城市綜合管廊的設(shè)計研究

王德民

江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司

城市綜合管廊的設(shè)計研究

王德民

江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司

伴隨著綜合管廊工作開展的不斷深入，其在形式與數(shù)量上也發(fā)生了巨大變化，特別是在設(shè)計工作上，受到技術(shù)水平、城市發(fā)展等各方面的影響，進而給城市綜合管廊的設(shè)計工作增加了很大的難度，要想城市綜合管廊設(shè)計工作在城市建設(shè)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，那么就必須將城市綜合管廊設(shè)計工作的開展與實際緊密相連，在此基礎(chǔ)上不斷地進行完善和改進，進而使城市綜合管廊設(shè)計工作的實施變得更加準確、有效。

城市；綜合管廊；設(shè)計

1 城市綜合管廊概述

城市綜合管廊是指建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，可包含滿足生活﹑生產(chǎn)需要的給水﹑雨水﹑污水﹑再生水﹑天然氣﹑熱力﹑電力﹑通信等市政公用管線，不包含工業(yè)管線。綜合管廊應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃﹑設(shè)計﹑施工和維護，滿足管線的使用和運營維護要求，并同步建設(shè)消防﹑供電﹑照明﹑監(jiān)控與報警﹑通風﹑排水﹑標識等附屬設(shè)施。綜合管廊可劃分為干線綜合管廊﹑支線綜合管廊和纜線管廊三類。干線綜合管廊用于容納城市主干工程管線，采用獨立分艙方式建設(shè);支線綜合管廊用于城市配給工程管線，采用單艙或雙艙方式建設(shè);纜線管廊采用淺埋溝道方式建設(shè)，設(shè)有可開啟蓋板但其內(nèi)部空間不能滿足人員正常通行要求，用于容納電力電纜和通信電纜的管廊。從當前城市綜合管理的施工方法來看，其主要施工方法有兩種：明挖法。明挖法主要應(yīng)用于道路淺層空間綜合管廊施工，包含明挖現(xiàn)澆工藝和明挖預(yù)制拼裝兩種;暗挖法。

2 當前城市綜合管廊存在的問題

由于我國還處于城市管廊建設(shè)的摸索期， 當前城市綜合管廊主要存在以下幾大問題： ① 建設(shè)單位協(xié)調(diào)有一定難度，由于城市綜合管廊在施工中，可能涉及到電力﹑通訊﹑給排水﹑燃氣﹑供熱等多個部門，一旦有哪些部門不能積極配合，便會給工程建設(shè)帶來影響； ②缺乏完善的技術(shù)管理體系，從目前我國城市綜合管廊建設(shè)現(xiàn)狀來看，雖然國家標準規(guī)范《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》已于2015年發(fā)布實施，但配套的實施細則仍在完善中，特別是后期管理方面；③ 入廊管線的選擇，一般入廊管線考慮給水﹑中水﹑熱力﹑供電﹑通訊等，而對于燃氣和雨污水管道是否入廊，需進行詳細研究。

3 城市綜合管廊設(shè)計要點

3.1 城市綜合管廊管線的布置

由于城市綜合管廊設(shè)計既要盡可能縮減土地占用面積，又要滿足城市發(fā)展對城市綜合管廊的實際需要，所以在設(shè)置管線的過程中必須要結(jié)合城市規(guī)劃﹑管線規(guī)劃等數(shù)據(jù)及發(fā)展趨勢進行，通過大量實踐發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計位于平坦區(qū)域的城市綜合管廊時應(yīng)盡可能避免布置重力流類型的管道，而且要明確區(qū)分哪些管道可集中布置，那些管道應(yīng)單獨布置。

2.2 做好綜合管廊的標準斷面設(shè)計

基于當前城市綜合管廊內(nèi)部管線布局情況得知， 整個管廊分為干線綜合管廊﹑支線綜合管廊﹑電纜溝三種常用形式。針對數(shù)量不等的入廊管線，一般分為單艙及多艙。在對工程項目進行設(shè)計時，可根據(jù)不同工程的實際情況，選用不同斷面形式，一般情況下，圓形斷面適用于非開挖施工工程；矩形斷面適用于明開施工條件的工程項目，而馬蹄形斷面可具體因地質(zhì)條件而定。

