浅谈城市综合管廊的设计

杨 琨

（天津市市政工程设计研究院，天津市 300051）

1 城市综合管廊概述

城市综合管廊也称综合管廊，即在地下建造集约化隧道，集电力、通信、燃气、给水、中水等两种及两种以上的市政管线于一体，同时设置专门的检修口、吊装口和监测控制系统。地下综合管廊通过统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下，用于铺设市政公用管线，其包括干线综合管廊、支线综合管廊和电缆沟。其中干线综合管廊一般设置于机动车道或道路中央下方，采用独立分舱敷设主干管线的综合管廊，不服务于终端用户；支线综合管廊一般设置在道路两侧或单侧，采用单舱或双舱敷设配给管线，直接服务于临近地块终端用户的综合管廊；电缆沟是封闭式不通行、盖板可开启的电缆构筑物。

地下综合管廊按施工方法划分为暗挖法综合管廊、明挖法综合管廊和预制拼装综合管廊。暗挖法综合管廊一般适合于城市中心区或深层地下空间中的综合管廊建设；明挖一般分布在道路的浅层空间；预制拼装则适合于新城新区或类似硅谷、中关村等的现代化工业园区，城市中的大型会展中心等现代的城市新型功能区。

综合管廊的构成包括管廊本体、标准断面、管廊支线、管线接头井、附设物件、进出人孔、搬运检修口（投料口）、换气口（管廊内设温、湿度调节仪）、有害气体排出口、自然及强制换气口、附属设施（排水、换气、照明设施）以及防灾安全设施。

城市综合管廊作为城市“生命线”，对地下管线设施的保护作用尤其明显，提升了城市供给的安全性；集约化的设计理念有效地利用了道路下的空间，节约了地下空间资源，也杜绝了各专业管线分别不定期开挖，对道路通行和周边环境造成的影响，彻底解决了“拉链路”问题，产生了明显的社会效益和环境效益；同时，地下综合管廊也可结合人防工程作为城市基础设施一并考虑。

2 我国综合管廊的建设背景

国外大城市在建设中已普遍采用地下综合管廊、地下污水处理厂、地下电厂以及其他一些城市防灾设施。其总趋势是将有碍城市景观与城市环境的各种城市基础设施全部地下化。地下空间利用规划是以地铁规划和市政基础设施规划为最先。

在国外，铺设地下综合管廊是综合利用地下空间的一种手段和开端。某些发达国家已实现了将市政设施的地下供、排水管网发展到地下大型供水系统，地下大型能源供应系统，地下大型排水及污水处理系统，地下生活垃圾的清除、处理和回收系统，与地下轨道交通和地下街、地下城相结合，构成了一个完整的地下空间综合利用系统。

从我国目前城市发展的现代化水平看，各地政府大力提倡开发地下空间，用来缓解城市日益增长的土地资源紧缺的问题。城市综合管廊作为城市的“生命线”，首当其冲被地方政府作为地下空间利用的有效措施。建设综合管廊已成为一种发展趋势，已在多地区提出规划建设相当规模的地下综合管廊项目，从而彻底解决“拉链路”问题，创造可观的社会效益和环境效益。

3 地下综合管廊的设计

3.1 设计原则

（1）需配合城市综合管廊的设置目的，并兼顾考虑其安全性、经济性及项目可行性。

（2）综合管廊设计前须事先建立管线系统网络规划。

（3）对于城市老城区改造工程，由于现状设施受限制较多，应考虑将网络系统化的管道统一规划，一并考虑，同步实施；而对新城新区的开发，需优先规划综合管廊系统，分期分布实施完善。

（4）规划设计城市综合管廊要从各专业角度进行考虑，前期做好对相关各专业资料的调查研究。

（5）须考虑设置综合管廊技术的可行性，对地下现状构筑物情况要充分调研，同时考虑路面交通流量及施工工艺上的适应性、安全性等问题。

3.2 设计步骤

（1）基本资料的汇整、补充、收集及分析；

（2）管线需求容量评估及规划近、远期的研究；

（3）干、支线综合管廊断面的设计；

（4）干、支线综合管廊的平面线形设计；

（5）特殊结构的设计；

（6）附属设备构筑物的设计；

（7）综合管廊的安全设计。

3.3 综合管廊管线收容原则

（1）电力与通信管线基本上可兼容于同一管廊空间内（同一舱），但需注意电磁感应干扰的问题，管线需对其容量进行评估及规划近、远期的研究。

（2）煤气管线如规划考虑收容在地下综合管廊内，应以独立于一舱为设计原则。

（3）自来水管线与污水管线（压力管）亦可收容于综合管廊同一舱内，上方为自来水管，下方为污水管线。

（4）综合管廊通常不收容雨水管线（因通常采用重力流的排水方式），除非雨水管线的纵坡与综合管廊的纵坡一样，或雨水渠道与综合管廊共同构造才考虑。一般可将污水管线（压力管线）与集尘管（垃圾管）共同收容于一舱内。

