彭 濤

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

0 引言

綜合管廊工程的特點是涉及的市政管線種類繁多、與道路等其他基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)系復(fù)雜，在缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的前提下，往往出現(xiàn)綜合管廊方案五花八門的情況，既耗費了大量資源，增加了工程投資，也不利于下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)和配套設(shè)備等的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化，限制了綜合管廊建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。目前國內(nèi)僅部分地方省、市頒布了建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)圖集，國家層面的綜合管廊建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，綜合管廊建設(shè)可參考的指南、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范較匱乏。因此開展綜合管廊總體設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化研究顯得尤為必要。

1 總體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化研究

1.1 標(biāo)準(zhǔn)斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.1.1 布置原則

綜合管廊的標(biāo)準(zhǔn)斷面布置主要需解決以下問題：艙室數(shù)量、艙室大小、艙室布置形式。

（1）綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面的艙室數(shù)量主要由納入管線的種類確定。

a.對于國家標(biāo)準(zhǔn)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50838—2015）中規(guī)定的不能相容的管線的特殊要求應(yīng)嚴(yán)格遵守，如天然氣艙應(yīng)在獨立艙室內(nèi)敷設(shè)等。

b.對于各類市政管線行業(yè)內(nèi)或地方上有特殊敷設(shè)規(guī)定的，如高壓電力電纜等，標(biāo)準(zhǔn)斷面布置時應(yīng)做好方案比選工作，在技術(shù)方案可行、經(jīng)濟條件合適的前提下盡量滿足。

（2）綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面艙室的尺寸要根據(jù)容納管線的規(guī)模及各類管線安裝、檢修、維護作業(yè)所需要的空間要求確定。

a.進入綜合管廊內(nèi)的管線主要有纜線和管道兩種形式：纜線包括各類電壓等級的電力電纜和各類運營商的通信光纜；管道主要包括各類給水、中水、再生水、熱水等管道。一般情況下，纜線主要采用支架橋架系統(tǒng)敷設(shè)，管道主要采用支墩或支架的形式敷設(shè)。

對于采用支架橋架系統(tǒng)安裝的電力電纜，其支架托臂間距應(yīng)根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50217—2018）確定。

對于采用支架或支墩安裝的管道，其安裝凈距宜滿足圖1、表1的要求。

b.為滿足管線的檢修、運輸、安裝等要求，綜合管廊的內(nèi)部空間還需要滿足如下要求：

綜合管廊凈高不宜小于2.4 m。

綜合管廊內(nèi)兩側(cè)設(shè)置支架或管道時，檢修管道凈寬不宜小于1.0 m；單側(cè)設(shè)置支架或管道時，檢修通道凈寬不宜小于0.9 m。配備檢修車的綜合管廊檢修通道寬度不宜小于2.2 m。

圖1 管道安裝凈距圖例（單位：mm）

表1 綜合管廊的管道安裝凈距mm

（3）綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面艙室布置形式需要結(jié)合多種因素綜合確定。

a.綜合管廊各個艙室一般采用平鋪并列的形式，當(dāng)受到道路條件限制時，可將各艙室上下疊放。

b.當(dāng)各艙室采用平鋪并列的布置時，宜將引出少、轉(zhuǎn)彎半徑要求大的管線、管道布置在中間艙室，需要頻繁引出、轉(zhuǎn)彎半徑要求小的管線及管道布置在兩側(cè)艙室，排水管線宜布置在兩側(cè)艙室。

c.當(dāng)各艙室采用上下疊放的布置形式時，宜將高壓電力纜線、信息纜線、天然氣管道等管線布置在上層，將排水、給水等管道布置在下層。

d.各艙室位置的布置，還應(yīng)該考慮到綜合管廊在道路下方的位置，宜將管徑較大或投料難度大的艙室布置在人行道或綠化帶一側(cè)。

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

綜合管廊單艙斷面是其他多艙斷面的基礎(chǔ)組成形式，故先進行單艙斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計研究。

