王恒棟

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引言

綜合管廊是指在城市道路、廠區(qū)等地下建造的一個隧道空間，將電力、通訊、燃?xì)?、給水、熱力、排水等市政公用管線集中敷設(shè)在同一個構(gòu)筑物內(nèi)，并通過設(shè)置專門的投料口、通風(fēng)口、檢修口和監(jiān)測系統(tǒng)保證其正常運(yùn)營，實(shí)施市政公用管線的“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”，以做到城市道路地下空間的綜合開發(fā)利用和市政公用管線的集約化建設(shè)和管理，避免城市道路產(chǎn)生”拉鏈路”。

綜合管廊在日本稱之為“共同溝”，在我國臺灣省稱之為“共同管道”，在我國大陸地區(qū)多稱之為“共同溝、共同管道、綜合管溝、綜合管廊”。

綜合管廊于19世紀(jì)發(fā)源于歐洲，最早是在圓形排水管道內(nèi)裝設(shè)自來水、通訊等管道。早期的綜合管廊由于多種管線共處一室，且缺乏安全檢測設(shè)備，容易發(fā)生意外，因此綜合管廊的發(fā)展受到很大的限制[1]。

法國巴黎于1832年霍亂大流行后，隔年市區(qū)內(nèi)興建龐大下水道系統(tǒng)，同時興建綜合管廊系統(tǒng)，綜合管廊內(nèi)設(shè)有自來水管、通訊管道、壓縮空氣管道、交通信號電纜等。

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，我國綜合管廊建設(shè)也在不斷發(fā)展。1958年，北京市在天安門廣場敷設(shè)了一條1 076 m長的綜合管廊。此后在上海市寶鋼建設(shè)過程中，采用日本先進(jìn)的建設(shè)理念，建造了長達(dá)數(shù)十公里的工業(yè)生產(chǎn)專用綜合管廊系統(tǒng)。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，在我國新城鎮(zhèn)的開發(fā)建設(shè)過程中，全國各地開始將綜合管廊作為重要的市政配套工程進(jìn)行建設(shè)與示范。先后在上海、北京、天津、重慶、廣州、深圳、佛山、大連、青島、寧波、廈門、無錫、蘇州、武漢等地，建設(shè)了一大批綜合管廊示范工程。

為滿足2010年上海世博會辦展期間市政建設(shè)需要，優(yōu)化和合理利用地下市政管廊空間，同時兼顧世博園區(qū)后續(xù)開發(fā)，減少市政設(shè)施重復(fù)建設(shè)量及避免主要道路開挖，提高市政設(shè)施維護(hù)及管理水平，在世博園區(qū)主要道路下敷設(shè)綜合管廊。綜合管廊用于收納沿途的通信、電力、供水、供熱、垃圾氣力輸送系統(tǒng)管線，如圖1所示。排水、燃?xì)庀到y(tǒng)管線需另行敷設(shè)。

圖1 上海世博會園區(qū)綜合管廊實(shí)景

此外，我國臺灣省在20世紀(jì)80年代開始興建綜合管廊。目前在臺北市、高雄市、臺中市、臺中縣等城市和地區(qū)均建有綜合管廊。

城市綜合管廊工程是重要的生命線工程，其安全運(yùn)行在一定程度上影響到一個城市的安全運(yùn)行與功能保障。大量綜合管廊工程建設(shè)實(shí)踐表明，綜合管廊的結(jié)構(gòu)安全性能、防淹、防火、防人為破壞等關(guān)鍵要素，直接影響到綜合管廊的安全運(yùn)行。

1 綜合管廊的結(jié)構(gòu)安全性能要求

為統(tǒng)一房屋建筑、鐵路、公路、港口、水利水電等各類工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則、基本要求和基本方法，使結(jié)構(gòu)符合安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、確保質(zhì)量的要求，我國制定了《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153-2008），明確要求結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和維護(hù)應(yīng)使結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)以適當(dāng)?shù)目煽慷惹医?jīng)濟(jì)的方式滿足規(guī)定的各項(xiàng)功能要求。結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在施工和使用期間可能出現(xiàn)的的各種作用；保持良好的使用性能；具有足夠的耐久性能；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，在規(guī)定的時間內(nèi)可保持足夠的承載力；當(dāng)發(fā)生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時，結(jié)構(gòu)能保持必需的整體穩(wěn)固性，不出現(xiàn)與起因不相稱的破壞后果，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌[2]。

