國外綜合管廊建設(shè)概覽*

王長祥 屈凱 李云飄 呂彥 趙國菁

(中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司 天津 300074)

引言

城市地下綜合管廊是建于城市地下容納兩類以上城市工程管線的箱涵或隧道類構(gòu)筑物，可將電力、通訊、給水、再生水、雨水、污水、熱力、供冷、天然氣及垃圾收集等管線納入其中，是保障城市“生命線”健康、安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施。綜合管廊的建設(shè)始于19世紀(jì)歐洲，至今已有180 多年發(fā)展歷程，早期：巴黎于1833年就開始興建綜合管廊，倫敦于1861年、德國漢堡于1892年開始建設(shè)綜合管廊。其后，歐洲國家相繼建設(shè)綜合管廊，如莫斯科(1935年)、馬德里(1941年)、布拉格(1969年)，赫爾辛基、斯德哥爾摩、蘇黎世等城市也開始建設(shè)綜合管廊。美國在20世紀(jì)30年代以來很多大學(xué)建設(shè)了綜合管廊。日本自1926年以來很多城市建設(shè)了綜合管廊，中國于1958年在北京建設(shè)了綜合管廊，新加坡的濱海灣綜合管廊自2004年投入運(yùn)行。城市地下綜合管廊建設(shè)作為綜合利用城市地下空間的一種有效途徑，貫穿于世界主要國家城市化進(jìn)程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2016年，全世界已建綜合管廊(不含纜線管廊)里程超過3100km。

1 法國地下綜合管廊

1.1 巴黎市早期綜合管廊

世界上最早的綜合廊道出現(xiàn)在法國巴黎，巴黎很早就開始修建排水系統(tǒng)，至1800年其排水系統(tǒng)的長度達(dá)到20km。自1833年開始規(guī)劃建設(shè)巴黎市區(qū)規(guī)模龐大的排水系統(tǒng)(圖1)，隨著技術(shù)和城市發(fā)展的需要，利用排水隧道上部空間敷設(shè)供水、電力及通信管道和線路，從而形成了世界上最早的綜合管廊，至今其總長度約2400km。巴黎老城區(qū)利用排水隧道形成的傳統(tǒng)綜合管廊主要采用圓形、橢圓形斷面，一般合艙布置，艙內(nèi)主要敷設(shè)了飲用水、非飲用水、通信、電力等管線；有些是利用隧道內(nèi)排水渠兩側(cè)的平臺(tái)敷設(shè)各類管線(圖2)，有些是懸掛于隧道的頂部空間(圖3)。

除了巴黎市早期建設(shè)的利用排水隧道形成的傳統(tǒng)型綜合管廊外，20世紀(jì)以來巴黎市拉德芳斯地區(qū)以及里昂市、貝桑松市、圖爾市等很多城市也建設(shè)了一批新型管廊。

圖1 巴黎早期排水系統(tǒng)規(guī)劃圖Fig.1 Early drainage system plan of Paris

圖2 巴黎管廊管道布置示例Fig.2 Example of pipeline layout of utility tunnel in Paris

圖3 巴黎管廊管道懸掛布置示例Fig.3 Example of suspension pipeline layout of utility tunnel in Paris

1.2 拉德芳斯綜合管廊

20世紀(jì)60年代開始，拉德芳斯區(qū)域開發(fā)公司(EPAD)開始建設(shè)該區(qū)域綜合管廊。巴黎拉德芳斯地下綜合管廊的建設(shè)是巴黎拉德芳斯商務(wù)區(qū)整體規(guī)劃發(fā)展的重要組成部分。拉德芳斯商務(wù)區(qū)占地約60hm2，該區(qū)域的綜合管廊使得各類管線在城市地下空間內(nèi)合理發(fā)展，該區(qū)域綜合管廊總長度達(dá)到十幾公里，在部分綜合管廊中還預(yù)留了交通運(yùn)輸空間。根據(jù)區(qū)域開發(fā)公司對(duì)地下空間的發(fā)展規(guī)劃，綜合管廊應(yīng)與城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)一樣，位于城市地下多層次空間的較低層。該綜合管廊的建設(shè)一般是在公共基礎(chǔ)設(shè)施地下敷設(shè)矩形封閉鋼筋混凝土管廊。在一些區(qū)域也采用先布設(shè)下部廊體，再安裝頂部蓋板構(gòu)成管廊結(jié)構(gòu)的施工方法。除燃?xì)夤艿劳?，該綜合管廊容納了全部市政管線，其中包括熱力管道和制冷管道(圖4)。