（1）納入中低壓電力電纜、信息纜線、給水、中水管線。布置形式如圖2所示，其斷面尺寸根據(jù)納入管線規(guī)模的變化而不同，推薦其斷面寬度以400 mm、斷面高度以300 mm為模數(shù)進行調(diào)整，以適應(yīng)管廊內(nèi)管道的檢修、安裝及運維需求（見表2）。

圖2 單艙綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面（一）（單位：mm）

表2 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（一）mm

（2）納入110 kV/220 kV高壓電力電纜。根據(jù)高壓電力支架的豎向間距和長度確定綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面的凈尺寸，布置形式按圖3選用。其適用納入管線規(guī)模及艙室斷面尺寸見表3，斷面調(diào)整模數(shù)分別為寬度400 mm、高度300 mm。

圖3 單艙綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面（二）（單位：mm）

（3）納入天然氣管線。天然氣管線需單艙敷設(shè)，艙室斷面尺寸根據(jù)天然氣管徑大小進行調(diào)整，布置形式可按圖4選用。適用納入管線的規(guī)模和艙室斷面尺寸見表4，斷面寬度和高度的變化模數(shù)分別為200 mm和300 mm。

（4）納入熱力管線。規(guī)范規(guī)定當(dāng)熱力管道采用蒸汽介質(zhì)時應(yīng)在獨立艙室內(nèi)敷設(shè)，熱力管道不應(yīng)與電力電纜同艙敷，故存在熱力管道需采用單艙敷設(shè)的情況。熱力管道單艙敷設(shè)時有兩種形式：熱力管道上下疊放和熱力管道兩側(cè)平敷。

表3 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（二）mm

圖4 單艙綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面（三）（單位：mm）

表4 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（三）mm

a.當(dāng)熱力管管徑小于DN 800時，熱力管可上下疊放，斷面布置形式如圖5所示。適用的管線規(guī)模及艙室斷面尺寸見表5，斷面調(diào)整模數(shù)分別為寬度400 mm、高度300 mm。

圖5 單艙綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面（四）（單位：mm）

表5 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（四）mm

b.當(dāng)熱力管管徑不小于DN800時，熱力管一般在兩側(cè)平鋪，斷面布置形式如圖6所示。適用的管線規(guī)模及艙室斷面尺寸見表6，斷面調(diào)整模數(shù)分別為寬度400 mm、高度300 mm。

圖6 單艙綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面（五）（單位：mm）

表6 單艙綜合管廊艙室尺寸選用表（五）mm

1.2 平面及縱斷面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.2.1 平面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.2.1.1 設(shè)計原則

平面設(shè)計主要是管廊平面布局、管廊各功能節(jié)點定位，并反映與現(xiàn)狀或規(guī)劃建（構(gòu)）筑物、道路及相關(guān)設(shè)施的相互關(guān)系。布置原則如下：

（1）根據(jù)道路、管線及附屬設(shè)施的情況確定管廊在道路下的平面位置。對規(guī)劃新建道路，管廊平面布置應(yīng)采取平面協(xié)調(diào)、避讓等有效措施處理與沿途擬建障礙物的關(guān)系。對現(xiàn)狀道路，建設(shè)過程中如遇不能廢除的管線或建構(gòu)筑物等設(shè)施，平面應(yīng)采取避讓，并對既有設(shè)施進行保護。

（2）根據(jù)綜合管廊的自身情況確定管廊各艙室在道路下的位置。管廊適宜布置在道路綠化帶下方，各種功能性節(jié)點可以利用綠化帶直通管廊底部。對于綠化帶較窄的道路，宜優(yōu)先將管徑大、下料困難的管線艙室布置在綠化帶下方。對于無綠化帶的道路，宜優(yōu)先將綜合管廊布置在非機動車道、人行道下方。