（5）关于警讯与军事通信，因涉及机密问题是否收容于综合管廊内，需与相关单位磋商后以决定单独或共舱收容。

（6）原则上油管不允许收容于综合管廊内，其它输气管线若非属民生管线亦不收容，但若经主管单位允许，则可单独舱收容（参照煤气管线收容原则设计）。

（7）支线综合管廊是引导干线综合管廊内的管线至沿线服务用户的供给管道，因此支线综合管廊一般以共舱收容为原则，包括管线类及缆类。

（8）电缆沟是一种小型支线综合管廊，主要仅收容电力、通信、有线电视及宽带网络系统缆线等，直接服务于沿线用户。

3.4 综合管廊平面线形设计

地下综合管廊平面线形应与道路曲线线形相一致，不得已时可作适当的调整。干线综合管廊平面线形的设计，原则上设置于道路中央的下方，其综合管廊中心线之平面线形应与道路中心线一致。干线综合管廊和邻近建构筑物的间隔距离，须考虑施工时挡土措施的安全距离，更要有足够的施工作业空间，一般应维持在2 m以上。干线综合管廊做平面曲线设计时，应充分了解收容管线的曲率特性及曲率限制。

支线综合管廊及电缆沟原则上仍设置于人行道上，其人行道的宽度至少要有4 m，特殊部可根据需要设在道路交叉口，通风口可设在分隔带上。电缆沟因沿线需拉出电缆接户，故其位置应靠近建构筑物，电缆沟外壁离周边用地地界应有至少30 cm以上之距离以利于电缆布设。电缆沟如需作曲线设计时，应考虑缆沟内收容的各类缆线之弯曲曲率限制。

对于综合管廊的平面线形设计，应对道路现状、未来周边的发展规划情况以及相应管线单位未来发展的需求，做好正确充分的调查研究，以作为近、远期设计方案的考虑。

3.5 综合管廊结构型式及断面尺寸设计

3.5.1 干线综合管廊的结构型式

（1）采用明挖覆盖法施工，其结构型式以矩形箱式为主（见图1）；

图1 矩形箱式断面结构

（2）采用盾构法施工，其结构型式以圆形为主（见图2），随着机械技术的发展，亦可采用矩形盾构方式；

图2 圆形断面结构

3.5.2 支线综合管廊的结构型式

支线综合管廊结构型式一般采用较为轻巧简便型结构（见图3）；

3.5.3 电缆沟结构形式

电缆沟结构形式一般采用单U字型或双U字型结构（见图4、图5）；

3.5.4 综合管廊断面尺寸

图3 轻巧简便型结构

图4 U字型结构

图5 双U字型结构

综合管廊纵断面坡度，除了特殊部外，一般采取纵坡0.2%以上，坡度斜率与平面最小弯度的曲率半径，均受收容管线架设及管最小半径影响。如因受地形限制纵坡越过15%时，应设阶梯及栏杆。

（1）干线综合管廊净高不宜小于2.1 m，宽度依其收容管线类型可采用单舱或多舱的设计，人行通道净宽不宜小于1 m。

（2）支线综合管廊净高不宜小于1.9 m，与其他地下构筑物交叉局部区段净高不应小于1.4 m，当不能满足最小净空要求时，可改为排管连接。

（3）电缆沟不属于密闭空间的工作场所，净深不宜过深，一般为1～1.5 m，净宽为0.9～1.20 m，其作业空间为30～70 cm，最上层托架与电缆沟顶板之距离不宜小于为35 cm，最下层托架与电缆沟底板之距离不宜小于10 cm。

3.6 综合管廊特殊段设计

（1）干、支线综合管廊特殊段的设计

干线综合管廊人员出入口以阶梯设置为原则，若有空间不足，应用时亦可考虑用爬梯方式设置，出入口与通风口、投料口结合设置。采用明挖施工的综合管廊出入口间距不宜大于200 m；采用非开挖施工的应根据综合管廊的地形条件、埋深、通风、消防等条件综合确定。出入口盖板应设有安全装置，以防非专业人员开启。

通风口净尺寸应满足通风设备进出的最小允许限界的要求，自然通风口与强制通风口，以交互设置为原则。

集水井应设于综合管廊断面坡度最低处，每200～300 m设置一个（亦可包含沉砂池，沉淀池及油水分离设备）。集水井容积宜考虑计算每台抽水泵10 min的抽水量，应有0.3 m3以上的沉砂池与1.5 m3的集水量的体积。每一集水井应配备2台（1用1备）抽水泵，设置于集水井上方。为便于抽水泵的维修，应设计检修口；为便于综合管廊的管理，抽水泵应纳入监控系统统一管理。