圖4 拉德芳斯管廊斷面布置Fig.4 Section layout of La Défense Utility Tunnel

管廊內(nèi)容納的電力管線隸屬于法國電力；通訊管線隸屬于法國電信和拉德芳斯光纜公司；供水管道隸屬于供水公司；城市供暖和制冷管道隸屬于Enertherm 公司和Suclim 公司。相比于其他管線，排污管道在綜合管廊中的位置相對(duì)較低，并敷設(shè)在專用的封閉空間中。

管廊內(nèi)安全設(shè)施包括：物體檢測器和接觸探測、連接到安全控制中心的對(duì)講系統(tǒng)、火災(zāi)檢測報(bào)警系統(tǒng)、由安全控制中心控制的日常與應(yīng)急照明系統(tǒng)、清晰的警示標(biāo)志和安全標(biāo)識(shí)、應(yīng)急排水泵、平推桿式防火逃生門等。安全控制中所配備的管理軟件可監(jiān)控綜合管廊全部安全設(shè)施。此外，綜合管廊內(nèi)的照明系統(tǒng)也由中心控制，通過照明系統(tǒng)的工作情況也可以了解人員進(jìn)出綜合管廊的情況。

1.3 貝桑松-柏蘭萊斯綜合管廊

20世紀(jì)60年代，法國貝桑松市西部地區(qū)規(guī)劃為優(yōu)先城市化地區(qū)-柏蘭萊斯城區(qū)，該區(qū)域綜合管廊建設(shè)在規(guī)劃開發(fā)的城市新區(qū)。區(qū)域內(nèi)與生活垃圾焚燒處理廠同時(shí)建設(shè)的還有區(qū)域供熱系統(tǒng)。這些重要的管線被集中在一個(gè)干線綜合管廊，其他較小的管廊被統(tǒng)稱為支線綜合管廊。支線綜合管廊是為了保障建筑物與主管廊之間的連接。1965年干線管廊開工，經(jīng)過十五年的建設(shè)，該區(qū)域綜合管廊最終竣工并投入運(yùn)營。從1965年至2003年，該區(qū)域建設(shè)綜合管廊長度11km。

該區(qū)域綜合管廊主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，采用滑動(dòng)模板施工方法。干線綜合管廊，艙室內(nèi)凈空高度2.7m，長度8.5km。支線綜合管廊，艙室內(nèi)凈空高度高度 1.8m，長度2.1km。艙室截面采用橢圓形截面，平均埋深6m，坡度為3%(圖5)。入廊管線主要包括：供水、污水、電力、供熱、通信等。供水管道由直徑 100mm至300mm 直徑的鑄鐵管道組成，每3m 由支架支撐。電力管線(法國電力公司)：中壓電力電纜鋪設(shè)在封閉式電纜橋架內(nèi)，低壓電力電纜鋪設(shè)在開放式電纜橋架上。供熱管道：采用200mm 直徑的高壓蒸汽循環(huán)管道，在管廊上部安裝。通訊管線(法國電訊公司)：鋪設(shè)在開放式電纜橋架上。有線電視線路：由一根或多根線纜組成，采用固定釘或塑料管套的方式鋪設(shè)。光纜：由一根或多根線纜組成，采用固定釘或塑料管套的方式鋪設(shè)。污水管道：采用合流制，混凝土污水槽與管廊建造一體成型，平均坡度3%。

圖5 貝桑松-柏蘭萊斯管廊斷面示意Fig.5 Section of Besancon-Berlanes Utility Tunnel

該綜合管廊并未安裝訪問控制設(shè)備。人員可以通過管廊兩端帶有樓梯的入口或道路中間的窨井進(jìn)入管廊。該管廊中無專用監(jiān)控設(shè)備和自動(dòng)控制裝置。開放式污水匯流槽并不會(huì)造成環(huán)境衛(wèi)生問題。如遇強(qiáng)降雨天氣，該管廊可以承受約1m的污水水位上升而不會(huì)有污水侵入其他管線中。該管廊也能夠偶爾承受短期內(nèi)更強(qiáng)水位上升直至其他管線，但是水位不能超過管道中供熱管線的高度。

1.4 里昂-熱爾蘭綜合管廊

1985年里昂城市共同體在里昂市熱爾蘭區(qū)域?qū)嵤┝舜笠?guī)模的城市化建設(shè)，期間建設(shè)了綜合管廊。該綜合管廊總長245m，采用矩形艙室截面，其尺寸如下：寬度在 1.30m 到 2.20m 之間，高度在1.90m 到2.70m 之間。該綜合管廊內(nèi)集中了以下管線：供水管道(玻璃纖維管)、公共照明管線、法國電力輸電管線、法國電信通訊管線、排污管道(直徑500mm 的石棉水泥或鋼筋混凝土管道)、部分管廊內(nèi)容納了城市供暖管道(圖6)。

