综合管廊与城市隧道一体化设计

综合管廊与城市隧道一体化设计

叶晔

北京市市政工程设计研究总院有限公司深圳分院518048

摘要：随着城市土地开发强度的提高，城市地下的空间资源变得越来越珍贵。如何最大限度地利用地下空间，实现土地的高效、立体化开发，成为市政基础设施建设需要重点考虑的问题。综合管廊与城市隧道分属两种不同类型的地下市政设施，若能将二者结合到一起，实现综合管廊与隧道一体化建设，可充分利用地下空间资源。本文结合工程实例，对综合管廊与城市隧道合建的入廊管线、断面布置及附属排水系统的设置进行了分析，为今后类似工程提供借鉴。

关键词：综合管廊、城市隧道、地下空间、入廊管线、附属排水

1、引言

地下综合管廊是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、给排水等市政设施的维护和检修。此外，该系统还具有一定的防震减灾作用。

随着城市土地开发强度的提高，城市地下的空间资源变得越来越珍贵。如何最大限度地利用地下空间，实现土地的高效、立体化开发，成为市政基础设施建设需要重点考虑的问题。综合管廊与城市隧道分属两种不同类型的地下市政设施，若能将二者结合到一起，实现综合管廊与隧道一体化建设，可充分利用地下空间资源。综合管廊与城市隧道共同建设涉及一些技术问题，工程实例较少，有必要进行一些分析和探索。

2、管廊与隧道合建优点

（1）从设施的横向布置改为竖向立体布置，减少地下建设红线占用范围，有利于节约土地资源。

（2）充分利用地下及结构空间，减少综合管廊或隧道独立布置时分别发生的地基处理、围护及结构费用，节约投资。

（3）共用基坑，减少开挖作业面，从而降低交通疏解及现状管线改迁的难度，有利于缩短施工工期。

（4）避免了两者施工时序不一致而产生的保护措施，提高施工安全性。

3、管廊与隧道合建形式

综合管廊与城市隧道合建可采用“上隧下廊”或“上廊下隧”的形式，对比情况如下表：

从上表的对比可以看出，因管廊的节点较多，一般情况下，“上廊下隧”的布置形式优于“上隧下廊”。然而，城市隧道的平面布置、埋深也受控于匝道出入口位置、高程，以及道路纵坡及竖曲半径等因素。因此，当隧道的出入口较多，竖向受出入口控制时，在考虑综合管廊与城市隧道合建的布置形式时，应结合项目实际情况进行具体问题具体分析，不能一概而定。

4.2合建段入廊管线分析

综合管廊与隧道合建涉及电力管线、通信管线、给水管道、再生水管道、排水管道、燃气管道等。各种市政管线因其输送介质、使用功能不同，具有不同的安全等级及工艺要求。

根据GB50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》中5.1.5条规定：含天然气管道舱室的综合管廊不应与其他建（构）筑物合建。

根据GB50016—2006《建筑设计防火规范》中12.5.4条规定：隧道内严禁设置高压电线电缆和可燃气体管道；电缆线槽应与其他管道分开埋设。但是根据现行GB50016—2014（2018版）《建筑设计防火规范》中12.5.4条规定：隧道内严禁设置可燃气体管道；电缆线槽应与其他管道分开敷设。当设置10kV及以上高压电缆时，应采用耐火极限不低于2h的防火分隔体与其他区域分隔。

由此可见，规范明确禁止燃气进入隧道。而新规范对高压电缆的纳入不再禁止，而是提出相应的防火要求，设计规范也在考虑如何通过各种保障措施实现高压电缆敷设空间与交通隧道空间的共用。

结合已有工程经验与相关研究成果，管线与城市隧道合建分析如下表：

由上表可见，实际工程建设中，可将电力管线、通信管线、给排水管道（压力管道）等纳入隧道共建，燃气管道、重力流排水管道不得或不宜纳入隧道内。

4、项目实例

4.1工程概况

妈湾跨海通道工程位于深圳市西部，途经前海妈湾及宝安大铲湾两区域。路线全长约8.05km，其中前海段2.5km，海域段1.1km，大铲湾段4.45km。道路规划等级为城市快速路，道路规划红线宽度为前海段80m，大铲湾段70m。道路分为地面、地下两部分，其中地下道路规划等级为城市快速路，设计速度80km/h，横断面布设为双向6车道；地面道路规划等级为城市主干路，设计速度40km/h，横断面布设为双向6车道。

在大铲湾段设置有综合管廊，长度约4.43km，规划入廊管线有给水、再生水、压力污水、10Kv110kV及电力、通信、中压燃气。管廊为三舱矩形结构断面形式，分成水信舱、电力舱及燃气舱。

4.2合建段范围确定

铲湾段隧道主线分左右两幅，单洞全长4.45km，沿线设置有两对出入口匝道。主线隧道上方覆土1.7~7.1m，埋深14~21m，根据埋设深度的不同，分别采用单洞单层及单洞多层等闭合框架结构形式，施工方法为明挖。

