浅谈综合管廊在市政工程中的设计应用.docx

浅谈综合管廊在市政工程中的设计应用邓惠晗（深圳市西伦土木结构有限公司，广东深圳 518034）摘 要 ：该文通过综合管廊的概述、发展应用及优越性，阐明了综合管廊是 21 世纪市政基础设施建设现代化 、市政管线集约化 、 智能化的发展趋势及其在城市基础设施建设中的重要推动作用。结合深圳市光明新区华夏路综合管廊和景德镇市陶瓷文化创意 新区综合管廊的设计与建设实例，总结了综合管廊设计的重点、难点，分析综合管廊存在的制约因素和主要问题，并对其发展提出 建议。关键词：地下发展空间；综合管廊；管线集约化；智能化；深圳市中图分类号：tu990.3文献标识码：b文章编号：1009-7716（2013）07-0362-04统一设计、统一建设和统一管理的市政公用设施。它是市政基础 设施建设现代化 , 管线集约化, 智能 化的标志，是未来节能的趋势和潮流。综合管廊主要适用于交通流量大 、地下管线 多的重要路段 ，尤其是高速公路 、城 市 主 干 道 、以 及规划的大型城市组团或建筑群内。据所容纳的管线不同，大致可分为干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊、干支线混合综合管廊等四种。1.2 综合管廊的应用发展欧洲是地下空间开发利用的先进地区，特别 是在市政设施和公共建筑方面更是如此。综合管 廊发源地就始于欧洲，最早见于法国。法国巴黎于1832 年霍乱大流行后，隔年开始有规划地建设地下水系统和综合管廊系统；之后，英国、德国、西班 牙、欧美其他国家，以及日本等都相继建设综合管廊。日本最早于 1926 年开始了千代田综合管廊的建设，按照规划，到 21 世纪初，将达到 526 km。日 本的综合管廊技术比较发达，建成的里程最长，相 应的建设法规也比较完善。综合管廊在世界各大城市的普及也越来越高。综合管廊工程在国内起步较晚，且建设初期 投 资 较 大 ，运 营维护成本较高 ，在我国并不经济， 难以成为最优方案投资建设，地方财政难以承受，因此综合管廊在国内的发展受到各种制约。国内 最早的综合管廊出现在首都 北 京 ，1958 年 北 京 在天安门广场敷设了一条长 1 076 m 的综合管廊，之后各地陆续开始系统地规划建设综合管廊。近几 年，在经历冰灾、洪水等严重自然灾害对市政管线的破坏，造成巨大的经济损失之后，综合管廊的优点及综合效益日益被人们认可和重视，各大中城 市掀起了新一轮的建设热潮，开始着手综合管廊 的建设试验。1.3 综合管廊的优越性综合管廊初期投资较大，运营维护成本较高，0 引言随着我国经济建设的高速发展和城市人口增 加，城市规模不断扩大，全国各地贯彻落实中央扩 大内需、加强基础设施建设，促进经济增长的重大 战略决策，掀起了新一轮的城市建设热潮。土地成 为城市的稀缺资源，建设用地紧张、道路交通拥 挤、城市基础设施不足、环境污染加剧等问题日渐 突出。基础设施建设趋向于地下空间综合利用和 保护性开发。综合管廊能有效地缓解城市发展与 土地资源紧张的矛盾，对提高土地利用率、拓展地 下发展空间具有重要意义。1 综合管廊是市政基础设施建设现 代 智 能 化的发展趋势1.1 综合管廊概述作为城市经济、社会生活的保障体系，市政基 础设施建设如火如荼。城市建设的发展,人们生活 需求的提高，市政管线检修增设、更新改造引起道 路“开膛破肚”、“拉链现象”及交通阻塞和环境污染等问题屡见不鲜，不仅妨碍市民出行，停水断电 、中 断 通 讯 ，造成巨大经济损失 ，而且因此造成 爆炸、火灾、有毒气体排放、管线施工引发塌陷等，严重危害人民群众的生命安全。加之不同管线隶属不同部门管理 ，各自为政 ，缺乏整体规划 ，占用 了大量地下空间资源，阻碍了城市地下空间的利用和发展，受到越来越广泛的关注。综 合 管 廊 , 又 称 综 合 管 沟 、综 合 管 道 、共 同 沟 等,是指在城市地下建造一个隧道空间,将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体, 设 有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、收稿日期：2013-05-14作者简介：邓惠晗（1982-），女，湖南郴州人，工 程 师 ，从 事 桥梁结构设计工作。城市道桥与防洪 相关专业363 2013 年 7 月第 7 期但它具有传统直埋无可比拟的优越性。