圖6 里昂-熱爾蘭管廊斷面示意Fig.6 Section of Lyon-Gerland Utility Tunnel

1.5 圖爾市綜合管廊

圖爾市盧瓦河畔某居住區(qū)道路下綜合管廊，隸屬于街區(qū)自行建設(shè)和管理，建設(shè)于20世紀(jì)40年代二戰(zhàn)后城市重建時(shí)期，管廊同相鄰建筑物地下室同步建設(shè)，建筑物有兩層地下屋，地下二層有專門為管線敷設(shè)使用的廊道與道路上管廊相連接，即分支管廊進(jìn)入建筑物地下室內(nèi)(圖7)。道路上管廊逃生口位于人行道上，采用鑄鐵排水井蓋簡單方便，通往地下室管線廊道的出入門也十分簡易(圖8)。管廊內(nèi)管線主要包括供水、熱力、電力和通訊管線，管廊內(nèi)沒有通風(fēng)、監(jiān)控等復(fù)雜的附屬設(shè)施。

圖7 地下室管廊Fig.7 Utility tunnel in basement

圖8 道路上管廊出入口Fig.8 Utility tunnel access on the road

2 捷克地下綜合管廊

2.1 布拉格市綜合管廊

布拉格市于1969年建設(shè)了第一條綜合管廊—霍特科瓦街管廊，近50年來布拉格建設(shè)了總長度約90km 地下綜合管廊?！安祭裰行某菂^(qū)綜合管廊系統(tǒng)發(fā)展總體規(guī)劃”于1982年發(fā)布，1984年再次發(fā)布，1991年最終發(fā)布，過去的幾個(gè)2 類和3 類綜合管廊就是依據(jù)該規(guī)劃建造的。未來一段時(shí)期(即2010年至2010年之后)地下綜合管廊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)劃應(yīng)由1999年批準(zhǔn)的綜合管廊規(guī)劃文件控制，該文件是“布拉格歷史保護(hù)區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃研究”的一部分。此項(xiàng)研究也是該地區(qū)土地利用規(guī)劃的基礎(chǔ)，或作為城區(qū)部分管理計(jì)劃的基礎(chǔ)。該研究的另一個(gè)階段涵蓋了擴(kuò)展區(qū)的綜合管廊，即布拉格歷史保護(hù)區(qū)以外的城區(qū)，該階段成果于2005年11月完成并提交。

該綜合管廊規(guī)劃定義了兩種管廊：第2 類管廊，主干管廊；第3 類管廊，支線(分配)管廊。主干管廊被用來將介質(zhì)或信息路徑傳送到中心區(qū)域并分配至各個(gè)節(jié)點(diǎn)。支線(分配)管廊則包括與這些干線相連的分配路線，它為特定消費(fèi)者、訂戶和各個(gè)地面建筑物提供供應(yīng)或連接。主干管廊(圖9)埋深25m～30m，其路由不會(huì)與其他基礎(chǔ)設(shè)施沖突，因此，按照其聯(lián)絡(luò)的目的地，其線路可以盡量取直線。系統(tǒng)的進(jìn)出口采用豎井，或直通地面或通過第3 類管廊到地面，經(jīng)常連接兩類管廊都到地面。最后方案的主要優(yōu)勢是把兩類管廊的通行與逃生路線結(jié)合起來。

圖9 主干管廊斷面示例Fig.9 Example of arterial utility tunnel section

主干管廊一般坐落于基巖上，采用新奧法隧洞施工。支線(分配)管廊(圖10)把管線連接到地面樓宇建筑，位于地下6m～11m。支線管廊埋深的限制因素主要是現(xiàn)狀污水管道，污水收集系統(tǒng)及通信管道等的位置。根據(jù)地面建筑物的位置以及擬建網(wǎng)絡(luò)數(shù)量的要求，或者設(shè)計(jì)一個(gè)兩側(cè)有接口的地下通道，或者設(shè)計(jì)一對(duì)地下通道，每條地下通道各沿街道一邊從一側(cè)連接。支線管廊一般采用傳統(tǒng)的明挖法施工或隧道施工。部分道路準(zhǔn)備參照瑞士蘇黎世的做法，在有軌電車下方建設(shè)分布管廊。入廊管線主要包括：供水、燃?xì)?、電力、通?金屬、光纖)、供熱和供冷等管線。該區(qū)域設(shè)置了3 個(gè)控制站，管廊的監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)電能計(jì)量、電源插座、門及逃生通道、防火閥、通風(fēng)系統(tǒng)、照明、報(bào)警、管件、廊內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備、管廊周圍人流動(dòng)向等進(jìn)行監(jiān)控。布拉格綜合管廊的地上通風(fēng)設(shè)施的建筑設(shè)計(jì)與周邊環(huán)境融合協(xié)調(diào)一致(圖11)。