根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153-2008）的原則要求，在《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838-2010）中，綜合管廊土建工程設(shè)計應(yīng)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，除驗(yàn)算整體穩(wěn)定外，均應(yīng)采用含分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計[3]。

綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)計算下列兩種極限狀態(tài)：

（1）承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于管廊結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力，管廊主體結(jié)構(gòu)或連接構(gòu)件因材料強(qiáng)度被超過而破壞；管廊結(jié)構(gòu)因過量變形而不能繼續(xù)承載或喪失穩(wěn)定；管廊結(jié)構(gòu)作為整體失去平衡。

（2）正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于管廊結(jié)構(gòu)符合正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值；影響正常使用的變形量限值；影響耐久性能的控制開裂或局部裂縫寬度限值等。

根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153-2008）的原則要求，綜合管廊工程設(shè)計應(yīng)明確工程結(jié)構(gòu)的安全等級。安全等級應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、對社會或環(huán)境產(chǎn)生影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級，共分為一級、二級、三級。

對房屋建筑結(jié)構(gòu)而言，對破壞后果很嚴(yán)重，對人的生命、經(jīng)濟(jì)、社會或環(huán)境影響很大的大型的公共建筑，安全等級為一級；對破壞后果嚴(yán)重，對人的生命、經(jīng)濟(jì)、社會或環(huán)境影響較大的普通的住宅和辦公樓，安全等級為二級。

對公路橋涵結(jié)構(gòu)而言，按照結(jié)構(gòu)的類型確定不同的安全等級。對重要結(jié)構(gòu)如特大橋、大橋、中橋、重要小橋，安全等級為一級；對一般結(jié)構(gòu)如小橋、重要涵洞、重要擋土墻，安全等級為二級。

參考房屋建筑結(jié)構(gòu)和公路橋涵結(jié)構(gòu)，對照綜合管廊結(jié)構(gòu)實(shí)際特點(diǎn)和破壞后造成的后果，確定綜合管廊的結(jié)構(gòu)安全等級為二級。但考慮到地下工程建設(shè)的特點(diǎn)和工程使用的要求，綜合管廊工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限不宜低于100 a。

2 綜合管廊防淹措施

城市市政綜合管廊工程一般敷設(shè)在城市道路下面，為典型的地下構(gòu)筑物。根據(jù)綜合管廊工程使用要求，在綜合管廊頂板上部預(yù)留一定數(shù)量的通風(fēng)口、投料口、人孔等構(gòu)筑物。這些構(gòu)筑物由于使用功能的需要，必須同外部空間聯(lián)通，這樣在暴雨或洪水期間就存在道路地面水倒灌綜合管廊的安全隱患，影響到綜合管廊的安全運(yùn)行。

一般情況下，投料口、人孔均可以作成密閉式結(jié)構(gòu)，保證地面水不會倒灌到綜合管廊內(nèi)。但對于通風(fēng)口尤其是自然通風(fēng)口，由于需要空氣置換的要求，必須保證有一定的通風(fēng)面積同外部聯(lián)通。為了防止道路地面水倒灌，對于設(shè)置在綠化帶位置的綜合管廊通風(fēng)口，其百葉窗的底部應(yīng)高于城市防洪排澇水位以上300～500 mm，如圖2所示。

圖2 地面式綜合管廊通風(fēng)口實(shí)景

由于道路景觀要求的限制，綜合管廊通風(fēng)口不能作成地面式而只能作成地表式時，則應(yīng)在綜合管廊通風(fēng)口內(nèi)部設(shè)置防淹門，防止地表水倒灌。

3 綜合管廊防火措施

綜合管廊內(nèi)存在的潛在火源主要是電力電纜因電火花、靜電、短路、電熱效應(yīng)等會引起火災(zāi)。另一種火源是可燃物質(zhì)如泄漏的燃?xì)?、污水管外溢的沼氣等可燃?xì)怏w，容易在封閉狹小的綜合管廊內(nèi)聚集，造成火災(zāi)隱患。由于綜合管廊一般位于地下，火災(zāi)發(fā)生隱蔽，不易察覺。另外，綜合管廊的環(huán)境封閉狹小、出入的人孔少，火災(zāi)撲救難?；馂?zāi)時，煙霧不易散出，增加了消防員進(jìn)入的難度。

