城市市政综合管廊安全保障措施

王恒栋

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

综合管廊是指在城市道路、厂区等地下建造的一个隧道空间，将电力、通讯、燃气、给水、热力、排水等市政公用管线集中敷设在同一个构筑物内，并通过设置专门的投料口、通风口、检修口和监测系统保证其正常运营，实施市政公用管线的“统一规划、统一建设、统一管理”，以做到城市道路地下空间的综合开发利用和市政公用管线的集约化建设和管理，避免城市道路产生”拉链路”。

综合管廊在日本称之为“共同沟”，在我国台湾省称之为“共同管道”，在我国大陆地区多称之为“共同沟、共同管道、综合管沟、综合管廊”。

综合管廊于19世纪发源于欧洲，最早是在圆形排水管道内装设自来水、通讯等管道。早期的综合管廊由于多种管线共处一室，且缺乏安全检测设备，容易发生意外，因此综合管廊的发展受到很大的限制[1]。

法国巴黎于1832年霍乱大流行后，隔年市区内兴建庞大下水道系统，同时兴建综合管廊系统，综合管廊内设有自来水管、通讯管道、压缩空气管道、交通信号电缆等。

随着城市建设的不断发展，我国综合管廊建设也在不断发展。1958年，北京市在天安门广场敷设了一条1 076 m长的综合管廊。此后在上海市宝钢建设过程中，采用日本先进的建设理念，建造了长达数十公里的工业生产专用综合管廊系统。

进入21世纪之后，在我国新城镇的开发建设过程中，全国各地开始将综合管廊作为重要的市政配套工程进行建设与示范。先后在上海、北京、天津、重庆、广州、深圳、佛山、大连、青岛、宁波、厦门、无锡、苏州、武汉等地，建设了一大批综合管廊示范工程。

为满足2010年上海世博会办展期间市政建设需要，优化和合理利用地下市政管廊空间，同时兼顾世博园区后续开发，减少市政设施重复建设量及避免主要道路开挖，提高市政设施维护及管理水平，在世博园区主要道路下敷设综合管廊。综合管廊用于收纳沿途的通信、电力、供水、供热、垃圾气力输送系统管线，如图1所示。排水、燃气系统管线需另行敷设。

图1 上海世博会园区综合管廊实景

此外，我国台湾省在20世纪80年代开始兴建综合管廊。目前在台北市、高雄市、台中市、台中县等城市和地区均建有综合管廊。

城市综合管廊工程是重要的生命线工程，其安全运行在一定程度上影响到一个城市的安全运行与功能保障。大量综合管廊工程建设实践表明，综合管廊的结构安全性能、防淹、防火、防人为破坏等关键要素，直接影响到综合管廊的安全运行。

1 综合管廊的结构安全性能要求

为统一房屋建筑、铁路、公路、港口、水利水电等各类工程结构设计的基本原则、基本要求和基本方法，使结构符合安全可靠、经济合理、技术先进、确保质量的要求，我国制定了《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-2008），明确要求结构的设计、施工和维护应使结构在规定的设计使用年限内以适当的可靠度且经济的方式满足规定的各项功能要求。结构应能承受在施工和使用期间可能出现的的各种作用；保持良好的使用性能；具有足够的耐久性能；当发生火灾时，在规定的时间内可保持足够的承载力；当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构能保持必需的整体稳固性，不出现与起因不相称的破坏后果，防止出现结构的连续倒塌[2]。

根据《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-2008）的原则要求，在《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2010）中，综合管廊土建工程设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，除验算整体稳定外，均应采用含分项系数的设计表达式进行设计[3]。

综合管廊结构设计应计算下列两种极限状态：

（1）承载能力极限状态：对应于管廊结构达到最大承载能力，管廊主体结构或连接构件因材料强度被超过而破坏；管廊结构因过量变形而不能继续承载或丧失稳定；管廊结构作为整体失去平衡。

（2）正常使用极限状态：对应于管廊结构符合正常使用或耐久性能的某项规定限值；影响正常使用的变形量限值；影响耐久性能的控制开裂或局部裂缝宽度限值等。

根据《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-2008）的原则要求，综合管廊工程设计应明确工程结构的安全等级。安全等级应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、对社会或环境产生影响等）的严重性，采用不同的安全等级，共分为一级、二级、三级。