圖11 地面通風(fēng)設(shè)施Fig.11 Surface ventilation facilities

2.2 布爾諾(Brno)市綜合管廊

布爾諾市綜合管廊建設(shè)從1973年開始至今，該城市的綜合管廊在城市各個(gè)區(qū)域中都有發(fā)展，包括了舊城區(qū)和20世紀(jì)80年代興建的大型集中住宅區(qū)。1987年之前完成了干線管廊建設(shè)(圖12)，支線管廊建設(shè)(圖13)從 1993年開始，大型集中住宅區(qū)管廊的建設(shè)始于20世紀(jì)80年代。該市運(yùn)行管理?xiàng)l例頒布于1994年，1998年更新。該市管廊由布爾諾市政府建設(shè)，布爾諾管線技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)運(yùn)營管理。該公司為布爾諾市政府全資建立，與綜合管廊的各入廊管線單位簽訂具體使用合同。該綜合管廊的監(jiān)控由一個(gè)調(diào)度中心負(fù)責(zé)，該調(diào)度中心同時(shí)管理城市公共照明系統(tǒng)。管廊總長度17km(干線管廊直徑5m，支線管廊直徑2.5m～3m)。

圖12 干線管廊斷面示例Fig.12 Example of arterial utility tunnel section

圖13 支線管廊斷面示例Fig.13 Example of distribution utility tunnel section

布爾諾市綜合管廊內(nèi)干式管線與濕式管道共存。其中容納了自來水管道、供熱管道、熱水管道、電力管線(超高壓輸電線路、高壓供電線路與中低壓供電線路)、通信管線、光纜、交通信號(hào)管線、有軌電車牽引管線和公共照明線路。該綜合管廊中幾乎容納了除燃?xì)夤艿酪酝獾乃泄芫€。圓形的干線管廊采用盾構(gòu)施工，支線管廊使用盾構(gòu)施工或明挖施工。

該市綜合管廊運(yùn)營管理?xiàng)l例中明確了安全設(shè)施以及綜合管廊運(yùn)營單位與管線單位所承擔(dān)的責(zé)任與義務(wù)。管廊運(yùn)營單位負(fù)責(zé)綜合管廊的維護(hù)、檢修以及運(yùn)營期間24h 監(jiān)控管廊運(yùn)行情況。管廊入廊管線單位需以書面形式向管廊運(yùn)營單位申請(qǐng)進(jìn)入管廊施工。管廊艙室中有完善的照明系統(tǒng)，入廊人員會(huì)配備一個(gè)能隨時(shí)與調(diào)度中心聯(lián)通的無線對(duì)講機(jī)，帶有防爆礦燈的安全頭盔。管廊中安裝了報(bào)警系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)。該管廊安裝了Diamo 公司和SAIA 公司的控制系統(tǒng)，可對(duì)開關(guān)艙室門、照明系統(tǒng)及人員在管廊內(nèi)的移動(dòng)等進(jìn)行監(jiān)控。管廊入廊管線單位需向管廊運(yùn)營單位支付管廊使用費(fèi)(租金)。使用費(fèi)僅涵蓋小型維護(hù)、照明、通風(fēng)和調(diào)度。

綜合管廊的投資主要來自國家預(yù)算，建成之后由地方政府所有。作為大型集中住宅區(qū)建設(shè)的重要配套設(shè)施，布爾諾市大型集中住宅區(qū)管廊的建設(shè)費(fèi)用由國家承擔(dān)。管廊入廊管線單位并未支付任何費(fèi)用。分布于布爾諾市老城區(qū)的支線綜合管廊的建設(shè)費(fèi)用是由市政府出資。其中60%來自國家補(bǔ)貼，剩余40%為布爾諾市財(cái)政支出。除通訊管線單位外，其他入廊管線單位均未參與綜合管廊建設(shè)投資，但需支付管廊入廊使用費(fèi)用。

3 日本地下綜合管廊(共同溝)

