城市新区综合管廊的设计与探讨

孟 华 张守奇 荆 珂

(1、淄博高新城市投资运营集团有限公司，山东 淄博255000 2、淄博高新技术产业开发区规划建设土地局，山东 淄博255000）

1 工程背景

我国城市现代化建设的过程中，较多城市已开始探索并实施综合管廊的建设，先后有北上广深及济南、重庆、杭州等城市建设综合管廊，积累了一定的设计、施工、管理经验，这些均为综合管廊进一步建设提供了有效经验。 结合淄博市高新区科学城的规划和建设，采用地下综合管廊是一个很好的机遇。 随着城市建设的飞速发展，空间的大量利用，人口加增，城市环境和资源愈发紧张。在发展初期建设综合管廊，可以避免资源浪费、地下管线杂乱无章及地面道路被频繁破坏的现象，不仅保证管线的合理布置和良好运营，也对新城区道路的畅通和美观起到了重要的作用。

2 工程概况

淄博高新区高铁新城基础设施建设项目管廊工程，共包括 5 条道路的地下综合管廊。 分别是：a.化北路地下管廊：西起高新西界，东至西五路；b.站西路地下管廊：南起化北路，北至高铁北线；c.辛曹西路地下管廊：南起高新区南界，北至高新区北界；d.果周南路地下管廊：东起鲁信路，西至高新区西界；e. 北辛路地下管廊： 西起高新区西界， 东至赵庄路；总长约17.015km。

3 设计原则

3.1 综合管廊的建设应结合城市道路建设和各类市政管线的规划进行设计，管线应满足各类管线的维修运营管理要求。

3.2 最大限度选择尽可能多的市政管线进入综合管廊，以保证管廊的使用效率。 确保各管线设置合理，各管线之间避免干扰，保证其运行安全可靠。

3.3 综合管廊需考虑设置供配电、排风、给排水、通信、照明、火灾报警等配套设施系统。

3.4 综合管廊的断面布置应紧凑合理， 在经济上满足要求。 在综合管廊使用效率、工程造价、建设周期、管道收益之间取得平衡。

3.5 综合管廊应同步设计管线分支、维修人员、设备材料进出的出入口；综合管廊应考虑预留进出空间，以利于布设各类管线的过路管廊。

4 设计内容

设计内容包含，总体设计、横断面设计、路由设计、纵断面设计、防火分区设计、附属构筑物设计、电气设计。

4.1 总体设计

4.1.1 综合管廊设计年限100 年。

4.1.2 综合管廊高程确定：管廊的正常覆土采用2.8m，特殊段最小覆土不小于1.0m， 管廊顶板结构上可适当考虑绿化以及景观。 纵坡除特殊情况外原则上和道路辅道保持一致。

4.1.3 综合管廊采用矩形箱涵的结构形式，分为双仓，其中给水、通信、中水及预留管设为一仓，电力管线设为一仓。

4.1.4 每隔200m 左右设置一个防火分区，每个防火分区作为一个设计单元；每个防火分区电力仓和综合仓各设置一处进料口，电力仓进料口用于高压、中压电缆进线，综合仓进料口用于给水、中水和通信进线。

4.2 横断面设计

综合管廊设置模式及空间尺寸， 直接关系到综合管廊的造价、安全、功能和运营管理，是设计管廊时应考虑的重要问题和技术关键。 横断面设计主要包括断面形式设计和断面尺寸设计，其中断面形式应与管线种类、施工工艺及地质条件有关；其断面尺寸与市政管线所需预留空间有关，应满足各类管线的布置、敷设、运行、维护及扩容的需求。当干、支线综合管廊内两侧均设置支架与管道时，人行通道最小设计净宽应当≥1.0m；当单侧设置支架和管道时，人行通道最小设计净宽应当≥0.9m。

4.3 线型设计

综合管廊路由设计要求满足功能齐备、安全畅通、规范有序、舒适便利、经济合理的要求。同时在满足管道使用需求的前提下，应结合道路的建设计划，考虑建设的分期实施、近远期结合方案，进行合理布置。 线型设计原则：