对房屋建筑结构而言，对破坏后果很严重，对人的生命、经济、社会或环境影响很大的大型的公共建筑，安全等级为一级；对破坏后果严重，对人的生命、经济、社会或环境影响较大的普通的住宅和办公楼，安全等级为二级。

对公路桥涵结构而言，按照结构的类型确定不同的安全等级。对重要结构如特大桥、大桥、中桥、重要小桥，安全等级为一级；对一般结构如小桥、重要涵洞、重要挡土墙，安全等级为二级。

参考房屋建筑结构和公路桥涵结构，对照综合管廊结构实际特点和破坏后造成的后果，确定综合管廊的结构安全等级为二级。但考虑到地下工程建设的特点和工程使用的要求，综合管廊工程的结构设计使用年限不宜低于100 a。

2 综合管廊防淹措施

城市市政综合管廊工程一般敷设在城市道路下面，为典型的地下构筑物。根据综合管廊工程使用要求，在综合管廊顶板上部预留一定数量的通风口、投料口、人孔等构筑物。这些构筑物由于使用功能的需要，必须同外部空间联通，这样在暴雨或洪水期间就存在道路地面水倒灌综合管廊的安全隐患，影响到综合管廊的安全运行。

一般情况下，投料口、人孔均可以作成密闭式结构，保证地面水不会倒灌到综合管廊内。但对于通风口尤其是自然通风口，由于需要空气置换的要求，必须保证有一定的通风面积同外部联通。为了防止道路地面水倒灌，对于设置在绿化带位置的综合管廊通风口，其百叶窗的底部应高于城市防洪排涝水位以上300～500 mm，如图2所示。

图2 地面式综合管廊通风口实景

由于道路景观要求的限制，综合管廊通风口不能作成地面式而只能作成地表式时，则应在综合管廊通风口内部设置防淹门，防止地表水倒灌。

3 综合管廊防火措施

综合管廊内存在的潜在火源主要是电力电缆因电火花、静电、短路、电热效应等会引起火灾。另一种火源是可燃物质如泄漏的燃气、污水管外溢的沼气等可燃气体，容易在封闭狭小的综合管廊内聚集，造成火灾隐患。由于综合管廊一般位于地下，火灾发生隐蔽，不易察觉。另外，综合管廊的环境封闭狭小、出入的人孔少，火灾扑救难。火灾时，烟雾不易散出，增加了消防员进入的难度。

综合管廊防火最主要的措施应以预防为主，通过设置合理的防火分区，把火灾事故限制在最小范围内。综合管廊内一般可每隔100～200 m设置防火墙，形成防火分区。防火墙上设常开式甲级防火门。各类管线穿越防火墙处用不燃材料封堵，缝隙处用无机防火堵料填塞，以防止烟火穿越分区。

综合管廊的灭火设施根据综合管廊的建设规模、收容管线等确定。综合管廊内常用的灭火设施有灭火器、水喷雾灭火系统等。

（1）灭火器：综合管廊内均需设置灭火器。综合管廊为一相对封闭的无人空间，为检修巡视时万一发生火灾工况，应在每个防火分区的人孔和通风口集中设置手提式灭火器，及时扑灭火灾。

（2）水喷雾系统：a.设置场所：敷设电缆、光缆的综合管廊宜设置水喷雾系统。水喷雾系统的设置标准为防护冷却。b.水喷雾系统的布置：水喷雾宜按综合管廊的防火分区分组设置。每组水喷雾系统内设置的喷头数量按将保护区域全覆盖确定。系统水量由室外消火栓或消防泵房供给，每个防火分区内的水喷雾喷头宜同时作用。水喷雾系统在每组雨淋阀前宜为湿式系统。但工程中也有将管路系统设置为干式系统的，火灾时由室外消火栓及水泵接合器供水，构成临时高压水喷雾系统。一般来说，湿式系统可靠性高，灭火系统响应时间快。但因雨淋阀前的管道内充满压力水，故日常管道的维修保养的要求较高。而干式系统管道内一般无水，其维修保养方便。但灭火系统响应时间相对较长。如要减少响应时间，则水泵接合器与室外消火栓设置数量相应增加。在长度较长或电缆、光缆敷设较多的综合管廊内宜采用湿式系统。