1923年日本關(guān)東大地震造成重大災(zāi)害，在災(zāi)后重建過程中，日本土木學(xué)會(huì)提出建設(shè)干線共同溝(綜合管廊)，以減少路面反復(fù)開挖、避免電線桿損壞帶來的次生災(zāi)害，減輕今后再改造的困難，緩解城市交通擁堵。日本于1926年開始建設(shè)地下綜合管廊，管廊內(nèi)納入的管線種類包括給水排水、電力、通信、廣電、熱力、燃?xì)?、及垃圾輸送等市政管線。1963年，日本制定了《關(guān)于建設(shè)共同溝的特別措施法》，從法律層面將地下綜合管廊確定為道路附屬物，由道路管理方承擔(dān)相關(guān)費(fèi)用。1986年日本頒布《共同溝設(shè)計(jì)指針》，對(duì)于地下綜合管廊的總體設(shè)計(jì)、主體結(jié)構(gòu)以及通風(fēng)、排水等附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)定，對(duì)于共同溝的建設(shè)起到了很好的指導(dǎo)作用。

日本很多城市都規(guī)劃建設(shè)了綜合管廊，如東京(圖14)、大阪、名古屋等大城市以及仙臺(tái)、廣島、岡山、福岡、熊本等核心城市等。東京市綜合管廊的規(guī)劃長度超過2000km，部分城市建成綜合管廊情況見表1。目前，日本中央政府以及各都、道、府、縣、市及開發(fā)區(qū)均建有干線共同溝或支線共同溝。據(jù)日本共同溝工業(yè)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到2015年全國約有9000km 的纜線共同溝。已投入使用的日比谷、麻布和青山地下綜合管廊是東京最重要的地下管廊系統(tǒng)。日本采用盾構(gòu)建設(shè)的綜合管廊較多，技術(shù)先進(jìn)，盾構(gòu)斷面有圓形(圖15)、矩形(圖16)、雙圓形等多種斷面形式。采用盾構(gòu)法施工的日比谷地下綜合管廊全長約1.55km，埋深 23m～35m，采用圓形斷面形式，盾構(gòu)內(nèi)徑6.7m，同時(shí)與管廊相結(jié)合，在日比谷公園處修建了體積2100m3的貯水池。東京大手町干線共同溝(圖17)，主要收容電力和電話的主纜線和排水干管。

圖14 東京管廊布局Fig.14 Layout of utility tunnel in Tokyo

圖15 麻布共同溝Fig.15 Utility tunnel of Azabu

圖16 小田井山田共同溝Fig.16 Utility tunnel of Koyamaiyanmada

圖17 東京大手町干線共同溝Fig.17 Arterial utility tunnel of Tokyo Otemachi

表1 日本部分城市建成綜合管廊情況Tab.1 Built utility tunnels in some cities in Japan

臨海副都心的地下管廊(共同溝)總長為16km，根據(jù)所敷設(shè)管線的數(shù)量、種類有5 種斷面形式，標(biāo)準(zhǔn)斷面的主管廊寬為 19.2m，高為5.2m(圖18)。共同溝采用開槽方式建設(shè)，在道路下與道路平行，溝頂覆土深度5m～6m。敷設(shè)的管線有供水管、中水管、污水管、配電線路、電話通信線路、數(shù)據(jù)通信線路、供熱管道、供冷管道、燃?xì)夤艿篮屠斔凸艿?，各種管線都有明確的位置，同時(shí)管溝中還留有一些待敷設(shè)管道的平臺(tái)，為未來建設(shè)的管線作好了準(zhǔn)備。標(biāo)準(zhǔn)斷面中納入的管線包括：給水管道4 條，中水管道3 條，污水管道 4 條，電力管線 3 回，電信管線若干，熱水管道為2DN800 和2DN400，冷水管道為2DN1200，垃圾真空輸送管道為2DN600，燃?xì)夤艿繢N400 設(shè)置在封閉的管溝中。共同溝的運(yùn)作全部采用信息化管理，管溝每一個(gè)出入口及管溝內(nèi)都裝設(shè)了大量感應(yīng)器和探測器，各種情況即時(shí)反映在主控室，管線的運(yùn)行情況一目了然。另外，人員或動(dòng)物一旦進(jìn)入管溝馬上就會(huì)被發(fā)現(xiàn)，并顯示其所在位置。共同溝的工作環(huán)境是自動(dòng)監(jiān)控的，一旦上下水管道發(fā)生泄漏、管溝進(jìn)水或者溝內(nèi)空氣含氧量下降，共同溝的抽水泵或通風(fēng)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。管線共同溝的照明系統(tǒng)非常完備，溝內(nèi)的照度足以滿足檢修的要求，燃?xì)夤軠系恼彰鳠艟叨际欠辣?。各種管道設(shè)置均采取了防震措施，管道采用柔性接口，管道固定有一定的震動(dòng)余量。此外，各種安全標(biāo)志也很醒目完善。

