综合管廊工程在市政工程建设中的技术研究

技术研究金术鹏 姚 蕊/中国水利水电第十一工程局有限公司【摘 要】 综合管廊是地下管道综合走廊的简称，是指建造一个地下空间，综合运用于电力、通信、市政排

水及燃气等管道的统一规划、设计、建设和管理。城市综合管廊建设对于维护环境、美化城市可以起到很好

■的作用。【关键词】 综合管廊 地下空间管道规划建设管理维护环境美化城市F综合管廊，就是地下管道综合走廊的简称，即在城 900km,计划建设770多km,总计1600km,总投资约 880亿元。市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、燃气、供 热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修

在城市综合管廊的建设中，我国起步比较晚。我国 上海市浦东新区第一条正式城市综合管廊始建于1994

口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和

管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。 年，其采用钢筋混凝土结构，管廊综合系统包括消防、 排水、供电、监控和信息收集处理等，是当时非常先进

本文针对综合管廊的设计、施工进行技术研究，旨在发 挥综合管廊的功能和应用。的综合管廊工程。近年来，随着我国对于城市综合管廊

建设技术的掌握逐渐成熟，先后在一大批城市兴建了大

1国内外发展历程l.i国外发展历程城市地下综合管廊起源于19世纪的欧洲。自1833

型的综合管廊工程，比如北京、济南、深圳、宁波、厦

门、广州、合肥、昆明等。2综合管廊施工方法及关键技术2. 1施工方法综合管廊施工方法主要分为明挖施工和暗挖施工。（1） 明挖施工法主要有放坡开挖施工、水泥土搅拌

年巴黎诞生世界首条地下管线综合管廊系统后，英国、 德国、日本、西班牙、美国等发达国家相继开始兴建综

合管廊工程，至今已有182年的发展历程。经过100多

年的探索、研究、改良与实践，城市地下综合管廊技术 水平已完全成熟。桩围护结构、板桩墙围护结构以及SMWI法等。明挖管廊施工可采用现浇施工法与预制拼装施工

1.2国内发展历程我国首条综合管廊可追溯到1958年，位于北京天

法。现浇施工法将整个工程分割为多个施工标段，可 加快施工进度；预制拼装施工法要求较大规模的预制 厂、大吨位的运输及起吊设备，对接缝处理有严格

安门广场下方。30多年后，第2条综合管廊在上海浦东 新区张杨路的地下动工。截至2015年5月，全国共有

要求。（2） 暗挖施工法主要有盾构法、顶管法等。69个城市建设地下综合管廊，已建和在建里程近• 1 •地下工程盾构法和顶管法都是采用专用机械构筑隧道的暗

力的情况下，结构抗浮安全系数K/>1.05,地下水最 高水位取地面下0.5m。挖施工方法，在隧道的某一端建造竖井或基坑，以供

机械安装就位。机械从竖井或基坑壁开孔处出发，沿 孔洞的设计轴线向另一端竖井或基坑推进、构筑隧道，

2.4信息检测与控制设计综合管廊内敷设有电力电缆、通信电缆、给水管

并有效地控制地面隆降。盾构法、顶管法施工自动化 程度高，对环境影响小，施工安全，质量可靠，施工

道，附属设备多，为了方便综合管廊的日常管理，增强 综合管廊的安全性和防范能力，需配置监控系统、火灾

进度快。2.2断面的确定国内外进入综合管廊的工程管线有电力电缆、通信

报警系统、安保系统、配套检测仪表、电话系统。2.5附属设备监控系统设计在控制中心设置两台监控计算机、一台工业以太网

电缆、给水管道、消防管道、燃气管道、供热管道、污 水管道等。交换机(带单模以太网光缆接口，以便于扩展)、两台

综合管廊的断面形式的确定，要考虑到综合管廊的 施工方法及纳入的管线数量。根据国内外相关工程来

打印机、一台UPS、一台服务器。监控计算机通过工业 以太网交换机与现场ACU控制器通信，彩色显示器上 能生动形象地反映出综合管廊建筑模拟图、沟内各设备

看，通常采用矩形断面。在穿越河流、地铁等障碍时， 有时综合管廊的埋设深度较深，也可采用盾构或顶管的

的状态和照明系统的实时数据并报警。监控计算机同时 还向现场ACU控制器发出控制命令、启停现场附属设

施工方法，因此，该部分一般是圆形断面。备，并担负与市政相关部门的报警和事故处理连网通信

2.3建筑结构设计综合管廊属于城市生命线工程，根据国家有关标 准，划属为乙类构筑物。在进行综合管廊结构防水设计 时，严格按照《地下工程防水技术规范》(GB 50108— 2008)进行设计，防水设防等级为二级。在防水设防等

