综合管廊工程建设实践探讨

   综合管廊工程建设实践探讨

朱少华

中冶南方城市建设工程技术有限公司  湖北武汉  430000

摘要：在城市化发展过程中，城市地下综合管廊的设计和施工尤为重要，地下综合管廊的主要作用在于城市管线的集中管理，在统一空间内满足多种用途管线的施工、传输与运行，这种形式能够有效的缓解城市空间不足、城市环境污染等问题，是一种现代化、集成化的发展趋势，也是我国城市基础设施建设的重要内容。文章对城市综合管廊设计进行分析，探究城市地下综合管廊的设计要点内容。

关键词：城市地下；综合管廊；设计要点

引言

随着城市化进程的发展，各类资源在城市得到了高度的集中，完善和发展城市基础设施，是保证这些资源良好运作和充分利用的重要基础。在城市初期规划中，由于经验不足以及对繁荣发展前景的估计不足，使得很多城市基础设施在目前运营中出现诸多问题。因此，如何更加全面地规划城市基础设施，特别是保证这些城市设施在后期能够及时检修和方便运营维护，非常关键。综合管廊系统是近年来从国外借鉴的理念，通过建设地下构筑物，为给排水、通信、供热、供电、燃气等管道的敷设提供统一的空间，与城市道路配套建设，形成高度统一的市政基础结构。综合管廊结构与市民的生产和生活紧密相关，是保障城市正常运营的生命线工程。综合管廊系统从理念上建立了一种高度统一的平台，大大地方便了后期的管理和养护，是从全寿命角度进行的规划，是我国城市化发展的重要方向。

1城市综合管廊概述

我国的城市地下综合管廊主要的内容有通信、电力、燃气、热力、给水等等，通常情况下会形成多种的管道空间，并且需要进行检查口、检测控制系统的建立，对地下综合管廊的运行进行实施的监督和检查。地下综合管廊的建设要经过统一规划、统一设计、统一施工，在城市地下空间内进行施工操作。城市地下综合管廊，是城市运行的生命线，相关部门必须要重视对城市地下综合管廊的设计和规划工作，保护城市运行中所使用的各种管线设施，为城市提供更为安全的技术保障，有效的对城市地上空间和地下空间建立良好联系，解决城市内部空间不足的问题，禁止在城市发展过程中对地下空间的胡乱开挖和地上空间的随便占用，确保城市环境建设，有利于道路的顺利通行和周边环境的改善，更好的为现代化城市发展奠定技术支持。

2城市地下综合管廊的设计优势

2.1实现市政基础设施统筹管理

市政实施直接影响着市民的生产与生活，任何市政设施出现运营问题，其管理与维护都可能带来影响，如果管线不进行统一规划，势必会造成管理过程混乱，综合管廊系统则极大地提高了管理的效率和质量。

2.2提高了城市地下空间利用率

随着城市化进程的发展，城市土地资源越来越稀缺，目前诸多城市基础设施开始往地下空间蔓延，各类市政设施也开始从地上空间转移到地下环境。综合管廊系统将各类市政设施统筹在一起，这样对地下空间的利用率进行了大幅提升，特别是在目前地下结构非常多的情况下，实现管廊系统的统筹设计，不仅有利于后期地下空间的进一步开发利用，还能够合理有序地布置城市各类管线。

2.3全寿命期经济效益显著

不可否认目前的城市综合管廊系统在前期的建设投入成本很大，然而一旦建成，其后期运营维护的费用大大降低，具有非常显著的全寿命经济效益。首先，综合管廊避免了后续补充管线或者更换管线时需要反复开挖路面的可能，减少了管道维护和更换对城市陆面交通的影响，从而节省了大量的维护、管理和修复费用；其次，各类管道系统不进行统筹规划的话很容易受到地下水及土壤化学物质的腐蚀，其使用寿命将大大折扣，而综合管廊系统中各类管线的运营环境可进行控制，使用寿命大大提高。

综上所述，综合管廊系统具有突出的技术优势和经济优势，是现代化城市建设的重要方向。

3城市综合管廊设计要点

3.1 工艺设计

在管廊工艺平面布局方面，在进行城市综合管廊设计之前，需要做好现场的勘察和功能分区的了解，对于城市内管网的使用情况、规划以及总体布局进行掌握，充分考虑多方面的因素，避免相互之间的干扰影响。结合城市当前管线的具体情况，对于通信、污水、给水、天然气、热力等等诸多的管线项目进行综合分析和布置，确保规划的有效性，满足整体的合理性布局要求。对于城市已建成的地下交通、商业建筑等作为重点的参考对象，在设计中避免对已建项目的影响，做好整体的协调性设计。另外，在城市地下综合管廊的设计中，还会遇到很多轨道交通、地下道路等交通繁忙的情况，要根据具体的问题进行科学分析，提高城市空间的有效利用率，尽量设置足够的管道空间，并且做出预留空间，为城市未来的发展提供基础保障。