圖18 臨海副都心管廊斷面Fig.18 Utility tunnel section of waterfront subcenter

日本《共同溝設(shè)計(jì)指針》，對(duì)于地下綜合管廊的內(nèi)徑尺寸、覆土深度、平面及縱斷面線形、與各類構(gòu)筑物的關(guān)系(距離)、主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及通風(fēng)、排水等重要節(jié)點(diǎn)的布設(shè)等地下綜合管廊設(shè)計(jì)關(guān)鍵要素進(jìn)行了規(guī)定。提出了綜合管廊與其他設(shè)施交叉或者共同建設(shè)時(shí)所采取的安全措施。對(duì)斷面設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了規(guī)定，并說明從管理以及防災(zāi)方面考慮，一類專業(yè)管線以單獨(dú)成艙為宜，條件受限時(shí)也可共用艙室的要求。并考慮到燃?xì)夤芫€發(fā)生事故災(zāi)害時(shí)的影響，提出燃?xì)夤芫€原則上采用獨(dú)立艙室敷設(shè)。對(duì)共同溝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種荷載、地震、地基、接頭、防水及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等提出要求。對(duì)共同溝的抗震設(shè)計(jì)作出了詳細(xì)規(guī)定。在附屬設(shè)施相關(guān)章節(jié)中，明確提出防災(zāi)安全要求，明確了防災(zāi)安全設(shè)備包含：報(bào)警設(shè)備、滅火設(shè)備、通訊設(shè)備、避難向?qū)гO(shè)備及其他設(shè)備等，指南對(duì)各類防災(zāi)設(shè)施制定了非常具體的設(shè)計(jì)要求。

4 美國地下綜合管廊

在20世紀(jì)70年代之前，美國的數(shù)十所大學(xué)校園和機(jī)構(gòu)院區(qū)內(nèi)修建了許多綜合管廊，采用管廊的優(yōu)勢主要是便于安裝、檢查、維修、更換和擴(kuò)建；管線建設(shè)時(shí)沒有交通問題和交叉問題以及美觀的考慮。管廊的不利因素也是存在的，主要是各種管線的相容性問題；管廊內(nèi)現(xiàn)有管線的使用和擴(kuò)展的問題以及投資限制。大學(xué)校園內(nèi)綜合管廊容納的主要管線有：熱力、供冷、供水、燃?xì)狻㈦娏?、通信，部分也有污水、空氣管、灌溉水管等。電力線在大部分管廊中都有，大約一半的管廊中有供水管，只有極少的管廊納入了燃?xì)夤艿?，燃?xì)夤艿乐睆絻H為100mm～150mm，燃?xì)夤苋肜缺容^慎重。污水在管廊中沒有安裝，顯然重力流和埋深問題使得其被排除在外，當(dāng)采用壓力輸送時(shí)，污水是可以納入的。隨著社會(huì)發(fā)展，不少地方發(fā)現(xiàn)線路的需求超過了管廊的容納能力，所以需要長期規(guī)劃管線需求的發(fā)展。

開挖施工的管廊多為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆為主也有預(yù)制的，圓形斷面用于隧道法施工。矩形的斷面用于預(yù)制管廊和管涵，鋼結(jié)構(gòu)管廊用于化學(xué)管線、穿越鐵路和人行通道。有些管廊的蓋板是可打開的，管廊內(nèi)人員不能通行。常規(guī)的管廊內(nèi)布置如圖19所示，大多數(shù)管廊有照明，當(dāng)管廊內(nèi)同時(shí)又有電力和蒸汽時(shí)，一般有通風(fēng)以控制廊內(nèi)溫度。有報(bào)告顯示管道膨脹引起螺栓和混凝土破壞的情況。同時(shí)指出，在綜合管廊建設(shè)時(shí)，必須考慮安全和洪水這兩個(gè)重要問題。