4.3.1 满足国家现行相关技术标准和规范的要求。 符合规划管线的布置要求，充分发挥管廊为道路两侧组团服务的作用，满足两侧景观需求。露出地面的构筑物、检修口躲开机动车道设置。

4.3.2 综合管廊平面线形与所在道路平面线形基本一致。对于圆曲线半径，满足敷设管线的最小转弯半径及要求，并尽量与道路圆曲线半径一致。 综合管廊变截面、折角应满足各类管线转弯半径要求。

结合道路两侧地块用地性质及现场实际情况， 本次推荐综合管廊线位于道路两侧绿化带下。

4.4 纵断面设计

综合管廊纵断面设计主要由相交的市政道路、给排水及通信电力等管道标高制约。 纵断面设计主要考虑以下原则。

4.4.1 综合管廊的覆土厚度应满足各类管线横穿要求，根据各种市政横穿管类型及适当考虑景观绿化，综合管廊正常段管顶覆土为2.5m。 满足道路两侧建筑组团和城市景观的需求。

4.4.2 纵断设计应依据“ 满足需要，经济适用”的原则。 纵断面基本上与所在道路辅道的纵断面一致，避免较大土方开挖。满足管道安装、运行及巡检车辆爬坡能力要求，管廊纵坡控制≯10%。

4.4.3 综合管廊的变截面及纵坡变化处应满足各类管线折角的要求。

4.4.4 满足道路沿线片区防洪、应急排水需求；满足综合管廊内排水的需求。

纵断面设计方案为， 综合管廊与道路纵断基本保持一致，综合管廊正常段沟顶覆土定为2.5m，考虑到综合管廊的排水区间不宜大于400m， 以及与雨污水管道交叉处需要保持离管道净距1m，因此，局部路段需要适当调整。

4.5 防火区设计

防火分区可很好的控制火灾蔓延。 考虑到双界河路综合管廊内的市政管线主要是电力、通信、给水、中水，根据《 城市综合管廊工程技术规范》规定“ 综合管廊内防火分区最大间距应不大于200m”，同时目前国内综合管廊防火分区也基本按照这个原则来控制， 因此本工程中防火分隔间距按照200m 考虑，即按照200m 来控制每个设计单元。

4.6 附属构筑物设计

附属构筑物作为综合管廊的重要组成部分，承担着管廊内外的联络作用，综合管廊内的管道及附属配件运输、安装，人员进出、应急逃生等均需通过附属构筑物来完成。 综合管廊每个分区设置一处进料口（ 含给水进料口），进料口兼顾人员出入、自然通风功能，进料口最大间距不超过200m，净尺寸满足管线、设备、人员进出的最小允许限界要求；在每个分区的两端设置机械排风口，通过机械排风口的强排功能来保证沟内空气的流通性；根据周围地块用地性质及用水、用电、通信需求每隔一定距离设置管线进出口。

4.7 电气设计

4.7.1 强电设计设计内容包括综合管廊工程变配电系统、动力照明及接地系统设计。供配电系统设计，本工程主要用电设备为管内排风机、排水泵、照明、监控及检修设施。 其中监控设备、消防设备、应急照明为二级负荷，其他考虑三级负荷。根据用电负荷，供电方式设计采用独立的20kV 电源环网供电。 结合综合管廊的用电负荷分布情况，在设计范围内设置1 座箱式变电站，箱式变电站供电半径约700m。 动力照明设计。配电系统设置，每2 个防火分区（ 电力仓分区和综合仓分区）作为一个供电分区，每个供电分区设动力照明箱、照明配电箱和风机水泵控制箱，负责该供电分区内综合仓和电力仓的排风机、排水泵、电动蝶阀、照明、检修、监控系统及消防系统的配电及控制。

