城市地下綜合管廊設(shè)計(jì)和建筑特點(diǎn)探究

沈張

為改善當(dāng)前城市地下管線(xiàn)管理存在的松散、零亂現(xiàn)狀，通過(guò)建設(shè)地下綜合管廊實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、規(guī)范化管控。地下綜合管廊是指利用城市地下空間，建造容納電力、燃?xì)?、給排水、通信等管線(xiàn)的專(zhuān)用隧道，通過(guò)設(shè)置專(zhuān)門(mén)的檢修口、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，提升管線(xiàn)管理能力，提升市政綜合服務(wù)質(zhì)量。為推動(dòng)地下綜合管廊建筑形式普及，應(yīng)明確其特點(diǎn)，并重點(diǎn)把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以此保證綜合管廊適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展。

一、城市地下綜合管廊建筑類(lèi)型及特點(diǎn)

地下綜合管廊按照使用功能的不同，一般可分為兩種常見(jiàn)形式。比如干線(xiàn)管廊則是布置在城市主干道路的下方空間，為支線(xiàn)提供相應(yīng)的配送服務(wù)，主要收容通信管線(xiàn)、有線(xiàn)電視線(xiàn)、電力管線(xiàn)、燃?xì)夤芫€(xiàn)以及給水線(xiàn)路等。同時(shí)在部分城市中也在干線(xiàn)綜合管廊中設(shè)計(jì)有雨污系統(tǒng)，主要特征為結(jié)構(gòu)的斷面尺寸相對(duì)加大且覆土厚度較深，系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定、輸送量較大，在運(yùn)營(yíng)期間安全性高，同時(shí)對(duì)檢修維護(hù)的要求也相對(duì)較高。而支線(xiàn)綜合管廊則是位于兩側(cè)道路的人行車(chē)道下方，能夠與主干線(xiàn)管廊形成相互配合，收容管線(xiàn)與主干線(xiàn)管廊基本相同。該類(lèi)管廊建筑的突出特點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)斷面以矩形為主，有效斷面較小，同時(shí)施工成本較低，并具有高穩(wěn)定性和安全性。

如對(duì)地下綜合管廊按照斷面形式進(jìn)行劃分，則有矩形、圓形、異形等綜合管廊，具體選用標(biāo)準(zhǔn)則是按照市政管線(xiàn)種類(lèi)、數(shù)量以及施工條件、地下空間情況等而定。不過(guò)目前階段在我國(guó)城市地下綜合管廊的設(shè)計(jì)中，仍是以矩形斷面為主，具有價(jià)格低廉、利用效率較高、維護(hù)難度小、便于管道敷設(shè)等優(yōu)勢(shì)，在新建小區(qū)以及橋梁道路下方空間得到廣泛應(yīng)用。

除此之外，按照艙室數(shù)量對(duì)地下綜合管廊進(jìn)行類(lèi)型劃分，則有單艙、雙艙、多艙管廊等，在設(shè)計(jì)中往往是按照管線(xiàn)收容的種類(lèi)和數(shù)量等情況合理選擇。

二、城市地下綜合管廊設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 科學(xué)規(guī)劃平面布局

對(duì)于城市地下綜合管廊的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)保障管廊平面布局的規(guī)劃具有科學(xué)性。即是按照城市地下空間使用規(guī)劃進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)。如果遭遇地下軌道交通線(xiàn)路，應(yīng)當(dāng)盡量保障與其一致性，不得對(duì)原有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行破壞或私自改動(dòng)，充分確保地下空間綜合利用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。如果地下綜合管廊在特殊情況下出現(xiàn)交叉情況，應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行線(xiàn)路規(guī)劃，尋找影響原因，最大限度避免線(xiàn)路交叉或沖突。

另外，在平面布局規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)注重結(jié)合城市功能分區(qū)、建設(shè)用地布局以及道路網(wǎng)等規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證各領(lǐng)域具有良好的適應(yīng)性。比如在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)人員需要全面了解城市地下管線(xiàn)的現(xiàn)狀，基于城市道路、地下軌道交通、電力、熱力、給排水、通信等專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，合理確定平面布局。同時(shí)對(duì)地下綜合管廊的布置應(yīng)盡量選擇在道路兩側(cè)地塊，偏重對(duì)公共管線(xiàn)需求較大的一側(cè)。同時(shí)盡量將地下綜合管廊投料口、通風(fēng)口、出入口等配套設(shè)施與地面道路景觀、公共服務(wù)功能等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。

2. 明確管廊制作設(shè)計(jì)方法

在地下綜合管廊的制作設(shè)計(jì)方面，針對(duì)不同的城市特點(diǎn)應(yīng)當(dāng)規(guī)劃不同的施工工藝以及廊體制作方法。通常情況下，在新城區(qū)地下綜合管廊設(shè)計(jì)中，主要采用明挖現(xiàn)澆法進(jìn)行施工，具有成本投入較低的優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)要注意對(duì)于城市體系相對(duì)完善的省會(huì)城市中，如采用直接開(kāi)挖溝槽的方式將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的交通阻塞現(xiàn)象，可適當(dāng)選用暗挖法或者頂管施工、盾構(gòu)施工等，聯(lián)合地下軌道交通施工、地下綜合體施工進(jìn)行整體作業(yè)。合理設(shè)計(jì)支護(hù)體系避免對(duì)周?chē)ㄖ铩⒙访娈a(chǎn)生不利影響。另外在部分項(xiàng)目工程中，除采用現(xiàn)澆施工作業(yè)外，還可開(kāi)展裝配式建筑施工模式，不過(guò)前提是具有充足的空間用于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)以及大型機(jī)械作業(yè)，有助于縮短施工周期，盡可能提高施工效率。