圖19 管廊圖示Fig.19 Pictures of utility tunnel

在這一階段，美國道路下管線的敷設(shè)一般有三種建設(shè)方式，即同溝敷設(shè)、多孔管道和綜合管廊。三種建設(shè)方式在城市道路下均可采用，其特點(diǎn)如下：(1)同溝敷設(shè)方式，可敷設(shè)多種管線，占用地下空間少，施工方便，對(duì)環(huán)境的影響小，降低安裝和維護(hù)成本。需協(xié)調(diào)各管線單位，協(xié)調(diào)管線單位成本分?jǐn)倖栴}，需要一個(gè)管線單位牽頭執(zhí)行；(2)多孔管道敷設(shè)方式，適用于電力通信等管線，節(jié)省地下空間，與各管線獨(dú)立建設(shè)相比成本更低，擴(kuò)容成本低，施工、擴(kuò)容和檢修方便，已大量用于地下管線。同樣需協(xié)調(diào)各管線單位，并存在成本分?jǐn)倖栴}，需要一個(gè)管線單位牽頭執(zhí)行；(3)綜合管廊占用地下空間最小，管線的位置可見，管線的施工、安裝、維修、擴(kuò)容方便，為管線的擴(kuò)容提供可能，減少故障的維修時(shí)間，管線施工的相互干擾最小。其建設(shè)成本高、需要配置如照明、通風(fēng)和排水等設(shè)施，對(duì)不兼容的管線需要特定的間距、位置要求，其建設(shè)需協(xié)調(diào)各管線單位，解決成本分?jǐn)倖栴}，需要一個(gè)牽頭執(zhí)行單位，且需制定長期的運(yùn)行維護(hù)程序。

5 新加坡地下綜合管廊

新加坡濱海灣商務(wù)中心區(qū)面積360hm2，是全島最密集的寫字樓群。在濱海灣推行地下綜合管廊建設(shè)，是新加坡在地下空間開發(fā)利用方面的一個(gè)成功案例(圖20)。這條地下綜合管廊也是保障濱海灣成為世界級(jí)商業(yè)和金融中心的“生命線”。根據(jù)規(guī)劃該區(qū)域城市地下綜合管廊的建設(shè)分四個(gè)階段進(jìn)行，管廊總長度約為20km。綜合管廊的第一階段長度約1.4km 于2004年開始運(yùn)營，主要服務(wù)于商業(yè)和金融中心；第二階段建設(shè)管廊長度1.6km 已于2009年投入運(yùn)營，主要服務(wù)于濱海灣綜合性度假發(fā)展區(qū)；第三階段建設(shè)管廊長度超過2.6km 已于2011-2016年投入運(yùn)營，其他部分仍在建設(shè)中。

新加坡綜合管廊大部分采用矩形斷面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般埋深在地下8m 以上。一般入廊管線包括給水、再生水、中央供冷、電力、通信及氣動(dòng)垃圾管道等，污水和燃?xì)夤艿罌]有入廊。管廊采用兩艙結(jié)構(gòu)，分為管道艙與電信艙，管道艙內(nèi)容納給水(DN1200)、再生水(DN300)、中央供冷(2DN1500)及氣動(dòng)垃圾管道，電信艙內(nèi)容納電力和通信管線(圖21、22)。

圖20 新加坡濱海灣管廊布局Fig.20 Layout of Marina Bay Utility Tunnel in Singapore

圖21 濱海灣管廊斷面示意Fig.21 Section of Marina Bay Utility Tunnel

圖22 濱海灣管廊Fig.22 Marina Bay Utility Tunnel

新加坡綜合管廊內(nèi)設(shè)置了安全系統(tǒng)和安保系統(tǒng)，安全系統(tǒng)主要包括：火災(zāi)探測系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等；安保系統(tǒng)包括：安全門禁和閉路電視系統(tǒng)和電磁接觸器與紅外探測器等。管廊內(nèi)安全監(jiān)控措施主要考慮以下三個(gè)方面：(1)管廊內(nèi)公共空間設(shè)置各種氣體實(shí)時(shí)探測器，閉路電視等；(2)管廊內(nèi)各種管線由各管線公司針對(duì)不同類型的管線采用先進(jìn)監(jiān)控設(shè)施；(3)管廊內(nèi)結(jié)構(gòu)安全采用結(jié)構(gòu)震蕩探測器監(jiān)測。

為加強(qiáng)管廊管理系統(tǒng)而設(shè)置的硬件包括：通風(fēng)系統(tǒng)及空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)、開關(guān)設(shè)備組裝、低壓配電系統(tǒng)、燈具、備用發(fā)電機(jī)組、播音裝置、內(nèi)部通信系統(tǒng)、閉路電視、感應(yīng)卡門禁系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等。并與此配套了軟件系統(tǒng)，包括：設(shè)施設(shè)備管理系統(tǒng)、自動(dòng)呼叫/短信報(bào)警系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)等。