綜合管廊防火最主要的措施應(yīng)以預(yù)防為主，通過設(shè)置合理的防火分區(qū)，把火災(zāi)事故限制在最小范圍內(nèi)。綜合管廊內(nèi)一般可每隔100～200 m設(shè)置防火墻，形成防火分區(qū)。防火墻上設(shè)常開式甲級防火門。各類管線穿越防火墻處用不燃材料封堵，縫隙處用無機(jī)防火堵料填塞，以防止煙火穿越分區(qū)。

綜合管廊的滅火設(shè)施根據(jù)綜合管廊的建設(shè)規(guī)模、收容管線等確定。綜合管廊內(nèi)常用的滅火設(shè)施有滅火器、水噴霧滅火系統(tǒng)等。

（1）滅火器：綜合管廊內(nèi)均需設(shè)置滅火器。綜合管廊為一相對封閉的無人空間，為檢修巡視時萬一發(fā)生火災(zāi)工況，應(yīng)在每個防火分區(qū)的人孔和通風(fēng)口集中設(shè)置手提式滅火器，及時撲滅火災(zāi)。

（2）水噴霧系統(tǒng)：a.設(shè)置場所：敷設(shè)電纜、光纜的綜合管廊宜設(shè)置水噴霧系統(tǒng)。水噴霧系統(tǒng)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)為防護(hù)冷卻。b.水噴霧系統(tǒng)的布置：水噴霧宜按綜合管廊的防火分區(qū)分組設(shè)置。每組水噴霧系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的噴頭數(shù)量按將保護(hù)區(qū)域全覆蓋確定。系統(tǒng)水量由室外消火栓或消防泵房供給，每個防火分區(qū)內(nèi)的水噴霧噴頭宜同時作用。水噴霧系統(tǒng)在每組雨淋閥前宜為濕式系統(tǒng)。但工程中也有將管路系統(tǒng)設(shè)置為干式系統(tǒng)的，火災(zāi)時由室外消火栓及水泵接合器供水，構(gòu)成臨時高壓水噴霧系統(tǒng)。一般來說，濕式系統(tǒng)可靠性高，滅火系統(tǒng)響應(yīng)時間快。但因雨淋閥前的管道內(nèi)充滿壓力水，故日常管道的維修保養(yǎng)的要求較高。而干式系統(tǒng)管道內(nèi)一般無水，其維修保養(yǎng)方便。但滅火系統(tǒng)響應(yīng)時間相對較長。如要減少響應(yīng)時間，則水泵接合器與室外消火栓設(shè)置數(shù)量相應(yīng)增加。在長度較長或電纜、光纜敷設(shè)較多的綜合管廊內(nèi)宜采用濕式系統(tǒng)。

（3）其他滅火設(shè)施：敷設(shè)電纜、光纜的綜合管廊，可采用脈沖干粉自動滅火裝置。該裝置不需要噴頭、管網(wǎng)、閥門和纜式線型感溫報警系統(tǒng)等繁多的設(shè)施，安裝簡單。

由于綜合管廊在施工和檢修、維護(hù)時有人員進(jìn)出，特別在燃?xì)饩C合管廊內(nèi)布置有易燃?xì)怏w的管道，為確保人身安全和管線運(yùn)行安全，綜合管廊內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性及穩(wěn)定性，技術(shù)先進(jìn)、組網(wǎng)靈活、經(jīng)濟(jì)合理、容易維護(hù)保養(yǎng)，并應(yīng)具有擴(kuò)展功能，抗電磁干擾能力強(qiáng)?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)作為獨(dú)立的系統(tǒng)，以通信接口形式與中央計算機(jī)建立數(shù)據(jù)通信，并在顯示終端上顯示火災(zāi)報警及消防聯(lián)動狀態(tài)。

4 綜合管廊防人為破壞措施

我國的綜合管廊工程大多建造在新城區(qū)，由于新城區(qū)處于建設(shè)階段，相對人員較少。由于綜合管廊內(nèi)部有大量的電纜和金屬物，因此人為盜竊造成綜合管廊安全運(yùn)行事故時有發(fā)生。在綜合管廊的建設(shè)、管理及運(yùn)行方面，需要有強(qiáng)有力的管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理。