4.7.2 弱电设计

设计内容有综合管廊智能化系统包含监控中心计算机系统、快速以太网传输系统、综合管廊内CCTV 视频监视、火灾自动报警系统、消防电话系统、PLC 控制系统等。

5 降低造价措施

5.1 优化设计方案，在满足规范以及如廊管线施工、运行的情况下，尽可能减少管廊的横断面，减少地下空间开挖土方量。

5.2 尽可能的减少管廊覆土，既可以减少开发土方量，由可以间接减少综合管廊构造的壁厚以及顶板厚度。同时还可以减少施工排水量。

5.3 满足规范以及现场地质的情况下， 尽可能的增大标准段长度，减少了施工的难度，间接的减少变形缝的数量。

6 工程施工

目前管廊施工有明挖现浇施工法及明挖预制拼装法等几种施工方法。

6.1 明挖现浇施工法：基坑土石方开挖→浇筑垫层混凝土→底板及侧墙钢筋→支设模板施工→浇筑底板及施工缝以下的侧墙混凝土→顶板模板→浇筑顶板及施工缝以上的侧墙混凝土。 优点是：这种施工方法可以进行大面积作业，将整个工程分割为多个标段进行流水段施工， 加快作业进度。

6.2 明挖预制拼装法

明挖预制拼装法是一种较为先进的施工法， 在不少城市已多次采用。预制拼装法总体来说具有如下优越性： 施工周期短。 构件制作工厂化，现场装配速度快。 结构质量好。 混凝土工程质量控制严格。缺点是：对预制构件的要求较高，而且构件预制厂较少，整体造价较高。

6.3 高新区综合管廊位于绿化带、人行道下方，本工程基坑大部分区段具备放坡开挖的场地条件，经测算，明挖现浇施工法较为有利，是最常用的施工方法。 因此本工程采用明挖现浇法实施， 基坑开挖深度约为 6～9 米， 局部可达 12米多,开挖较深，周边建筑物主要为单层砌体或多层混凝土建筑，工程施工不会影响沿线建筑物安全。 做好基坑的开挖与回填、及混凝土的防水工程是本工程的重点与难点。 采用挂网喷浆法，部分超深基坑考虑采用复合土钉墙支护。 基坑开挖占用工作面较大，可能会影响周边居民的出行，因此也要调解好周边居民的生活是保证本工程顺利进行。

7 造价分析

目前管廊施工已解决尾声，部分管廊的热力、智能控制等社会管线已经入廊， 为未来的集中控制做好基础准备工作。综合管廊4300*6250（ mm） 采用明挖现浇法造价为4 万元/米。 淄博市高标准规划建设综合管廊，设计使用年限均要求达到100 年，虽前期投资收益缓慢，但从长远来看，却具有显著的经济及社会效益。

8 发展与探讨

综合管廊可以让城市消除“ 拉链路”现象、减少道路重复开挖、保证城市交通系统的畅通，可促进城市经济发展，并促进城市化水平和城市土地利用强度的提高，从根本上解决这些问题。

8.1 城市地下空间开发利用的需要。 随着主城区产业经济快速发展，用地情况势必会越来越紧张，大力开发地下空间是必然趋势。 规划建设地下综合管廊，对地下管线进行规范化、标准化、集约化建设，使得城市地下空间的开发利用更有序、合理和高效。 市政管线常规施工时，由于受最小水平净距、最小垂直净距、与建筑物水平间距影响，往往分散布置，占用大量城市空间。

8.2 保证城市地下管线安全运营， 提高城市防灾能力的需要。高标准重效率的城区，对城市的安全有着更高的要求，各种市政管线为城市的生命线，维系着城市的正常运转。 若采用直埋敷设，管线就处在不利环境当中，使用寿命可能达不到20 年， 需经常对道路进行挖掘来维修及更换破损、老化的管线，因此城市经常受到破坏，容易造成道路阻断、路面补丁摞补丁，且燃气、化工等危险管线的安全状况不容乐观。延长市政管线使用寿命和提高城市生命线综合防灾能力是必然需求。

8.3 改善城市环境建设的需要。 在城区周边道路或局部道路建设地下综合管廊，可以大幅度减少各类架空线和各类管线的检查井（ 室），节约用地，美化视觉景观。 综上所述，建设综合管廊，为管线将来的扩容预留有利条件，避免重复开挖市政路面，而且为管线安全运营提供保障，延长其使用寿命并易于维护。 同时将电力、弱电、给水等管线集中敷设、统一管理，对探索改革管线建设管理体制，推动城市管线建设新模式具有重要意义。