新加坡綜合管廊的管理組織結(jié)構(gòu)主要由國家發(fā)展局、市區(qū)重建局、CPG FM 和業(yè)務(wù)承包商組成。其中業(yè)主為國家發(fā)展局，管理代表/部門為市區(qū)重建局，運(yùn)營管理主導(dǎo)公司為CPG 集團(tuán)FM物業(yè)管理公司，F(xiàn)M 公司管理管廊內(nèi)各設(shè)施設(shè)備并收取管理費(fèi)用。綜合管廊運(yùn)維費(fèi)用分為固定運(yùn)維費(fèi)用和特例運(yùn)維費(fèi)用兩部分。固定運(yùn)維費(fèi)用由CPG FM 核算出總數(shù)，并平均分?jǐn)偨o各個(gè)公共事業(yè)供應(yīng)商，再根據(jù)各個(gè)供應(yīng)商所占管廊空間的大小在每月平攤費(fèi)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)，盡量讓所有公共事業(yè)供應(yīng)商達(dá)到共識(shí)。特例運(yùn)維費(fèi)用會(huì)根據(jù)每個(gè)入廊管線供應(yīng)商的使用情況而定。

在綜合管廊故障管理方面，制定了故障處理的優(yōu)先次序，分為：優(yōu)先級(jí)1(危及生命的或資產(chǎn)的故障)、優(yōu)先級(jí)2(緊急故障)和優(yōu)先級(jí)3(常規(guī)故障)，對(duì)三類優(yōu)先級(jí)的事故情況，分別制定了事故的回應(yīng)時(shí)間和事故處理的完成時(shí)間要求。

6 結(jié)語

1.巴黎、東京及布拉格的綜合管廊建設(shè)發(fā)展歷程表明，城市地下綜合管廊科學(xué)規(guī)劃非常重要，這些城市的成功經(jīng)驗(yàn)都充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。巴黎百余年排水系統(tǒng)及管廊規(guī)劃建設(shè)的歷程表明，規(guī)劃的遠(yuǎn)瞻性以及對(duì)系統(tǒng)布局規(guī)劃始終如一地貫徹執(zhí)行是十分關(guān)鍵的。管廊規(guī)劃必須科學(xué)預(yù)測綜合管廊未來的使用狀況，并預(yù)留適當(dāng)?shù)陌l(fā)展空間。

2.各國綜合管廊建設(shè)的歷程表明，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，在城市新區(qū)及重要新興城市，與城市道路等市政設(shè)施建設(shè)同步進(jìn)行地下綜合管廊的建設(shè)是十分適宜的，如巴黎拉德芳斯新區(qū)、東京臨海副都心、橫濱21世紀(jì)未來港、新加坡濱海灣綜合管廊等項(xiàng)目。城市中心區(qū)的管廊建設(shè)可結(jié)合實(shí)際條件進(jìn)行，可采用埋深較大的隧道或盾構(gòu)等方式建設(shè)，如東京、布拉格等城市都有成功案例。

3.各國綜合管廊入廊管線主要包括給水、再生水、電力、通信、供熱、供冷、排水等管線，部分管廊敷設(shè)了燃?xì)夤艿?，少部分管廊納入垃圾輸送管線和其他管線。除了巴黎的傳統(tǒng)管廊采用明渠作為排水管線之外，重力流排水管線入廊相對(duì)較少。

4.早期管廊的附屬設(shè)施比較簡單，隨著技術(shù)的發(fā)展和綜合管廊建設(shè)水平的提高，現(xiàn)代化管廊的附屬設(shè)施在不斷地完善，尤其涉及人員和管廊安全運(yùn)行的一些設(shè)施，如火災(zāi)探測系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等、安保系統(tǒng)等均有配置。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施重要性的認(rèn)識(shí)，綜合管廊的高標(biāo)準(zhǔn)及長壽命建設(shè)是普遍趨勢。

5.城市地下綜合管廊建成后的運(yùn)行、維護(hù)和更新是管廊發(fā)揮重要作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綜合管廊的運(yùn)營管理一般由專業(yè)公司承擔(dān)。綜合管廊應(yīng)建立完善的運(yùn)營管理體制，管廊的運(yùn)營管理單位與管線的運(yùn)營管理單位應(yīng)有合理有效地協(xié)調(diào)管理機(jī)制和協(xié)作機(jī)制，以便在日常的維護(hù)管理中實(shí)現(xiàn)職責(zé)分明，信息互通，同時(shí)在事故應(yīng)急情況下能夠快速高效地處理現(xiàn)場問題。