地下综合管廊发展及工程要点探讨

王 昂

（天津国土资源和房屋职业学院 建筑工程学院，天津 300270）

0 引言

随着我国城市化进程的不断推进，城市居住人口日益增加，交通拥堵问题、电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修问题等日益严重。十九大报告指出：要坚持新的发展理念，推动新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。为解决由城镇化带来的问题，满足民生的基本需求，提高城市综合承载力，人们考虑将市政管线统一规划设置在同一个密闭空间中，希望通过集中设置管线来减少后期的反复开挖，并希望通过这种集中设置的方式来对管线进行统一管理，提高工作效率和地下空间资源的利用率。这种思路经过实践证明是切实可行的。于是地下综合管廊作为一种综合市政工程迅速发展起来，然而在其发挥明显优势的同时也出现了各种各样的问题，有必要对地下综合管廊进行进一步探讨，为其发展与施工提供借鉴。

1 地下综合管廊概述

传统意义上的地下综合管廊也叫共同沟或市政综合沟。它是城市管道的地下综合走廊，即通过在地下建造一个隧道空间，将给排水管道、燃气管道、供热管道、电力及通信管道等市政工程管线集中布置在指定区域，并设置专门的检修口、吊装口和监测系统，形成集约化、现代化管理的现代市政基础设施。入廊管线的选择可参照表1进行。

表1 入廊管线选择表[1]

随着社会的不断发展，传统意义中的地下综合管廊与地铁、地下道路、地下商业区结合起来，形成了地下立体生活空间。我国目前正在兴建的雄安新区在规划设计中便采用了这种模式。

与直埋市政管线相比，地下综合管廊具有综合性、长效性、低成本性、环保性、可维护性、抗震防灾性、营运可靠性、高科技性的特点，但由于受政府体制等因素以及建设维护资金量的影响，一般地方依靠财政投入难以承受[1]。

新城区的地下综合管廊建设受到外界的干扰少，因此其建设相对较容易。主要需要结合城市未来的发展，使管廊在建设时预留至少未来50年发展所需的空间。老城区由于管线杂乱，规划缺失，建筑物较多，地下综合管廊在施工中对周围环境影响较大，因此在建造地下管廊时的困难较多。需要根据实际情况探索出一条适合老区地下综合管廊建设的新路子。

2 地下综合管廊的发展概况

2.1 国外地下综合管廊的发展

世界上第一条地下综合管廊诞生于1833年的法国巴黎。1861年英国在伦敦开始兴建地下综合管廊，1893年德国在汉堡兴建了第一条地下综合管廊。进入20世纪后，美国、西班牙、俄罗斯、日本、匈牙利等国也陆续开始兴建地下综合管廊。

迄今为止，世界上地下综合管廊建设法规最完善，规划最完整，技术最先进，速度最快的国家是日本。到目前为止，日本已建成地下综合管廊总长度超过2000km，并且已经实现了地下综合管廊与地下空间建设相结合[2]。

2.2 我国地下综合管廊的发展

我国国内第一条真正意义上的综合管廊是1994年在上海张杨路建成的全长约11.13km的综合管廊，这也是我国建设综合管廊的一个标志性起点。随着国家政策、资金的支持和工程技术的不断发展，许多大中城市不断开始进行综合管廊建设的实践探索。

虽然经过几十年发展，但是我国在对综合管廊的研究和实践方面仍然处于起步阶段，相比国外，我国在管理模式、建设技术、投资规模、资金筹措等方面仍有较大的差距。

2.3 我国地下综合管廊发展趋势

我国综合管廊经过起步阶段的探索后，逐渐明晰该领域所存在的主要问题及优化方向。今后我国综合管廊将在以下方面进行改进。

1）法规制度方面：加强相关法规制度的建设，建立专门的管理机构进行专职管理，在地下综合管廊的规划设计中建立地下空间整体规划。

2）整体设计方面：目前我国一部分地下综合管廊与人防工程结合考虑，这种规划设计思路具有很强的实用性。从目前政策导向看，地下综合管廊与海绵城市建设技术相结合已经成为一种发展趋势。地下综合管廊与地下空间建设相结合也成为新兴城区的建设首选。

