合艙共3個艙室。

2.3 管廊艙室空間的設計

根據規范[2]，管廊內艙室空間主要由入廊管線安裝維護空間和檢修人員、機具通行空間構成。

2.3.1 入廊管線安裝維護空間

入廊管線安裝維護空間主要是為保證管線的正常安裝及運營所必需的維護作業而預留的空間，由于管廊建設造價昂貴，通常會考慮遠期規劃，將艙室斷面空間遵循必須且合理原則，對于不同類型的管廊按最經濟尺寸設計。

(1) 燃氣艙：DN600燃氣管、DN300燃氣管均為無縫鋼管，且為焊接連接，在艙室內設支墩雙側敷設布置。管道安裝凈距如圖1所示。參考表1可得DN600燃氣管安裝一側凈距指標：b1取值500 mm，a取值500 mm，b2取值800 mm。同理，可得DN300燃氣管安裝一側凈距指標：b1取值400 mm，a取值400 mm，b2取值800 mm。

圖1 管道安裝凈距

表1 綜合管廊安裝凈距

(2) 高壓電力艙：考慮未來城市發展需要，將220 kV高壓線纜、110 kV高壓線纜按照多層雙側布置。為保證電纜正常敷設與固定，層間垂直距離應滿足《電力工程電纜設計標準》(GB 50217—2018)的規定[3]。其中，220 kV高壓線纜的支架的安裝設計，按照單層3根電纜布置，按照長度975 mm設計，共布置3層，層間距離設定為450 mm；110 kV高壓線纜的支架的安裝設計，按照單層3根電纜布置，支架長度取為700 mm，共布置3層，高壓線纜支架層間距離設定為350 mm。

(3) 綜合艙：綜合艙中，按照多層雙側布置，由低到高依次放置N400給水管、DN300中水管、10 kV電力線纜、通信線纜等。線纜支架長度取值700 mm，支架間豎直間距取值350 mm。

2.3.2 檢修人員、機具通行空間

為保障檢修人員、機具正常通行，燃氣艙內檢修通道凈寬取值1 m；高壓電力艙內檢修通道凈寬取值1 m；綜合艙內配備檢修車，通道寬度取值2.2 m。城市綜合管廊高度h不低于2.4 m[2]。為保證人員正常進出空間使用，綜合考慮確定管廊斷面各艙室寬度和高度如下：

(1) 燃氣艙：最小寬度b燃min=0.5+0.6+1+0.3+0.4=2.8 m，最小高度h燃min=0.5+0.6+0.8=1.9 m。

(2) 高壓電力艙：最小寬度b電min=0.7+1+0.975=2.675 m，最小高度h電min=0.55×4=2.2 m。

(3) 水信電綜合艙：最小寬度b綜min=0.5+0.4+2.2+0.3+0.4=3.8 m，最小高度h綜min取N400給水管一側，可得h綜min=0.5+0.4+0.8+0.35×3=2.75 m。

綜合以上，可得管廊經濟斷面寬度b=2.8+2.675+3.8=9.275 m，高度h為2.75 m。考慮到后期運營的實用性及未來空間的拓展，管廊斷面只能在此基礎上擴大而不能減小。管廊斷面設計如圖2所示。

圖2 管廊斷面設計圖

3 結 論

(1) 管廊作為市政基礎設施，設計使用年限為100年，在前期設計建造中需兼顧經濟性與區域未來發展要求，可考慮在艙室兩側均設支架，以增大斷面利用率，為未來市政管線敷設預留空間。

(2) 城市綜合管廊設計規范尚待完善。管廊內敷設管線種類多樣，包括電力、通信、燃氣、熱力等，現有規范需進一步細化完善，以保證工程建設質量。

(3) 管廊斷面內部空間設計過程中，按照規范取極限值構成的理論空間為符合規范的最經濟空間，最終方案空間只能擴大而不能縮小。