在管廊纵断面设计方面，城市综合管廊的纵面线形设计主要是考虑其埋深及其沿纵向的变化。综合管廊的最小埋深设计是需要考虑雨水支管、燃气支管等从综合管廊顶部穿越的问题，依据绿化植被的种植要求等，通常需要控制覆土厚度大于1.5m，一般以2.5-3m为宜。综合管廊的纵断面与道路纵断面基本保持一致。在穿越道路路口时，为了避让重力流管道，应该采用局部下卧或者上抬的方式进行交叉；此外，如果管廊系统中有重力流管道，则应该满足重力流排水的需求，一般纵坡不宜小于0.3%，最大纵坡需要考虑管道的运输和埋设的方面，一般控制在10%以内。

3.2结构设计和支护设计

综合管廊的结构设计主要是管廊的尺寸拟定和构造连接等。尺寸的确定是需要根据结构计算分析建立的，但还需要考虑管廊作为地下结构应该满足基本的耐腐蚀性能，一般要求管廊的最小厚度要满足25cm，且钢筋保护层厚度不低于5cm，对于结构内部的钢筋层保护厚度可以适当减少，但不应低于2.5cm。综合管廊除了满足结构安全设计要求外，还需要特别注重防水和防腐构造。水渗漏不仅影响管廊结构本身的耐久性，还影响管廊内部各种管道的使用寿命；管廊腐蚀则直接影响管廊自身的承载力和使用寿命。首先，应该进行防水处理，特别是构造连接处，结构设计本身应该能够具有较高的防水等级，此外还应该在局部构造连接处采用防水构造，防水复合层及止水橡胶带，最后进行表面的防水涂料处理。防腐蚀方面，在防水处理的时候填入防腐材料就可以达到目的，特别需要对管廊内部金属构件进行防腐处理，应该在除锈后进行环氧沥青层涂抹以形成防腐。变形缝控制设计方面，受到地下管廊自身结构特点的影响，如大多数管廊具备横向距离较短、纵向距离较长的特点，因此在具体施工时，防水施工重点应集中于纵向变形缝的防水基础，同时做好相应的排水设施建造。

基坑支护及地基处理工程作为管廊工程重要组成部分，也是关系项目安全生产和工程质量的关键环节。其设计方案应严格按照项目实施地质勘查详细报告反映地质情况，统筹周边环境、临近建构筑物安全性要求等因素，多方案比选确定合理可行经济的地基处理及支护设计方案。

3.3管廊附属工程设计

城市综合管廊在设计过程中，由于内部的环境复杂，管道、管线种类繁多，所以必须要做好相应配套设施的设计工作，比如内部的：消防系统、通风系统、供电系统等等，结合内部的具体情况，确保能够与总体的建设相互协调。首先，消防系统，综合管廊内部的承重结构应该为不易燃烧材料，内部使用的材料也都应该注重选择，设置相应的防火墙，确保其耐火极限能够满足3小时；其次，通风系统，由于地下综合管廊中管道、管线数量繁多，设备运行多，并且需要进行相应的检查与维护工作，必须要做好空间内的通风设计，可以采取自然通风和机械通风相互结合的方式，注意管廊内温度的控制，确保通风系统的正常运行；再次，供电系统，由于管廊内部存在较多的消防设备、监控设备、应急照明等设备都需要电力的支持才能正常运行。所以必须确保光廊内电力的充足，并且选用具有阻燃效果的电缆，做好管廊内供电系统的设计工作，在管廊出入口等地方做好相应的安全指示灯的安装。

综合管廊内除了正常的电力照明、应急照明、污水排水、消防系统，还应设置一氧化碳等有毒气体监测系统、温度监控系统，保证管廊使用过程中维修人员的安全。另外，管廊所有舱内宜设置可视监控系统，让运营管廊人员在监控室内可看到管廊内各种管线、设备、维修人员的状况。综合管廊每个防火分区应用防火门进行隔断，防止大面积着火，同时各防火分区内应分别设置应急逃生口，便于人员逃生。