投料口以设置在道路下方为原则，宜兼顾人员出入功能，投料口间距不宜超过400 m，投料口净尺寸应满足管线、设备、人员进出的最小允许限界的要求。

注意道路上投料口、通风口、出入口等露出地面构筑物的开口处应做好防水措施，以防地表水流入孔内。投料口、通风口、安全孔其外观宜与周围景观相协调。

综合管廊管线分支口（管线分汇室）一般设在道路交叉口的下方，应满足管线预留数量、安装敷设作业空间的要求。设置应考虑附近管线及其它构筑物的相对位置以避免施工上的困难。综合管廊与其他方式敷设的管线连接处，应做好防水和防止差异沉降的措施。

（2）电缆沟特殊段的设计

电缆沟特殊段一般采用多孔管、保护管或箱涵结构。缆线的分汇室、电缆沟的起终点可采用加宽或加深来处理，并加设抽水井等设施。

（3）综合管廊特殊段结构处理

综合管廊应设置变形缝，现浇混凝土综合管廊结构变形缝的最大间距应为30 m，预制装配式综合管廊结构变形缝应为40 m。在地基土有显著变化或承受的荷载差别较大的部位，应设置变形缝，软土地基区域可间隔15 m设置一道变形缝，地基性质急剧变化处及可能发生液化的地基处可设置饶性连接。变形缝缝宽不宜小于30 mm，变形缝应设置橡胶止水带、填缝材料和嵌缝材料的止水构造。

当综合管廊建在软土地基或土性变化较大的地层时，必须进行地基处理，以减少其不均匀沉降或过大的沉降。常用的地基处理方法有压密注浆、地基土置换、粉喷桩加固软土地基等。地下构筑物与独立建设的综合管廊的交接处，必须将综合管廊与地下构筑物采用弹性铰的连接方式，在构造中也应该按弹性铰进行处理，同时还须做好连接处的防水措施。

当综合管廊下穿既有地下设施时，在接头处也有可能产生不均匀沉降，为此也需要在接头部位做成弹性铰接，以使其能自由变形。当综合管廊与非重力流管线交叉时，综合管廊埋深保持不变，其他管线在综合管廊上部（下部）穿越；当综合管廊与重力流管线交叉时，重力流管线的埋深保持不变，局部降低综合管廊的埋深并在既有重力流管线的下部穿越；当综合管廊连续穿越埋深差异较大的重力流管线时，应综合考虑降低综合管廊的整体埋深。当综合管廊与既有地下构筑物交叉时，可通过调整平面布局或立体穿越的方式来实施。同时综合管廊可以同立交基础和地铁等现状地下设施共构共筑。与地铁等运动设施共构时，必须验算车辆运行引起的震动对综合管廊各种管线的影响，如有必要必须加设弹性支座等各种减震、隔震设施。

3.7 防灾设计

3.7.1 防水设计

（1）综合管廊的防水措施有薄膜防水，包括封带防水、沥青防水、油毡防水、水泥砂浆防水、填缝防水。

（2）综合管廊伸缩缝处需采用特殊的防水构造，通常在综合管廊伸缩缝的外围设置环梁，并使用止水板进行防水。

（3）综合管廊的电力、通信等支线接管处，一般在支线接管孔洞里外两侧采用止水钢板，中间填放沥青马蹄脂。

（4）综合管廊产生裂缝的处理对于不渗水的龟裂缝，表面涂抹水泥砂浆后再做一层防水层；对于渗水严重的裂缝，则要钻孔进行内部钻孔灌浆处理。

3.7.2 消防设计

城市综合管廊火灾的危险性不易发现，危险性大，损失严重，控制火势和扑救火灾难度大。

（1）燃气管线不宜与其它市政管线敷设于同一综合管廊舱内，应采用直埋敷设方式，且应与综合管廊保持6 m以上的防火间距。

（2）综合管廊设防火分区，对于控制火灾的蔓延意义重大。综合管廊内防火分区最大间距应不大于200 m，分区应设置防火墙、甲级防火门、阻火包等进行防火分隔。

（3）综合管廊内应设置报警系统，有效地探测初期火灾，尽早发现火情。综合管廊内应选用防潮型探测器。

（4）综合管廊内应设置防排烟系统，通风口为自然与机械通风相结合，可将每个排风系统兼作火灾时的排烟系统，排风机应选用双速高温排烟风机。

（5）日常照明采用40 W防潮荧光灯；应急照明灯按规定设置。

（6）无须设置自动灭火系统，但应配置一定数量的移动式灭火器材。

（7）消防控制室应设在道路的中间段，可与综合管廊控制中心同设于一室，室内配备要完善。

3.7.3 防灾设施

（1）综合管廊内应设置煤气监测报警装置（煤气管线有要求）、温度探测装置、喷雾冷却装置、异常浸水报警系统、侵入监视装置。

（2）综合管廊内应设置电话和有线广播等紧急联系系统。

（3）综合管廊内应设置诱导指示、避难诱导灯等避难诱导设备，能正确、安全诱导入廊者向外避难。

（4）综合管廊内应设置防灾隔离、防水门装置。

（5）综合管廊内应设置多种类型的标识，便于安全管理。

[1]GB 50838—2012，城市综合管廊工程技术规范[S].