主线单洞单层闭合框架横断面主线单洞多层闭合框架横断面

如采用“上隧下廊”的形式，综合管廊可全线与隧道合建。但合建后基坑深度将增加至18~25m，而且管廊所有附属节点处的结构及基坑均需要拓宽，大大地增加了基坑的技术难度，基坑施工安全风险及工程投资骤增。

如采用“上廊下隧”的形式，部分路段由于隧道覆土深度及匝道出入口的制约，隧道上方不具备管廊敷设的覆土条件，即部分路段管廊需在隧道结构外侧独立敷设。

管廊与隧道合建的目的，主要是在保证安全的前提下节约用地及提高经济性。因此，从安全及经济性考虑，本项目对具备条件的部分路段的管廊和隧道采用“上廊下隧”的形式合建，其余路段不合建。

4.3合建段断面布置

本项目排水管道坡向与地下隧道纵坡不一致，重力流管道不考虑纳入管廊，燃气按规范不能入廊。本次合建段入廊管线确定为电力、通信、给水、再生水、污水压力管五种管道。

本项目隧道在覆土较大路段，采用单洞多层布置，下层为行车主隧道，上层为空舱。上层空舱主要作用是减少隧道结构上方的土荷载，无通行需求及附属设备。为充分利用隧道上层空舱空间，设计将主线左幅上方空腔作为综合管廊使用，空舱净空高度为2.7~5.7m。同时，根据各入廊专业管线的数量、特性及相关安全要求，将空舱分隔为110kV高压电力舱、10kV电力舱及水信舱，采用混凝土中隔墙分隔。

4.4合建段管廊排水设计

综合管廊需设置排水系统排除结构渗漏水、冲洗废水、冷凝水、管道检修放空水等。将管廊内积水定期引至管廊外排至室外排水管网，以保持管廊内干爽环境，避免积水引起管廊结构及内部设施腐蚀，影响管廊使用寿命。

综合管廊排水常规做法是在每个防火分区低点处设置集水坑收集废水，然后通过排水泵提升至地面排水系统。本项目合建段采用“上廊下隧”形式，综合管廊底部与城市隧道顶部仅一墙之隔，若按常规做法在综合管廊底部设置集水井，井体结构将侵入隧道空间，占用隧道上方风道及设备空间，与隧道附属设施冲突。

合建段综合管廊断面布置图

结合隧道条件，对综合管廊集水井布置方案作比选如下：

方案一：将集水井布设在隧道主体外侧

本方案设将集水井以耳朵形式设置在主体隧道外侧，然后在综合管廊每个防火分区低点处设置横向排水管，将各舱室内的排水引至隧道外侧集水井处，最后通过排水泵提升至地面市政排水系统。横向排水管采用φ200，埋设在管廊底部找平层内，找平层厚度为300~400mm。

合建段管廊集水井节点平面示意图合建段管廊集水井节点横断面意图

方案一优点在于不对隧道内部造成影响，与隧道附属系统完全独立。但隧道结构需局部拓宽，增加结构尺寸及围护宽度，增加投资。

方案二：综合管廊排水引入隧道排水系统

本方案不单独设置综合管廊集水井，采用排水管道穿越综合管廊底板（隧道顶板），沿隧道顶板、侧墙敷设，向下接入隧道一侧排水边沟，最终进入隧道排水泵房。管道穿墙处设置密封套管，并在管段处设置止回阀，将综合管廊与隧道连通分隔，避免火灾时延期蔓延。

管廊排水接入隧道横断面示意图

方案二优点在于系统简单，不需要另外设置集水井，节省投资。但管廊排水系统需进入隧道空间，占用隧道建筑界限外的设备空间，对隧道内附属设施布设及景观有一定影响；同时，为避免综合管廊与隧道空间连通，对穿墙套管及止回阀等设备的密封性要求高。

相比方案一，方案二实施相对简单且具有经济优势，因此选用方案二。

5、结语

21世纪是地下空间开发利用的世纪，有效利用地下空间资源可助力城市的发展。综合管廊与城市隧道一体化建设，可集约利用土地资源、降低工程投资，有着较大的实用价值与广阔应用前景。本文结合工程实例对综合管廊与城市隧道合建的入廊管线、断面布置及附属排水系统的设置进行了分析，旨在抛砖引玉，期待众多业界同仁围绕相关问题深入研究，以促进综合管廊与地下隧道一体化建设的健康快速发展。

参考文献：

[1]刘应明，《城市地下综合管廊工程规划与管理》[M].中国建筑工业出版社，2016.

[2]孙磊，刘澄波.综合管廊的消防灭火系统比较与分析[J].地下空間與工程學報，2009，5（3）：616-620.

[3]梅勇文.明挖法施工城市隧道与综合管廊共建技术探讨[J].北方交通，2018（6）：138-142.

[4]王寿生.大型隧道与综合管廊一体化设计研究[J].地下空间与工程学报，2017（z1）.

[5]GB50838—2015，城市综合管廊工程技术规范［S］．

[6]GB50016—2014（2018年版），建筑设计防火规范［S］．