3.4 监控中心的设计

1. 负责管理及监控综合管廊的运行情况，是监控中心的主要职责，而其设计要点主要体现在选址和功能定位。选址方面，在选择监控中心地址的时候，要围绕便于监控的原则，并且应与城市规划相符合，在条件允许的情况下，可与其他市政建设合建，以降低所需投资。功能定位方面，监控中心的近远期监控范围，决定了具体的规模大小，因此，要清楚功能定位和监控范围。明确了监控范围后，可为后期扩建预留适当条件，也可一次建成。建议监控中心建设具备一定的扩展性，在能为远期扩展预留建设条件。

4 几种常见复杂工况下的管廊建设方案

相比传统平直市政道路或绿地下方建设管廊，管廊穿越河流、地铁、高速公路等节点，存在工艺复杂、实施难度大，安全等级严，管理要求高等特点，因此也是管廊工程建设的重点研讨对象。

4.1 综合管廊穿越河流

在确定管廊穿越河流的实施方案前，一定要对河流的规划或现状水文资料、运行工况，航运要求等基本信息有充分了解。一般而言，过河段管廊施工，综合考虑施工难度、工程质量、环境影响与工程造价等因素，可采用顶管施工或明挖法施工。

在河道丰水期水面不宽，且河道水深较浅时，可以考虑在非汛期采用围堰+明挖法施工。需注意综合管廊拟位于规划河床底标高1m以下，以确保河道清淤时对综合管廊没有影响。采用明挖法施工，其防水性能要较暗挖法更可靠。施工过程中可通过分段施工的方法，保证沟渠水体不断流，总的土建造价也要较顶管低。

当明挖法施工受限时，可以考虑采用顶管法施工。若采用顶管法施工，可以保证沟渠水流的通畅，但管廊的埋深应加大以满足顶管的要求，这样管廊的纵断面要相应调整，相邻区段的支护结构与主体结构的造价会增加。而管廊顶管用管片一般断面较大，自重也大，在确定始发井和接收井位置时，需要综合考虑后期管片运输条件及可利用场地条件。

需注意的是，一般河道由当地水务部门专职管理，普遍承担区域防汛、排涝的重要作用，建议管廊穿越河流的方案应积极与水务部门对接，同时施工作业应避开雨季时期，降低渠道大流量情况下施工的不利风险。

4.2 综合管廊穿越地铁

管廊工程实施穿越地铁，对地铁安全影响较大，根据各地地铁相关管理办法，需对管廊建设方案进行专项安全评估。项目建设前，建设单位即应充分开展与地铁管理方的技术对接工作，并组织有资质单位就管廊工程对轨道交通的影响进行专项评估，并取得地铁主管部门的认可。

一般管廊穿越现状已运行地铁，明挖方案较难通过地铁管理部门的技术评审，因此该工况采用顶管工艺较多。采用顶管施工时，一般将管廊平面选址隧道区间段位置，尽量垂直交叉，并在隧道两侧安全距离设置顶管工作井、接收井，将该段管廊顶进通过地铁隧道上部，顶管与地铁隧道顶部至少保留4m安全间距，同时顶进过程中严格控制对周围土体和隧道的检测。

当管廊穿越规划地铁，或地铁在建时，可采用明挖法施工工艺。需重点注意管廊的支护工程选型应避免对后期地铁建设造成影响。

4.3 综合管廊穿越高速公路

综合管廊穿越高速公路，需充分考虑设计及施工方案对现状高速道路的影响，兼顾方案可行且工程造价最优，因此也是管廊工程建设的重难点。

与穿越地铁类似，管廊穿越高速公路常规有顶管施工跟明挖施工两种方案。

采用顶管施工时，在高速两侧设置工作井并根据地勘资料地质参数，计算、分析顶管施工最优断面尺寸。顶管施工对高速的通行功能基本无影响，施工安全系数较高，但管廊结构主体施工造价较高。

在征得高速主管部门同意前提下，也可采用明挖法施工时。因为高速交通承载能力较大，明挖法一般需道路倒边分幅施工或新建临时连接通道。相比顶管法，明挖施工时会影响高速使用，且建设周期较长。

结语

综合管廊建设是城市化发展的必然方向，也是实现城市集约用地的现实手段。目前的市政综合管廊设计和施工经验已经很成熟，但仍然存在诸多问题需要解决。论文详细归纳了综合管廊系统的优势，并提出管廊建设各专业的主要内容及对应设计要点，研讨了管廊穿越河流、地铁、高速公路等几种复杂工况下的建设方案，为实际管廊建设提供指导借鉴。

参考文献

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