这些优越性表现为：（1）能避免地下管 线 因 埋 设 、检 修 、扩 容 导 致 的道路重复挖掘，保持路面的完整性，延长路面的 使用寿命。同时减小对交通和居民出行造成影响 和干扰，确保道路交通畅通。（2）能有效地缩短管线施工工期，避免盲目施 工所引起各种管线的损坏，使管网故障率减少到最低程度。（3）能有效集约化地利用道路下的空间资源， 为城市未来发展预留空间，促进城市的可持续发展。（4）能根据远期规划容量设计与建设，从而能满足管线远期发展需要。（5）由 于 管 线 增 设 、扩 容 较 方 便 ，管 线 可 分 阶 段敷设，建设资金可分期投资，亦可减少重复建设 投资。（6）廊内管线不直 接 与 土 壤 、地 下 水 、道 路 结构层的酸碱物质接触，可减少腐蚀，延长使用寿 命。（7）保护市政管线 系统 ，提高管线抵御台风 、 水 灾 、冰 灾 、泥 石流等自然灾害破坏的能力 ，减少 直接和间接的经济损失。（8）减少道路各种杆柱及检查井、室等的架设，美化了城市景观。随着我国经济水平的不断发展和城市化的进 程 ，综 合 管 廊 技 术日臻完善 ，无论从城市生产 、生活设施的建设需要，还是扩展土地利用率，减少资 源浪费，减轻防灾压力等，它在市政基础设施建设中的作用已日渐显现，优越性的体现及带来的经济社会效益亦被重视，其建设应用必将进入高速 发展阶段。综合管廊是 21 世纪市政基础设施建设现代化的重要标志，是市政管线集约化、智能化的发展趋势。2 综合管廊在市政建设中的设计应用2.1 深圳市光明新区华夏路综合管廊华夏路综合管廊是光明新区综合管廊系统的 一部分，北起塘明路，南至光侨路，全长 1 288.1 m, 位于华夏路西南侧绿化带内，是深圳市第一条真 正意义上的综合管廊。在深圳市第十四届优秀工程勘察设计评选中，获市政工程一等奖。它是以21 世纪的标准、国际化的视野、后现代的理念，推 进 循 环 经 济 ，促 进区域和谐发展 ，高标准规划 ，高水平建设的典范，提升城市基础设施的现代化水平，起到良好的示范和推动作用。现已建成并投入 使用，运营状况良好。华夏路市政综合管廊设计包括建筑结构 、电气、排水、监控系统、照明通风系统设计。2.1.1 结构设计管廊为单舱断面，尺 寸 净 空（宽 高）3.0 m2.8 m，主体结构纵向取 1 m，采用弹性地基上的闭 合框架计算。2.1.2 纳入管线综合管廊容纳电力 、电 信 、给 水 管 线 ，同 时 考 虑再生水或直饮水发展预留管位。从节约投资，方 便管理和维护等方面考虑，该工程未将燃气和雨污水管道纳入综合管廊。2.1.3 防水设计综合管廊防水等级为二级，主体防渗的原则 是 ：以 防 为 主 ，防 、排 、截 、堵 相 结 合 ，刚 柔 相 济 ，因 地制宜，综合治理。主要通过采用防水混凝土、合理 的 级 配 、优 质 的 外 加 剂 、合理的结构分缝 、科 学的细部设计来解决主体的防渗。综合管廊结构防 水以混凝土自防水为主，辅以高分子防水卷材作 为结构外防水。变 形 缝 、排 风 口 、投 料 口 、管线进出预留孔等 部位，是渗漏设防的重点部位，针对各部位采取构 造加强和设防措施提高防水性能。2.1.4 节点设计为满足近期规划管线接驳、各专业管线出仓 的 空 间 、日 常 维护 ，以及未来发展余量要求 ，设计 中在各规划路口及华夏路沿线 240 m 左右的距离设置一处出仓口，根据华夏路的现状条件，结合远 期规划设计，共设 8 个出仓口。据防火分区要 求，综合管廊 按 130 m200 m划分一个防火单元，共 9 区，以防火墙配甲级防火 门隔断。在每一防火分区两端各设置两处机械通 风口及出地面的风亭。投料口、进风口和人孔合建，在每一区段均需设置，使分区内形成空气循环。同时投料口兼做人孔和紧急逃生口，使附属构 筑物得到综合利用，美化景观，同时也降低了工程造价。2.1.5 附属设备设计2.1.5.1 消防系统管廊内消防采用 qh 气溶胶自动灭火系统，全 淹没灭火，选用 s 环保型热气溶胶发生剂。设置气 体灭火控制系 统 ，消防对讲电话系统 、感 温 、感 烟 探测器。2.1.5.2 通风系统通风分区与防火分区一致，以中间自然通风 为主，两侧机械通风为辅。自然通风口与投料口合 建，设置在投料口旁侧。机械通风口设于防火墙两城市道桥与防洪 2013 年 7 月第 7 期 364 相关专业侧 ， 并 每 隔 18 m 25 m 设诱导风机进行气体导 流。排风机前设置高温自动防烟防火阀，在进风口 处设置电动开关装置联动风阀 （与火灾报警装置联动）。