(多艙)

(單艙)

2.3 綜合管廊交叉節(jié)點

如果將綜合管廊設(shè)計成環(huán)網(wǎng)狀，則可以發(fā)揮其最大的功能，因此，這種情況下的綜合管廊有兩種節(jié)點類型，即十字形和丁字形。交叉節(jié)點設(shè)計的時候必須考慮兩個問題，第一是內(nèi)部管線銜接問題，第二是人員通行問題，要解決上述兩個問題，最常見也最有效的方式就是加寬﹑加高節(jié)點，還可以通過增加樓梯，設(shè)置夾層的方式解決問題，確保內(nèi)部管線順利銜接和人員通道能夠滿足要求。綜合管廊設(shè)計過程中，必須遵守以下幾個原則：第一，管廊節(jié)點的高﹑寬，以及夾層的尺寸，受到管廊內(nèi)部管線規(guī)格和數(shù)量﹑通訊線纜彎曲半徑﹑電力線纜分層和彎曲半徑等的影響，所以一定要認真分析，合理設(shè)置。為了確?？照{(diào)水管﹑給水管以及閥門的安裝能夠順利進行，綜合管廊凈距必須在0.4米以上。第二，對于不同的艙室，連接方式也應(yīng)該有所差異，在夾層設(shè)計中，必須分析各個區(qū)域的防火，保證防火區(qū)域的劃分最科學(xué)，根據(jù)不同防火區(qū)域的劃分，在綜合管廊和夾層之間設(shè)置恰當?shù)姆阑痖T。

2.4 供配電系統(tǒng)設(shè)計

對于地下綜合管廊的供配電系統(tǒng)設(shè)計來說，消防設(shè)備對整個管廊運行安全問題起著關(guān)鍵的作用，在實際應(yīng)用過程中，消防設(shè)備的設(shè)置會根據(jù)管廊運行機制﹑電路負荷以及電能輸送等情況進行綜合考慮，在不同電壓配電系統(tǒng)條件下，電流的穩(wěn)定性則應(yīng)該成為設(shè)計時首要衡量的標準之一，另外，無論是哪一種供電設(shè)備，防火都是作為重點任務(wù)去執(zhí)行，為了提高供電設(shè)備的安全系數(shù)以及防火要求，通常用來連接供電設(shè)備的線路會選擇絕緣性電纜，面對綜合管廊敷設(shè)長度較長的工程，一般10KV電纜是最為最佳負荷電纜來使用。

2.5 附屬工程設(shè)計

2.5.1 消防系統(tǒng)。城市綜合管廊的防火墻和承重結(jié)構(gòu)應(yīng)采用阻燃材料，管廊內(nèi)部嵌縫材料和填充材料都要采用不燃材料，耐火極限應(yīng)超過3.0h。同時，城市綜合管廊應(yīng)設(shè)置阻火包﹑甲級防火門﹑防火墻等防火分區(qū)。另外，為了確保城市綜合管廊的安全性，應(yīng)合理設(shè)計火災(zāi)報警系統(tǒng)，配置完善的水噴霧﹑高倍泡沫﹑氣體等滅火設(shè)備，為了減少對環(huán)境的污染。

2.5.2 照明和供電系統(tǒng)。城市綜合管廊中的應(yīng)急照明設(shè)備﹑監(jiān)控設(shè)備和消防設(shè)備應(yīng)按照二級負荷要求進行供電，其它用電設(shè)備可以根據(jù)三級負荷要求供電，其中低壓配電系統(tǒng)應(yīng)盡量采用TN-S三相四線系統(tǒng)，交流220/380V，確保三相負荷保持平衡，城市綜合管廊中對消防設(shè)置敷設(shè)耐火電纜，為了保障綜合管廊其他設(shè)備的安全性，最好使用阻燃電纜。同時，城市綜合管廊各個防火分區(qū)和管廊出入口都應(yīng)設(shè)置標志燈，提示安全通道和出口位置，在距離地坪高度約1.0m的位置設(shè)置指示標志，間距應(yīng)小于15m。另外，為了便于城市綜合管廊的維護檢修，應(yīng)在管廊合適位置安裝檢修插座，插座容量盡量超過15kW，間距不超過60m。