綜合管廊的平面布置還應(yīng)遵循規(guī)范規(guī)定的其他要求。

1.2.1.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

平面布置設(shè)計主要解決以下問題：

（1）管廊在道路下的平面位置。綜合管廊是道路下的附屬設(shè)施，應(yīng)布置在道路紅線或綠線范圍內(nèi)。

a.當(dāng)?shù)缆芬?guī)劃有較寬綠化帶時，綜合管廊優(yōu)先布置在綠化帶內(nèi)。

b.當(dāng)?shù)缆肪G化帶較窄時，宜優(yōu)先將管徑大、下料困難的管線艙室布置在綠化帶下方。

c.當(dāng)?shù)缆窡o綠化帶或綠化帶規(guī)劃有高架橋、軌道交通時，綜合管廊宜布置在人行道或非機動車道下方。

（2）管廊各功能節(jié)點的布置位置。綜合管廊內(nèi)需設(shè)置通風(fēng)、供電、監(jiān)控、消防及排水等附屬設(shè)施，通過設(shè)置各類節(jié)點滿足以上設(shè)施的安裝與運行。且管廊內(nèi)的管線需要引入引出及維修更換等，也通過各種功能性節(jié)點實現(xiàn)。

（3）管廊與其他構(gòu)筑物或管線的關(guān)系。為準(zhǔn)確表示綜合管廊本體及與其他構(gòu)筑物或管線的關(guān)系，平面圖中應(yīng)包括并不限于以下內(nèi)容：

a.擬建或規(guī)劃道路平面布置圖。

b.現(xiàn)狀管線在道路下的布置圖。

c.現(xiàn)狀地形圖。

d.擬建或現(xiàn)狀道路附屬工程或其他構(gòu)筑物，如人行地道、天橋、地鐵及其附屬構(gòu)筑物等的平面位置，并注明管廊與其關(guān)系。

e.綜合管廊起止范圍線。

f.附屬設(shè)施節(jié)點功能標(biāo)注。

g.關(guān)鍵定位位置坐標(biāo)標(biāo)示。

1.2.2 縱斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.2.2.1 設(shè)計原則

縱斷面設(shè)計主要是確定管廊縱向高程的定位、覆土厚度等參數(shù)，以及與地下復(fù)雜現(xiàn)狀構(gòu)筑物、管線等的位置關(guān)系，避免產(chǎn)生豎向沖突，并明確綜合管廊每個防火分區(qū)的集水坑位置。布置原則如下：

（1）管廊覆土厚度。主要由以下因素確定：

a.管廊抗浮需要。

b.管廊節(jié)點布置需要。

c.管廊頂綠化種植需要。

d.一般相交管線的埋置深度。

e.寒冷地區(qū)還要考慮凍土深度影響。

根據(jù)以上原則確定的覆土厚度一般在2.5～3 m。

（2）綜合管廊縱向坡度。一般與道路坡度一致，應(yīng)滿足縱向排水最小坡度要求，滿足各管線的最小彎曲半徑要求，同時還應(yīng)滿足人員通行要求。當(dāng)坡度超過10%時應(yīng)在人員通道部位設(shè)置防滑地坪或臺階。

（3）綜合管廊與相交構(gòu)筑物或管線關(guān)系。綜合管廊在豎向上與重要的地下構(gòu)筑物或重力流管線發(fā)生沖突時，應(yīng)采取倒虹避讓的措施，規(guī)范對綜合管廊與相鄰地下構(gòu)筑物或管線的最小凈距要求見表7。

表7 綜合管廊與相鄰地下構(gòu)筑物的最小凈距

（4）綜合管廊與河道的豎向關(guān)系。綜合管廊穿越河道時應(yīng)選擇在河床穩(wěn)定的河段，最小覆土深度應(yīng)滿足河道整治和綜合管廊安全運行需求，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a.在Ⅰ～Ⅴ級航道下面敷設(shè)時，頂部高程應(yīng)在遠期規(guī)劃航道底高程2.0 m以下。