2.1.5.3 排水系统管廊纵断面尽量与道路纵断保持一致，考虑 内部自流排水需要和各类管线 铺设要求设置纵 坡。排水方式采用纵向排水沟，于每个防火分区内 较低点设集水井，安装排污泵就近排入附近雨水井，排污泵运行与水位变化联动，纳入监控系统。2.1.5.4 动力照明系统负荷等级为二级；照度为 50 lx；设计照明功率 密度为 3 w/m2，显色指数为 60。在室外设置 箱 式变电站提供电源，应急照明及疏散照明采用蓄电 池作为备用电源。所有电气设备均采用防潮型。2.1.5.5 监控系统（1）自动控制系统：排水系统、配电系统、排风 系统均采用自动控制。（2）闭路电视监控 系 统 ：包 括 摄 像 机 、传 输 部 件、控制和显示、视频报警、监控主机等设备。2.2 景德镇市陶瓷文化创意新区综合管廊景德镇市陶瓷文化创意新片区内需要设置两 条垂直相交的综合管廓。建成后，可将片区内现状电力架空线改迁至综合管廊中，以利于片区其它 地块的建设。与华夏路管廊不同，该工程采用双舱断面，尺寸 净 空（宽 高）2-2.0/4.5 m2.8 m，电 力 电 缆 与 其他管线分舱设置。管廊布置于道路中央分隔带下，纳入电力电缆、通信光缆 / 电缆、给水管线，预留直饮水管线位置。管廊消防参照丁类厂房火灾 危 险 性 ，安 装 视 频 监 控 摄 像 机 、氧 气 监 测 仪 器 、温 度监测仪器、湿度监测仪器，信号直接送至监控中心设综合管廊专用变电所，其他附属设计与华夏路类似。工程目前已完成施工图设计，准备施工。3 综合管廊设计小结3.1 综合管廊设计原则综合管廊系统规划遵循节约用地、因地制宜、 远 近 兼 顾 、全 面 规 划 、分布实施的原则 ，充分调查 城市管线地下通道现状，合理确定主要经济指标， 科学预测规划需求量，在各专业规划的基础上，确定综合管廊系统规划。综合管廊的设计宗旨是 ：“ 安 全 、合 理 、经 济 、简单、并为远期发展留有余地”。城市综合管廊工 程技术规范（gb50838-2012） 的实施使综合管廊的设计依据更加充分，市政公用管线遇到下列情况之一时，宜采用综合管廊形式规划建设：（1）交通运输繁忙或地下工程管线设施较多的 机 动 车 道 、城 市主干路 ，以及配合地下铁道 、地 下道路、立体交叉等建设工程地段。（2）不宜开挖路面的路段。（3）广场或主要道路的交叉处。（4）需同时敷设多种工程管线的道路。（5）道路与铁路或河流的交叉处。（6）道路宽度难以满足直埋敷设多种管线的路段。3.2 综合管廊设计的重点、难点（1）综合管廊是综合地下管线建设工程，设计 必须具有前瞻性，而这种准确的预测需结合城市的整体规划，涉及各种市政管网，相对难度较大。（2）需要针对多专业进行综合设计，同时满足 不同的行业规范。（3）平面线形宜与道路的中心线平行，但转折 角须符合各类管线的曲折角要求。（4）纵断应考虑内部自流排水的需要，最小纵 坡不小于 2；最大纵坡一般控制值为 20，特殊情况例外。（5）与相邻地下构筑物的最小间距据地质条件 和构筑物性质确定，不得小于规范规定数值。（6）最小埋设深度根据路面结构厚度、地下设 施竖向综合、道路施工、行车荷载及设计冻深等因素综合确定。（7）断面确定需考虑施工方法及纳入的管线种 类、数量、安全距离和运输、安装、维护、检修空间，同时满足人员通行、防水、抗浮及未来发展的要求。（8）管廊可纳入电信电缆、电力电缆、给水、热 力 、雨 污 水 、天 然 气 、燃气等市政公用管线 。 但 燃 气、雨污水管线一般不纳入管廊，主要原因是燃气管线防火防爆等级高，雨水管径较大，污水管线须防 渗 漏 ，设 置 透气系统和检查井 ，且接入口较多， 若将其纳入管廊，势必制约管线布置方案，导致结构规模扩大，防火防爆措施提高，造成造价的大幅提高，并对运营管理和日常维护提出新的更高的 要求。3.3 综合管廊存在的制约因素和主要问题我国管廊建设起步较晚，经验和范例不足，法 律法规不完善，技术规范依据较少。虽然国家标准城市工程管线综合规划规范，还有一些地方标 准中提出了基 本要求 ，但暂时还没有严格 、全 面 、系统的设计、施工、检查验收、材料设备、运营管理 等方面的规范，导致在工程实施过程中常遇到依据不足等问题。国家标准城市综合管廊工程技术城市道桥与防洪 相关专业365 2013 年 7 月第 7 期规范自 2012 年 12 月 1 日起实施，为管廊设计提供了更全面和系统的指导依据，对其发展建设是 一个很好的推动力，但较日本、台湾等地区呈网状系统的发展趋势还存在较大差距。