（3）其他灭火设施：敷设电缆、光缆的综合管廊，可采用脉冲干粉自动灭火装置。该装置不需要喷头、管网、阀门和缆式线型感温报警系统等繁多的设施，安装简单。

由于综合管廊在施工和检修、维护时有人员进出，特别在燃气综合管廊内布置有易燃气体的管道，为确保人身安全和管线运行安全，综合管廊内应设置火灾报警系统。该系统应具有高可靠性及稳定性，技术先进、组网灵活、经济合理、容易维护保养，并应具有扩展功能，抗电磁干扰能力强。火灾自动报警系统作为独立的系统，以通信接口形式与中央计算机建立数据通信，并在显示终端上显示火灾报警及消防联动状态。

4 综合管廊防人为破坏措施

我国的综合管廊工程大多建造在新城区，由于新城区处于建设阶段，相对人员较少。由于综合管廊内部有大量的电缆和金属物，因此人为盗窃造成综合管廊安全运行事故时有发生。在综合管廊的建设、管理及运行方面，需要有强有力的管理机构进行协调、管理。

为规范中国2010年上海世博会园区管线综合管廊的建设和管理，上海市人民政府制定了沪府发〔2007〕24号文，《中国2010年上海世博会园区管线综合管廊管理办法》（2007年7月27日）。明确了世博综合管廊的行政管理部门，发展改革、规划、土地、建设、财政、价格、监察等相关管理部门按照各自职责，协同实施管理职能[4]。

综合管廊的维护管理单位应保持综合管廊内的整洁和通风良好；搞好安全监控和巡查等安全保障；配合和协助管线单位的巡查、养护和维修；负责世博综合管廊内共用设施设备养护和维修，保证设施设备正常运转；综合管廊内发生险情时，采取紧急措施并及时通知管线单位进行抢修；制定综合管廊应急预案。

综合管廊的管线单位应当对管线使用和维护严格执行相关安全技术规程；建立管线定期巡查记录；编制实施综合管廊管线维护和巡检计划。在综合管廊内实施明火作业的，还应当严格执行消防要求，并制定完善的施工方案。

在综合管廊安全保护范围内，禁止从事排放、倾倒腐蚀性液体、气体；爆破行为；擅自挖掘城市道路；擅自打桩或者进行顶进作业。确需挖掘城市道路的，应当经过上海市市政工程管理机构审核同意，并采取相应的安全保护措施；确需从事打桩或者顶进作业的，应当在施工的5 d前向上海市市政工程管理机构报告，提供相应的施工安全保护方案，并在施工中按照该保护方案采取安全保护措施。

需要进入综合管廊的人员应当向维护管理单位申请，维护管理单位应有人员同时到场，但相关维护人员或依法执行公务者因紧急事故进入或使用的除外。未经同意擅自进入综合管廊的，维护管理单位应当及时制止。

5 结语

综合管廊工程是城市的重要生命线工程。为了保证综合管廊的安全运行，应从综合管廊结构安全性、防淹、防火、防人为破坏等方面入手，明确综合管廊的安全保障措施。

综合管廊工程在100 a的设计使用年限内，结构应能承受在施工和使用期间可能出现的的各种作用；保持良好的使用性能；具有足够的耐久性能；当发生火灾时，在规定的时间内可保持足够的承载力；当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构能保持必需的整体稳固性，不出现与起因不相称的破坏后果，防止出现结构的连续倒塌。

综合管廊的地面式通风口百叶窗的底部应高于城市防洪排涝水位以上300 mm～500 mm；地表式综合管廊通风口应在综合管廊通风口内部设置防淹门，防止地表水倒灌。

综合管廊防火最主要的措施应以预防为主，通过设置合理的防火分区，把火灾事故限制在最小范围内。配备合理的灭火设施及时扑灭火灾。设置完整的火灾监控系统，及早发现火灾灾情。

在综合管廊的建设、管理及运行方面，需要有强有力的管理机构进行协调、管理，防止人为破坏。

[1]杨新乾编著.共同管道工程（初版）[M].台北.：詹氏书局，1992.

[2]GB50153—2008，工程结构可靠度设计统一标准[S].

[3]GB50838—2010，城市综合管廊工程技术规范[S].

[4]上海市人民政府.上海市人民政府管理条例，中国2010年上海世博会园区管线综合管廊管理办法（沪府发〔2007〕24号）[Z].2007.