b.在Ⅵ、Ⅶ級航道下面敷設(shè)時，頂部高程應(yīng)在遠期規(guī)劃航道底高程1.0 m以下。

c.在其他河道下面敷設(shè)時，頂部高程應(yīng)在河道底設(shè)計高程1.0 m以下。

1.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

縱斷面布置圖中應(yīng)包括并不限于以下內(nèi)容：

（1）雙向比例尺、高程系標(biāo)尺。

（2）里程樁號標(biāo)尺。

（3）上部地面設(shè)計高程線。

（4）現(xiàn)狀地面高程線。

（5）管廊覆土厚度。

（6）管廊上下頂板高程線。

（7）管廊縱坡及相應(yīng)長度。

（8）附屬設(shè)施節(jié)點功能標(biāo)注。

（9）管廊所避讓構(gòu)筑物、管線的位置示意、標(biāo)高標(biāo)注。

（10）集水坑布置等。

典型的縱斷面布置設(shè)計圖如圖7所示。

1.3 功能性節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.3.1 設(shè)計原則

功能性節(jié)點主要指為了滿足管廊內(nèi)通風(fēng)、配電、監(jiān)控、消防等附屬功能要求以及為了實現(xiàn)管線的引入引出、檢修運維而設(shè)置的一些不同于標(biāo)準(zhǔn)斷面的特殊節(jié)點，主要包括吊裝口、進風(fēng)口、排風(fēng)口、管線分支口等?！冻鞘芯C合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50838—2015）中對功能性節(jié)點的設(shè)置有如下規(guī)定：

（1）每個艙室應(yīng)設(shè)置人員出入口、逃生口、吊裝口、進風(fēng)口、排風(fēng)口、管線分支口等。

（2）人員出入口、逃生口、吊裝口、進風(fēng)口、排風(fēng)口等露出地面的構(gòu)筑物應(yīng)滿足城市防洪要求，并應(yīng)采取防止地面水倒灌及小動物進入的措施。

（3）人員出入口宜與逃生口、吊裝口、進風(fēng)口結(jié)合設(shè)置，且不應(yīng)少于2個。

圖7 典型縱斷面布置設(shè)計圖

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

節(jié)點的設(shè)計在規(guī)范規(guī)定的前提要求下，以滿足附屬系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行為首要目標(biāo)，并盡量簡潔、經(jīng)濟合理。以下對常見典型節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計進行歸納。

1.3.2.1 通風(fēng)口

通風(fēng)口主要功能為保障綜合管廊通風(fēng)風(fēng)機及其附屬設(shè)施的安裝及運行，還可以兼具配電、監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備間及人員逃生口的功能。

通風(fēng)口一般利用綜合管廊上部覆土空間，以夾層的形式布置，為全地下式結(jié)構(gòu)，僅通風(fēng)格柵等露出地面。

通風(fēng)口各個區(qū)域的面積大小應(yīng)由各類設(shè)備所占空間決定：通風(fēng)機房的面積應(yīng)能滿足風(fēng)機、風(fēng)管的安裝需要，并預(yù)留人員檢修逃生、設(shè)備更換的空間；配電間的面積應(yīng)能滿足電氣設(shè)備的安裝、檢修需要；風(fēng)井及露出地面格柵部分的面積應(yīng)能滿足通風(fēng)功能的需要，且應(yīng)采取可靠措施避免道路雨水倒灌。

1.3.2.2 吊裝口

吊裝口主要功能是滿足各類管線及其附屬構(gòu)件安裝、運維時進出管廊的需要，還可以兼顧人員逃生口的功能。

為使得吊裝路線簡短，吊裝口一般也利用管廊上部覆土空間，以夾層的形式布置，為全地下式結(jié)構(gòu)，僅吊裝的口部露出地面便于開啟。

吊裝口尺寸由管線單元及其附屬構(gòu)件的尺寸決定，特別是對于剛性管件的吊裝口，在長度方向上要滿足管件單元（附屬構(gòu)件）的進入要求（如給水管線管節(jié)長度一般為6 m，天然氣、熱力管線管節(jié)長度一般為12 m），在寬度方向上要滿足管件管徑的最小要求，特別需要注意管件附屬構(gòu)件（如閥門、伸縮節(jié)等）的尺寸一般比管徑要大的情況，需留足吊裝口空間。