综合管廊投资主体不明确，各种市政基础管 网间缺乏协调体制，尚未形成一个完整和层次清晰的市政体系。前期投资较大、协调工作量大、后期运营维护成本高，制约了其推广和发展，目前仍 广泛采用传统直埋敷设方式。综合管廊管理体制上存在条块分割 、交叉重复、多头管理等问题,导致建设地下综合管廊面临 道 路 开 挖 难 、执 法 管 理 难 、资 金 落 实 难 、清 理 整 顿难等层层阻碍。维修养护或扩容增容之间的矛盾需要专门机构来管理和协调，管理维修费用的来 源应作进一步研究，运营管理模式有待探讨。现和标志。它充分考虑未来城市快速发展对市政设施的负荷需求，集约化建设、统一管理的建设运 营新方式，充分解决了管线直埋带来的诸多难题，有效地推动地区基础设施的现代化水平提 升 ，实 现持续发展，是市政管线建设的趋势和方向。虽然 其巨大的建设投资和高昂的运营成本决定了综合管廊的大规模高速发展达到发达国家的水平还需要较长的一段时间，但是它所带来的综合效应开 始被人们认识并重视 。 坚信待完善相关政策 、规范 ，健 全 法 律 、法规 ，明确综合管廊的建设条件和 建设标准，确定各管线主管部门的责任与义务，利 用科学的发展模式，将使综合管廊建设制度化、标准化，步入高速可持续发展轨道，实现综合管廊的综合效益。4 结语综 合管廊是综合利用地下空间的一种手段， 是市政基础设施建设的跨越式发展的典范，是市 政基础设施建设 现 代 化 , 管 线 集 约 化 , 智 能 化 的 体参考文献1 gb50838-2012，城市综合管廊工程技术规范s.2 dg/tj08-2017-2007，世博会园区综合管廊建设标准s.3 李德强. 综合管廊设计与施工m.北京：中国建筑工业出版社，2009.!（上接第 361 页）砌块。表 1 为方案一与方案二的各项费用比值统计 表。表 1 费用比值统计表4 结语混凝土钢梁结构既具有门式刚架跨越能力 强 的优点，又能弥补门式刚架防腐防火等方面成本 高的缺点，特别适用于大跨度的污泥处理厂房。在 结构设计时，荷载取值应按规范最不利，钢梁与柱 顶采用铰接连接方式，结构分析时应进行整体和 单榀计算。只有在设计中考虑全面，才能消除此类 结构的不安全隐患。费用比值（方案一 /方案二）序号项目名称基础柱及联系梁 屋面梁、支撑、屋面板等屋盖系统 墙面围护系统以上各项总和0.950.981.051.010.9912345参考文献1 cecs102:2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 （2012 年 版）s.2 gb50009-2012，建筑结构荷载规范s. 3 gb50017-2003，钢结构设计规范s.从表 1 可以看出，混凝土钢梁结构与门式刚架结构土建成本相差不大，但在后期维护成本方 面具有明显优势。design of dissymmetrical underground structures reserved for shield tunneling ! hua zhongliang（357）abstract: it is required to reserve the enough implementation condition for the rail traffic shield obliquelytunneling the lower of the area in later period during the implementation of a section for shanghai east-westpassage project. the article systematically sets forth and studies the designs of the new dissymmetrical build-ing envelope and inner structure used for the deep foundation pit of the underground structure in this section,which can be referred for the similar projects.keywords: shield tunneling, dissymmetrical building envelope, deep foundation pit, designapplication of rc column-steel beam structure in sludge