案例：山地城市綜合管廊建設探討

家居 08-23

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摘要

以吉首市高鐵片區金坪路綜合管廊設計為例，介紹了入廊管線種類、跨河段管廊處理方案、管廊分支引出方式、交叉口形式、管廊施工工藝、支吊架和管廊錨固連接方式等設計要點，以期為綜合管廊在我國山地城市推廣建設提供參考。

1工程概況

金坪路位於吉首市高鐵片區，規劃為城市主幹道。高鐵片區位於吉首市乾州東南部，主要功能定位為「經濟新區、產業基地、生態片區」。道路通行區屬於構造剝蝕溶蝕丘陵區，主要為寒武系碳酸鹽岩構成的丘陵地貌工程，相對高差較大，道路最高設計標高274.7 m，最低設計標高200.7 m；地形相對複雜，依次通過萬溶江、跳岩河、焦柳鐵路、X047縣道、聯合村深溝。工程設計主要內容包括道路、橋樑、綜合管廊、道路排水、道路照明等。其中綜合管廊設計主要包括管廊工藝、結構及附屬工程（消防、供電及照明、監控、通風、排水）等。

2設計問題探討

2.1入廊管線種類

根據吉首市各管線專項規劃，設計道路下主要管線有電力電纜、通信管線、給水管、再生水管、燃氣管、污水管、雨水管等，就上述管線進行入廊分析。

（1）電力、通信、給水、再生水管道。電力、通信、給水、再生水管道維修次數多，將其納入綜合管廊經濟合理，目前國內外相應技術比較成熟，本次設計均收納至廊內。

（2）燃氣管道。目前我國《城市綜合管廊工程技術規範》（GB 50838-2015）是允許燃氣管道進入綜合管廊的，但應在獨立艙室內敷設，並採取多種措施，確保管線的安全可靠運營。

（3）排水管道。對排水管道是否入廊，主要基於以下考慮：一是排水管道為重力流，若排水管道坡度與道路坡度不一致，會導致綜合管廊埋設深度加大，增加工程投資；二是排水管道口徑較大，將增大綜合管廊斷面尺寸，同樣增加工程投資；三是由於污水管自身會產生有毒有害氣體的特點，管廊內相應增加硫化氫、甲烷、氧氣等氣體的環境監測，增加了造價、運行成本，增大了管理複雜程度。

（4）方案比選。根據入廊管線種類，提出兩種方案：方案一隻考慮電力、通信、給水、再生水管線入廊；方案二所有管線均入廊，見圖1，圖2。主體結構造價：方案一為24 200元/m，方案二為49 600元/m。

在遵循當地綜合管廊規劃的基礎上，設計綜合管廊收納管線種類為電力、通信、給水、再生水管線。

2.2管廊平面、縱斷面、橫斷面設計

（1）管廊平面。本工程道路有4.0 m中分帶，將綜合管廊布置在中分帶下，由於中央分隔帶較寬，有灌木遮擋，通風口等節點設置不影響道路美觀，同時通風口等節點設於管道正上方，綜合管廊構造較簡單，節點造價較低。

（2）管廊縱斷面。一般綜合管廊應盡量減少覆土高度，以降低造價和施工難度。本次設計管廊考慮到各市政工程過路管線的敷設要求，管廊覆土一般按照2.0～2.5 m控制，局部按照實際加深或減少覆土厚度。設計坡度力求同道路坡度一致，最小坡度0.5％，最大坡度5.6％。

（3）管廊橫斷面。綜合管廊橫斷面尺寸的確定主要考慮以下幾個因素：管道的種類和數量、管道的安全距離、管道敷設維護操作空間、人員通行空間、工程經濟性等。設計將10 kV電力管、DN500給水管置於一側，通信管、DN300再生水管置於另一側，斷面尺寸2.7 m×2.8 m，見圖1。

2.3相關節點處理方案

2.3.1過河穿越方案

本工程道路依次穿越萬溶江、跳岩河、焦柳鐵路、X047縣道、聯合村深溝，均通過橋樑的形式穿越，橋樑段道路縱坡如圖3～圖5所示。可以看出，山地城市與平原城市相比，河道底或深溝底同道路設計標高差較大，最深處達25 m以上。

根據《城市綜合管廊工程技術規範》4.2.5條，道路與鐵路或河流的交叉處，宜採用綜合管廊。本工程綜合管廊穿越河道提出下穿河道方案、上跨河道方案和管線直埋方案。以穿越萬溶江為例，各方案優缺點見表1。

表1通過對比，管廊下穿河道、上跨河道施工難度較大，造價較高，不一定適合山地城市。而管線直埋的方式隨橋敷設，優勢明顯。通過橋樑兩側端井，可方便管線在廊內、外轉換及人員檢修進入。隨橋直埋管線檢修維護只需局部打開橋樑人行道板即可實現。