3）管理及运营方面：目前我国的地下综合管廊投资模式单一，各方利益协调难度大，有偿使用模式推广困难。今后的地下综合管廊必将更多地引入社会资本，采取BOT模式、TOT模式或BT模式进行建设。在采取多种资本投入的同时，地下综合管廊建立合理的收费机制也是今后的一个发展方向。在地下综合管廊的运维过程中，采用先进的管理理念，树立FM管理理念是解决地下综合管廊维护管理的一种有效途径。今后地下综合管廊的管理将逐步建立信息管理智能化平台，利用大数据及云计算、智能监控系统、智能维护系统等信息技术，将管廊内各项设备与信息管理智能化平台互相联通，实现管廊内情况与智能化平台实施联通互动，动态可视化，实时了解内部情况；随时掌握管廊内情况，对管廊进行实时有效管理，将管廊内的各种信息进行整合和共享，方便信息保存、查询及利用[3]。

4）工程技术方面：地下综合管廊采用预制拼装技术是国内外地下综合管廊的发展趋势之一。在设计施工中采用“BIM+GIS”技术已经成为我国工程发展的必然结果。即通过三维数字建模与地理信息系统相结合，进行地下综合管廊及其内部管线的三维模拟，有效模拟出管线的碰撞以及管线出现破裂时的最优疏导方案，避免人员伤亡及能源浪费。另外，随着计算机技术的发展，在地下综合管廊的日常监测和维护中必然越来越多地采用智能化监控平台。利用大数据、云计算、互联网、移动应用等信息化技术，进行管道信息系统建设，为管道信息共享、现场操作、风险监控、快速维抢、完整性管理和决策提供全方位的信息支撑，实现管控一体化，决策智能化。实现管道设施三维数字化、可视化，现场情况与数值模拟实时交汇，管线数据实时收集，应急措施自动分析选择。

3 地下综合管廊的工程要点

3.1 地下管廊的设计要点

地下综合管廊的设计应遵循安全、经济、可持续的原则，在地下综合管廊设计之前需事先建立管线系统的网络规划，在城市地下综合管廊设计时，前期必须做好各个专业的调查研究工作，设计全过程必须坚持专业化的原则，从多角度多专业综合考虑管廊的设计，同时要预留地下综合管廊的扩展接口，为以后的接驳提供条件[4]。

城市地下综合管廊的平纵断面走向需结合城市地下综合管廊沿线的规划用地情况、预估征地拆迁情况、工程地质情况及道路条件确定。目前在确定城市地下综合管廊平面布置时通常优先考虑将地下综合管廊布置在道路下方，较为常用的布置方式有：在道路中央布置（位于路中绿化带下方）、在道路两侧布置以及道路单侧布置（位于路侧绿化带下方）。地下综合管廊的横断面形式与施工方法有直接关系，设计时需要结合管廊内管线的布置情况，并综合考虑管廊内管线是否兼容、管线的后期管理和维修以及设置的管线类型等要求，并结合施工风险及经济合理性来选择最佳的横断面尺寸、仓室布局。常见的横断面形式为矩形、圆形、马蹄形及组合断面形式。常见断面形式如图1所示。

图1 常见地下综合管廊断面形式

我国地下综合管廊多采用明挖法施工，明挖法施工的综合管廊断面形式可采用图2所示断面形式。

在设计地下综合管廊时，还应进行消防、通风、排水、照明及供电等系统的设计，保证地下综合管廊在运维过程中的正常持续使用。

3.2 地下综合管廊的施工要点

1）重视施工前期准备工作

施工前应备齐工程所需的相关图集、规范、施工标准、施工心法等资料。通过图纸审核、图纸会审及技术交底等措施使各方参建人员能够对工程有全方位的细致理解。当施工准备作业就绪后，应该通过施工项目的主要负责人进行专业会审，然后将施工市核结果进行备案整理。