任务。2.6消防系统设计综合管廊内容纳了大量的电力电缆和通信电缆，虽 然这些电缆多为阻燃电缆，但为了防止和扑灭综合管廊

级为二级的情况下，综合管廊主体不允许漏水，结构表 面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的

内发生的火灾，按不超过200m间隔设置一个防火分区, 每个防火分区两端及中间设置防火门。在应急岀口附近

6/1000;任意100m?防水面上的湿渍不超过4处，单个

设置卤代烷灭火器。湿渍的最大面积不应大于0.2m20按承载能力极限状态

2.7排水系统设计综合管廊根据管廊纵断面设置建筑防水分区，在每 个防水分区和每个十字路口设置排水集水槽，每个排水

及正常使用极限状态进行双控方案设计，裂缝宽度不得 大于0.2mm,并不得贯通，以保证结构在正常使用状态

下的防水性能。综合管廊为现浇钢筋混凝土结构，一般情况下分缝

集水槽内设置一台排水潜水泵，排除各自防水分区和十

字路口的积水。间距为20〜25m。在节与节之间设置变形缝，内设橡胶

止水带，并用低发泡塑料板和双组分聚硫密封膏嵌缝处 理，此外，在缝间设置剪力键，以减少相对沉降，保证

2.8通风系统设计每一区段中间，利用出入口设百叶窗自然进风，两

沉降差不大于30mm。端各设机械排风机一台，排风口设置在绿化带中，与景

变形缝、施工缝、通风口、投料口、出入口、预留 口等部位，是渗漏设防的重点部位。综合管廊主体防渗 的原则是“以防为主，防、排、截、堵相结合，刚柔相

观绿化融为一体。当共同沟内空气温度大于409时，或 需进门线路检修时，开启机械排风机。火灾时，将排烟 机开启，排除烟雾。济，因地制宜，综合治理”。主要通过采用防水混凝土、

合理的混凝土级配、优质的外加剂、合理的结构分缝、 科学的细部设计来解决综合管廊钢筋混凝土主体的

2.9电气系统设计综合管廊每段防火分区的人孔内安装一台动力照明

防渗。综合管廊采用钢筋混凝土结构，主体结构强度等级

配电箱，负责该防火分区内动力照明设备的配电控制。 在消防泵组、风机、排水泵就地设置专用控制箱对设备

为C25防水混凝土，抗渗等级为S6。综合管廊结构承 受的主要荷载有：结构及设备自重、土压力、地下水压 力、地下水浮力、汽车荷载以及其他地面活荷载。采用

进行配电和控制。综合管廊内沿线设若干插座箱，做施

工安装、维修等临时接电之用。专业管线电动阀由就近 动力照明配电箱提供电源，在专业单位授权情况下，由

结构自重及覆土重量抗浮设计时，在不计入侧壁摩擦阻 自控系统控制。综合管廊风机设置就地手动检修操作和• 2 •综合管廊工程在市政工程建设中的技术研究监控系统遥控二级，风机状态信号反馈监控系统，风机

和无缝衔接，并最终构建成一个强大的可视化运营指挥 控制箱预留消防联动停机接口。排水泵设置水位自动控 调度平台。创新建设的过程也是探索“城市综合管廊智 制、就地手动检修操作二级系统，最高液位报警信号、

能建设”之路的过程，这种全面的信息自动化就代表了

排水泵状态信号反馈监控系统。消防泵组设置就地手动 当前最先进的制造业水平。控制和与火灾报警系统联动控制二级系统，并与监控系

通过创新设计和创新建设，逐步形成一个基于“物

统遥信。联网、大数据、云计算、BIM、3D打印、移动互联网” 控制中心管理楼设置办公一般照明和事故应急照 等信息技术为支撑的城市综合管廊运营服务平台。这个 明设施，中心控制室照度标准为3001X。照明灯具由管 平台主要包括三方面内容：一是城市综合管廊基础设施

理楼照明配电箱供电，就地手动开关。应急照明灯具

（共同沟）；二是可视化的运营指挥调度信息系统；三是

附带后备蓄电池，应急时间不小于30min。普通照明照 专业化的运营服务团队。通过平台的不断优化和升级， 度不小于151x,人孔、投料口及防火分区门等处局部 使我们逐步成为一个真正具有互联网基因的“城市综合