1.3.2.3 管線分支口

管線分支口主要功能是滿足各類管線引入引出的需要。

管線分支口處引入引出的管線規(guī)模應(yīng)根據(jù)管線單位的需求確定，考慮適當(dāng)預(yù)留但也要避免浪費。管線分支口內(nèi)部空間應(yīng)能滿足各類管線在管廊內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑的需求。

管線分支口過路既可以采用排管，也可以采用支廊的形式。當(dāng)采用排管形式時，應(yīng)在管廊外壁上預(yù)埋定型防水套管或防水組件。

1.3.2.4 交叉口

交叉口特指兩條管廊相交處，滿足管廊內(nèi)各個艙室管線互相連通、人員互相通行的功能性節(jié)點。

管廊交叉口一般為上下疊交的形式，其內(nèi)部尺寸應(yīng)滿足管廊內(nèi)部管線轉(zhuǎn)彎半徑以及人員通行的需求，其上下層之間各類洞口應(yīng)采用防火蓋板封閉，蓋板上預(yù)留穿線位置。

2 工程案例分析

以下通過一個案例，分析在不同規(guī)模的管線需求下綜合管廊的標(biāo)準(zhǔn)斷面標(biāo)準(zhǔn)化選型設(shè)計。

某綜合管廊工程擬納入管線種類及規(guī)模見表8。

表8 某工程入廊管線種類及規(guī)模

根據(jù)規(guī)范規(guī)定、行業(yè)要求及管線規(guī)模種類，可以確定該工程需采用三艙斷面，其中給水、中水、信息、10 kV管線一個艙，110 kV、220 kV管線一個艙，天然氣管線一個艙。明確三艙布置的基本形式后，可根據(jù)單艙形式的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方案確定每個艙室的大小。

（1）給水/中水/信息/10 kV管線艙。根據(jù)管線規(guī)模，可選用的斷面尺寸為B1=2 400 mm，H1=2 400 mm。

（2）110 kV/220 kV高壓電力艙。根據(jù)管線規(guī)模，可選用斷面尺寸為B1=2 800 mm，H1=2 400 mm。

（3）天然氣管線艙。根據(jù)管線規(guī)模，可選用斷面尺寸為B1=1 800 mm，H1=2 400 mm。

最終得到的組成三艙斷面的每個單艙形式如圖8所示。

圖8 組成三艙斷面的單艙管廊形式（單位：mm）

由于110 kV/220 kV高壓電力管線引出的頻率較少，在斷面布置時考慮將其布置在三個艙室的中間，其余兩個艙室布置在兩側(cè)，便于艙室內(nèi)管線引出至道路兩側(cè)，最終斷面形式如圖9所示。

圖9 三艙綜合管廊斷面形式（單位：mm）

3 結(jié)語

綜合管廊的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是建造綜合管廊工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化體系的重要基石。本文從規(guī)范規(guī)定到實際使用過程中管線安裝、使用、運維等角度，對綜合管廊的總體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化進行了探索，主要完成了如下工作：

（1）梳理標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計原則，從標(biāo)準(zhǔn)斷面艙室數(shù)量、艙室大小、艙室布置形式等幾個方面對綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面的設(shè)計進行研究，提出了綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面在不同管線需求下的參數(shù)化設(shè)計方案。

（2）總結(jié)平面和縱斷面的設(shè)計原則，并根據(jù)工程經(jīng)驗提出了平面、縱斷面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，重點解決管廊在道路下的位置、管廊的功能性節(jié)點布置位置、管廊與其他構(gòu)筑物或管線關(guān)系等難點。

（3）總結(jié)綜合管廊各功能性節(jié)點設(shè)計原則，并給出常見的綜合管廊通風(fēng)口、吊裝口、管線分支口、交叉口等節(jié)點的布置形式，可供相關(guān)工程參考。

（4）結(jié)合實際案例，分析了本文提出的方法在實際工程中的運用，可以在設(shè)計過程中進行選用，盡早實現(xiàn)綜合管廊總體設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化。