為規(guī)范中國2010年上海世博會園區(qū)管線綜合管廊的建設(shè)和管理，上海市人民政府制定了滬府發(fā)〔2007〕24號文，《中國2010年上海世博會園區(qū)管線綜合管廊管理辦法》（2007年7月27日）。明確了世博綜合管廊的行政管理部門，發(fā)展改革、規(guī)劃、土地、建設(shè)、財政、價格、監(jiān)察等相關(guān)管理部門按照各自職責(zé)，協(xié)同實(shí)施管理職能[4]。

綜合管廊的維護(hù)管理單位應(yīng)保持綜合管廊內(nèi)的整潔和通風(fēng)良好；搞好安全監(jiān)控和巡查等安全保障；配合和協(xié)助管線單位的巡查、養(yǎng)護(hù)和維修；負(fù)責(zé)世博綜合管廊內(nèi)共用設(shè)施設(shè)備養(yǎng)護(hù)和維修，保證設(shè)施設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；綜合管廊內(nèi)發(fā)生險情時，采取緊急措施并及時通知管線單位進(jìn)行搶修；制定綜合管廊應(yīng)急預(yù)案。

綜合管廊的管線單位應(yīng)當(dāng)對管線使用和維護(hù)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)安全技術(shù)規(guī)程；建立管線定期巡查記錄；編制實(shí)施綜合管廊管線維護(hù)和巡檢計劃。在綜合管廊內(nèi)實(shí)施明火作業(yè)的，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行消防要求，并制定完善的施工方案。

在綜合管廊安全保護(hù)范圍內(nèi)，禁止從事排放、傾倒腐蝕性液體、氣體；爆破行為；擅自挖掘城市道路；擅自打樁或者進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)。確需挖掘城市道路的，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過上海市市政工程管理機(jī)構(gòu)審核同意，并采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施；確需從事打樁或者頂進(jìn)作業(yè)的，應(yīng)當(dāng)在施工的5 d前向上海市市政工程管理機(jī)構(gòu)報告，提供相應(yīng)的施工安全保護(hù)方案，并在施工中按照該保護(hù)方案采取安全保護(hù)措施。

需要進(jìn)入綜合管廊的人員應(yīng)當(dāng)向維護(hù)管理單位申請，維護(hù)管理單位應(yīng)有人員同時到場，但相關(guān)維護(hù)人員或依法執(zhí)行公務(wù)者因緊急事故進(jìn)入或使用的除外。未經(jīng)同意擅自進(jìn)入綜合管廊的，維護(hù)管理單位應(yīng)當(dāng)及時制止。

5 結(jié)語

綜合管廊工程是城市的重要生命線工程。為了保證綜合管廊的安全運(yùn)行，應(yīng)從綜合管廊結(jié)構(gòu)安全性、防淹、防火、防人為破壞等方面入手，明確綜合管廊的安全保障措施。

綜合管廊工程在100 a的設(shè)計使用年限內(nèi)，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在施工和使用期間可能出現(xiàn)的的各種作用；保持良好的使用性能；具有足夠的耐久性能；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，在規(guī)定的時間內(nèi)可保持足夠的承載力；當(dāng)發(fā)生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時，結(jié)構(gòu)能保持必需的整體穩(wěn)固性，不出現(xiàn)與起因不相稱的破壞后果，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。

綜合管廊的地面式通風(fēng)口百葉窗的底部應(yīng)高于城市防洪排澇水位以上300 mm～500 mm；地表式綜合管廊通風(fēng)口應(yīng)在綜合管廊通風(fēng)口內(nèi)部設(shè)置防淹門，防止地表水倒灌。

綜合管廊防火最主要的措施應(yīng)以預(yù)防為主，通過設(shè)置合理的防火分區(qū)，把火災(zāi)事故限制在最小范圍內(nèi)。配備合理的滅火設(shè)施及時撲滅火災(zāi)。設(shè)置完整的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)災(zāi)情。

在綜合管廊的建設(shè)、管理及運(yùn)行方面，需要有強(qiáng)有力的管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理，防止人為破壞。

[1]楊新乾編著.共同管道工程（初版）[M].臺北.：詹氏書局，1992.

[2]GB50153—2008，工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]GB50838—2010，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[4]上海市人民政府.上海市人民政府管理?xiàng)l例，中國2010年上海世博會園區(qū)管線綜合管廊管理辦法（滬府發(fā)〔2007〕24號）[Z].2007.