2）合理选择施工工法

目前我国的地下综合管廊施工采用的施工方法有：明挖法、盾构法、矿山法、顶管法及明挖预制拼装法。根据实际工程情况，选取合理的施工方法能够直接影响工程的造价、安全、工期及维护。常用工法的比选如表2所示。

图2 明挖法地下综合管廊常用断面形式

表2 常用工法比选

3）严格控制施工质量

在管理制度及施工工序上要严抓质量，建立完善的质量管理制度，保证施工材料与设备的质量，严格控制施工工序，对施工现场进行监督和管理，同时要做好工程监理工作。

重视测量控制。在施工中应注意在关键点、关键位置加密布置监测点或者加强监控量测频率，保证放线的精度，保证工程变形出现异常时能及时发现并采取措施。

当采用明挖法施工时，要尤其重视深基坑施工安全。在富水地区要严格要求围护结构的施工质量。在开挖过程中要严格按照要求先撑后挖，分层分段对称开挖，严禁超挖。

重视混凝土的施工质量。由于综合管廊结构工程施工的主要作业面位于地面以下，受地下水、作业场地、原有市政管线等因素的影响，混凝土的质量控制相比较于一般市政工程显得更加有难度，同时综合管廊工程具有隐蔽性，更要重点把控混凝土结构质量。

做好附属结构预埋预留施工质量控制。综合管廊主体结构施工中要仔细核对图纸，确定各种工程管线预埋及预留孔，要根据设计管线的实际数量、管径及位置等预留预埋，每次浇注混凝土前认真检查预留孔道和预埋件数量位置是否符合图纸要求，检查无误后方能浇注混凝土。

4）建立完备的应急处理措施

综合管廊多在已建成的城区施工，施工风险较大，无论采用何种施工工法均不可避免地对施工周边的建构筑物及地下管道产生影响。在施工前制订严密可行的应急处理措施。应急预案不仅包含程序、制度上的应急步骤，更要包含对工程自身风险的预估及应急预案、对工程周边环境风险的预估及应急处理预案。在综合管廊施工前，进行风险预估并制定完备可行的应急处理措施具有不可忽视的必要性，也是综合管廊施工过程的要点之一。

3.3 地下综合管廊防水要点[5]

地下综合管廊防水设计应考虑多方面因素，如：水文地质状况、施工方法、气候条件、结构特点和使用条件等。一般情况下，地下综合管廊的防水等级标准应为二级。地下综合管廊的防水设计应以防为主，以排为辅，并遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，经济合理”的设计原则。设计时要坚持以防为主、多道设防、刚柔相济的设计理念。以混凝土结构自防水为基础，以接缝（施工缝、变形缝等）防水为重点，在必要位置设置防水加强层进行防水。

明挖法多采用防水混凝土+全外包防水层做法。喷锚暗挖法防水常用做法是除采用防水混凝土外，尚应在初支与二衬间预铺防水卷材、防水涂料或塑料防水板形成衬垫防水系统，利用该防水层将围岩内的水与二衬隔开。盾构法多采用抗渗管片外涂防水涂料的防水设计。盾构法施工防水的重点是衬砌接缝处的防水，接缝防水的关键是接缝面防水密封材料选择及其设置方式。预制拼装法主体结构的防水设计与盾构法类似，多采用预制主管外涂防水涂料设计。防水的核心为预制管节相互间形成整体。管廊拼缝防水应采用预制成型弹性密封垫为护腰防水措施，防水沟槽形式、放水截面尺寸应与防水弹性密封垫的尺寸及形式相匹配。

4 结语

地下综合管廊作为一种优势明显的市政基础工程，出现在越来越多的城市中。由于其涉及社会、地质、规划、岩土、给排水、消防、人防、电力、监测、信号等多专业，在实际规划设计施工时要细致全面考虑各方面的情况，牢牢抓住每个专业的要点。只有这样才能保证地下综合管廊在实际使用时能够按设想要求发挥最大作用。