2.3.2管廊分支引出方式

2.3.2.1分支引出原則

經同業主及相關市政管線單位充分溝通後確定本次設計支管引出原則。給水管：每隔≤120 m的距離，設置DN150市政消火栓引出管，每隔≤300 m的距離，設置DN300給水支管；再生水管：每隔200 m左右的距離，預留再生水支管；電力、通信管線：每隔200 m左右的距離，引出電力、通信支管。

2.3.2.2分支引出方式

對於管廊分支引出，目前通常有支廊引出和管線直埋引出兩種方式。

支廊引出：支廊與主廊形成立體十字交叉口。為滿足支廊和直埋排水管道交叉問題，支廊道一般位於下層，主廊道位於上層。支廊需同步考慮通風問題，一般在支廊的端頭設置自然進風口。

管線直埋引出：管廊分支引出口處局部加寬、加高，管線從管廊雙側側牆出廊，與預埋的過路套管銜接，並接至各類管線預留支井內，供道路兩側地塊需求。

兩種方式特點見表2。管線直埋引出方式在不更換、不增加套管的情況下，無需開挖路面，埋設深度較小，具有石方開挖量小、工程投資少、施工周期短的優點。在多次徵求業主及專家意見後，本工程採取管線直埋的方式分支引出。需要注意的是，分支引出管線規模需預留充分，避免日後翻挖道路；分支引出管線定位及標識應清晰明確，以避免誤挖。

2.3.3交叉口形式

綜合管廊交叉口的設置主要需要考慮兩條道路綜合管廊交叉的問題，包括管廊和管廊交叉的結構形式以及管線與管線交叉的交匯方式。

交叉口形式、大小、高度由相交管廊內管線數量、尺寸、交互方式決定。一般遵循以下規則：①節點處市政管線多做上跨下穿處理，並保證管線敷設安裝及人員維護操作空間；②規模較大的管廊優先考慮直接通行；③不同形式的艙室之間不聯通，並設置夾層，夾層設置應保證不同艙室各防火分區的完整性。

十字交叉口平面交叉方式如圖6所示。交叉口採用加寬加高斷面的方式為管線提供通道。管線通過分層敷設的方式來滿足管線交錯、跨越的安裝要求。所有纜線在節點頂板下敷設，給水管線採用倒虹形式敷設於節點地面以下管道夾層內。交叉口處下層管廊最低點應設置集水坑。

十字交叉口立體交叉方式如圖7所示。上層管廊採用直線形式，下層管廊採用倒虹形式下穿直線管廊。管廊交叉處通過爬梯及自動液壓井蓋相連，以便於維護人員上下穿越。相交處管廊板面根據需要預留孔洞，滿足管道上下穿越、連接的要求。交叉口處下層管廊最低點須設置集水坑。

兩種交叉方式對比見表3。

為便於管線交叉處理及防火分區獨立，綜合管廊交叉口採用上下雙層的立體交叉結構，上下層管線通過連通孔溝通。連通孔採用耐火極限達3 h以上的防火材料嚴密封堵。上下層管廊設置1 m×1 m人孔。人孔上覆耐火極限3 h的中間層防火蓋板。

2.4施工工藝選擇

綜合管廊主體一般採用現澆施工或預製成品拼裝施工，其特點見表4。現澆施工造價較低，但因基坑支護時間長，在施工過程中存在一定的安全隱患。預製成品拼裝施工造價稍高，但施工工期較短，對現狀道路影響小，成品質量有保證，接頭和牆體防水性能好，內壁光滑。金坪路建設時間節點緊迫，綜合考慮工程施工周期、基坑支護安全、管廊防水性能等影響因素，綜合管廊標準段優先選用預製結構拼裝施工。節點部分由於尺寸多樣，從節省模具造價出發，採用現澆施工。

2.5支吊架和管廊錨固連接方式

綜合管廊支吊架和管廊錨固連接方式一般有兩類，一類為管廊結構施工完成後以錨栓形式連接；另一類為管廊結構施工完成前預埋連接件。預埋件有板式預埋、預埋螺套和預埋槽道等形式。

早期綜合管廊支架一般是在管廊結構施工完成後，打錨栓連接。會帶來如下問題：鑽孔破壞混凝土結構，損害混凝土配筋，影響結構安全；管廊埋在地下，鑽孔可能導致其地下水滲透、裂紋、漏水；鑽孔安裝時效率低下，經常發生孔位偏差，施工質量無法保證；鑽孔使廊內粉塵量過大，不利於工人施工安全。而預埋連接件可避免後打螺栓連接方式帶來的問題。

管廊內管道規模按遠期規劃預留，為方便後期管道安裝，本次設計採用預埋槽道的形式，如圖8，後期安裝可靈活調節管道支架間距位置。