treatment plant ! xu yi（360）abstract: the rc column-steel beam structure is a rc column as a vertical component and the lightweightsteel beam is used as the structure type of roof. it differs from the portal framed structure and also from therc framed structure. combined with analysis gist of the structure, the paper discusses the key structures andcompares its economies, and studies the application of rc column steel beam structure in the sludge treat-ment plant.keywords: rc column steel beam, portal frame, plant structureaelementary discussion on design application of engineering tunnel in municipal engineering ! deng huihan（362）abstract: according to the summarization, development application and superiority of the engineering tun-nel, the article sets forth the development tendency of the engineering tunnel for the construction moderniza-tion of municipal infrastructures, and for the intensification and intelligence of municipal pipelines, and itsimportant promoting role in the construction of the urban infrastructures. according to the design and con-struction cases of the engineering tunnels in huaxia road, guangming new area, shenzhen city and in theceramic culture creative area of jingdezhen city, the article sums up the design gist and difficulties of the en-gineering tunnels, analyzes the restraint factors and the main problems existing in the engineering tunnel, andputs forward the proposals for its development.keywords: underground development space, engineering tunnel, pipeline intensification, intelligence, shen-zhen cityyang yukui（366）discussion on several problems of earthwork engineering for construction land!abstract: the earthwork engineering is a problem having to be met in the course of city construction anddevelopment. how to implement the earthwork engineering better is the problem to be concerned by the peo-ple. the article discusses the matters for atten