3. 優(yōu)化管廊斷面設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)各地區(qū)對(duì)于地下綜合管廊的斷面設(shè)計(jì)形式，大多以矩形為主，并采用多艙管廊，有利于收容各類(lèi)地下敷設(shè)管線(xiàn)。不過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員需要全面考慮各個(gè)管線(xiàn)之間所產(chǎn)生的相互影響，按照不同線(xiàn)路設(shè)計(jì)差異化的布置方式。目前對(duì)于管廊斷面的設(shè)計(jì)主要有縱斷面和橫斷面兩方面，并依據(jù)其斷面形式合理布置各類(lèi)管線(xiàn)。首先，設(shè)計(jì)綜合管廊縱斷面時(shí)，主要參考因素為管廊結(jié)構(gòu)在道路橫斷面下的具體位置、排水管道與地下人行通道等與管廊出現(xiàn)的交叉跨越情況、結(jié)構(gòu)抗浮能力、車(chē)載荷載對(duì)管廊結(jié)構(gòu)的影響、管廊縱坡變化是否滿(mǎn)足管線(xiàn)折角要求等。其次，在橫斷面設(shè)計(jì)中，對(duì)其面積、尺寸等參數(shù)的確定，應(yīng)參考管廊內(nèi)部功能。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合考慮通風(fēng)、排水、送電等情況。對(duì)于具有特殊要求的空間可采用單獨(dú)設(shè)計(jì)方式。按照地下環(huán)境的地質(zhì)情況、交通情況開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)分析，不得對(duì)其他建筑物產(chǎn)生破壞。根據(jù)縱斷面以及橫斷面的設(shè)計(jì)要求，需優(yōu)化各類(lèi)管線(xiàn)在廊體內(nèi)的布置，具體如下：

（1）針對(duì)給排水系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮其屬于一類(lèi)壓力管道，對(duì)其他管線(xiàn)的影響程度較低，而且在日常維護(hù)中具有檢修頻率高等特點(diǎn)，可入廊并靈活布置。

（2）對(duì)于雨水及污水管道的設(shè)計(jì)，則要保證其具有一定的坡度，每間隔一段距離需設(shè)計(jì)檢查井設(shè)施。同時(shí)由于雨水和污水中可能含有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，很容易對(duì)管壁產(chǎn)生侵蝕作用，因此不得對(duì)其采用入廊布置。如有特殊要求必須入廊，則要更嚴(yán)格、細(xì)致的設(shè)計(jì)斷面形式。

（3）對(duì)于熱力管道的斷面布置設(shè)計(jì)，則是考慮其在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)散發(fā)出大量熱量，導(dǎo)致管廊設(shè)施內(nèi)的溫度有所升高，對(duì)其他管線(xiàn)具有較大的影響。因此相關(guān)人員可針對(duì)熱力管道的入廊設(shè)計(jì)科學(xué)的保溫隔熱處理措施，嚴(yán)禁與電力纜線(xiàn)等設(shè)計(jì)為同艙。

電力線(xiàn)路的布置則是注重溫度以及絕緣性等因素，避免管線(xiàn)相互影響，需分開(kāi)設(shè)置。

4. 科學(xué)設(shè)計(jì)管廊主體結(jié)構(gòu)

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的地下綜合管廊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。應(yīng)當(dāng)明確總體設(shè)計(jì)方案，依據(jù)入廊管線(xiàn)需求、景觀對(duì)管廊設(shè)施需求等，對(duì)施工工藝模塊進(jìn)行有效優(yōu)化，促使管廊得到合理運(yùn)用。在具體工程中對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)按照沿線(xiàn)不同地段的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，并綜合周邊地面建筑物、構(gòu)筑物、管線(xiàn)、道路交通等進(jìn)行考慮，盡量保證管廊結(jié)構(gòu)的構(gòu)件簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便，且具有經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。在施工設(shè)計(jì)方面可采用裝配式建筑模式、引進(jìn)BIM技術(shù)，促使地下綜合管廊結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足市政管線(xiàn)服務(wù)的具體要求，提升日常運(yùn)行質(zhì)量和效率。

表1 我國(guó)城市地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

三、結(jié)語(yǔ)

圖1 城市地下綜合管廊斷面設(shè)計(jì)示意圖

綜上所述，基于城市地下綜合管廊設(shè)施的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，需進(jìn)一步規(guī)范設(shè)計(jì)方案。結(jié)合實(shí)際工程環(huán)境以及管線(xiàn)管理需求等，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。在具體實(shí)踐中，則應(yīng)當(dāng)落實(shí)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)原則，明確地下綜合管廊的建筑類(lèi)型和特點(diǎn)。重點(diǎn)把握科學(xué)規(guī)劃平面布局、明確管廊制作設(shè)計(jì)方法、優(yōu)化管廊斷面設(shè)計(jì)、科學(xué)設(shè)計(jì)管廊主體結(jié)構(gòu)等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步保障管廊設(shè)施符合城市經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展要求，推動(dòng)城市生活質(zhì)量提升、促使各維度空間全面發(fā)展。