2.6 相關(guān)設(shè)計標準

城市綜合管廊設(shè)計過程中， 要參照以下設(shè)計標準具體進行，防水設(shè)計等級標準設(shè)定為二級； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫控制設(shè)定為三級；結(jié)構(gòu)安全等級設(shè)定為二級， 抗浮穩(wěn)定性抗力系統(tǒng)要大于 1.05，按照以上設(shè)計標準進行，能夠保證城市綜合管廊設(shè)計效果。

2.7 做好其他配套設(shè)計

關(guān)于消防系統(tǒng)﹑供電系統(tǒng)﹑通風系統(tǒng)等，要依情況而定，確保這些系統(tǒng)能夠與城市綜合管廊相協(xié)調(diào)。消防系統(tǒng)：綜合管廊承重結(jié)構(gòu)和防火墻應(yīng)為不燃燒體， 內(nèi)部材料也不能為燃燒材料，要保證其耐火極限大于3.0h；供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，應(yīng)用于管廊內(nèi)的消防設(shè)備﹑監(jiān)控設(shè)備及應(yīng)急照明按照二級負荷供電，其他相關(guān)設(shè)備按照三級負荷供電，此外，除火災(zāi)時需要采用耐火電纜外，其余在城市綜合管廊應(yīng)用的設(shè)備都選用阻燃電纜。對管廊做好供電系統(tǒng)設(shè)計后，需要在管廊出口﹑入口上方做好安全標志燈，以備應(yīng)急；通風系統(tǒng)，于城市綜合管廊設(shè)計時，其通風系統(tǒng)建議選用自然通風和機械通風相結(jié)合的方式， 一旦管廊內(nèi)部溫度大于 40℃ 時， 需要技術(shù)人員及時對整個線路進行檢修，并開啟機械排風機，保證通風系統(tǒng)的使用效率。

2.8 “BIM+GIS”技術(shù)在綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，對工程項目信息化進行模型化，提供數(shù)字化﹑可視化的工程方法，貫穿工程建設(shè)從方案到設(shè)計﹑建造﹑運行﹑維修﹑拆除的全生命周期，服務(wù)于工程的所有各方，GIS地理信息系統(tǒng)是一種特定的﹑十分重要的空間信息系統(tǒng)。在計算機硬軟件系統(tǒng)的支持下，對整個或部分地球表面空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集﹑儲存﹑管理﹑運算﹑分析﹑顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

綜合管廊從宏觀到微觀的全面信息，包括周遍環(huán)境﹑地質(zhì)條件和線裝管線等?！癇IM+GIS”正好互補兩者之間的信息的缺失。采用“BIM+GIS”三維數(shù)字化技術(shù)，將現(xiàn)狀地下管線﹑建筑物及周邊環(huán)境的三維數(shù)字化建模，形成動態(tài)大數(shù)據(jù)平臺。在此基礎(chǔ)上，將綜合管廊﹑管線及道路等建設(shè)信息輸入，以指導(dǎo)綜合管廊的設(shè)計﹑施工和后期的運營管理，有效提高地下綜合管廊工程的建設(shè)和管理水平，降低運營成本。

3結(jié)論

城市綜合管廊屬于市政基礎(chǔ)設(shè)施工程，其建設(shè)及運行管理與城市居民生產(chǎn)生活有著密切的聯(lián)系，在城市綜合管廊的建設(shè)和設(shè)計過程中，要在掌握城市綜合管廊的相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，尊重城市綜合管廊設(shè)計的原則，加強城市綜合管廊重要節(jié)點的設(shè)計工作，科學(xué)組織設(shè)計，保證城市綜合管廊能夠充分發(fā)揮其功能。

[1]關(guān)于認定城市綜合管廊工程施工圖設(shè)計文件專項審查機構(gòu)的公告[J].吉林勘察設(shè)計，2015，(04)：23.

[2]郭晉.城市地下綜合管廊智能弱電系統(tǒng)設(shè)計要點[J].智能建筑與城市信息，2015，(10)：68-70.

[3]焉永強.淺談城市綜合管廊的設(shè)計[J].科技與企業(yè)，2015，(07)：116.