照度提高到lOOlx。每段防火分区内的照明灯具由该分 管廊运营商”，一个具有创新运营能力的大型国有运营

区动力照明配电箱统一配电，在人孔、防火分区门处 服务企业。设手动开关控制，并设监控系统遥控，照明状态监控

目前，我国各类市政管线基本上由各产权单位自行

系统。应急照明照度不小于0. 51x,疏散指示间距不大 管理，如电力电缆主要由电力部门主管；通信电缆主要

于15m。照明灯具光源以节能型荧光灯为主，综合管

由电信、移动、联通等通信部门各自管理；给水管道主 廊内照明灯具防护等级采用IP65, I类绝缘结构，设 要由自来水公司主管；排水管道主要由市政部门主管

专用PE线保护。等。这种在管理上存在的交叉重复、多头管理等问

综合管廊内集中敷设了大量的电缆，为了综合管廊 题导致建设城市地下市政综合管廊面临道路开挖难、资 运行安全，应有可靠的接地系统。除利用构筑物主钢筋

金落实难、执法管理难等层层阻碍。因此，建设城市地 作为自然接地体外，同时在综合管廊内壁将各个构筑物 下市政综合管廊首先要在或投资方的支持下，建立

段的建筑主钢筋相互连接构成法拉第笼式主接地网系 相应的专门管理机构、制定必要的法规，从投资、规 统。综合管廊内所有电缆支架均经通长接地线与主接地

划、建设、管理等各方面加以控制和协调，才能保证城

网相互连接。另外，在综合管廊外壁每隔100m处设置 市地下市政综合管廊设计科学、修建合理、运营安全、 人工接地体预埋连接板，作为后备接地。综合管廊接地 管理统一，使城市地下市政综合管廊发挥其应该发挥的 网还应与各变电所接地系统可靠连接，组成分布式大接

效用。管理部门的权限越高越适宜建城市地下市政综合

地系统，接地电阻应不大于管廊。变电所至中控室、综合管廊的电缆通道分区段设防

2015年5—6月，住房和城乡建设部相继发布GB

火封堵。综合管廊内自用电缆沿专用电缆桥架敷设，跨 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》和《城市 越防火分区时设防火封堵，电缆出桥架采用穿钢管明敷

综合管廊工程投资估算指标》。同年8月，办公 形式引入设备，照明、插座箱敷线方式为穿钢管沿墙顶 厅发布了《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意 明敷。见》。2016年3月5日，李克强总理在工作报告中 提出：2016年开工建设城市地下综合管廊2000km以

3综合管廊技术创新及市场前景上。2017年3月5日，李克强总理在十二届全国五 次会议上提到：“重要领域和关键环节改革取得突破性 在城市综合管廊设计阶段，建筑信息技术（BIM） 进展，供给侧结构性改革初见成效。城市轨道交通、地

的创新开发和应用是重要的信息化支撑手段，而面向施

下综合管廊建设加快。”工和运营服务的其他信息化支撑系统也需要同步整体规 可见，城市综合管廊建设的“燎原之势”已然形 划设计，统筹考虑信息技术在城市综合管廊建设中的创

成。随着我国经济建设的迅猛发展，各大城市正在大力

新应用和推广，以加速提升城市综合管廊建设产业的智 兴建地铁。由于城市地下管线复杂，建造一个完整的城

能化水平。市地下隧道空间，将电力、通信、燃气、供热、给排水 根据信息系统整体规划设计要求，“互联网+ ”可 等各种工程管线集于一体，成为保障城市运行的重要基

以运用在城市综合管廊建设过程中的每一个环节。“物

础设施和“生命线”。联网、大数据、云计算、BIM、3D打印、移动互联网” 等信息技术，须逐步应用落实到功能强大的信息化支撑

4结语管理系统，如BIM应用系统、工程管理系统、物联网、 信息采集系统、计费结算系统、网络集中监控系统等， 综合管廊的建设水平已经成为衡量一个城市基础工 实现建设施工各生产环节的新技术和新设备的协同建设

程建设现代化的重要标志，综合管廊的建设具有很高的• 3 •地下工程社会意义，避免了由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道 路而对交通和居民出行造成影响和干扰，保持路容完整

布置紧凑合理，有效利用了道路下的空间，节约了城市 用地，减少架空线与绿化的矛盾，优美了城市的景观。

和美观，降低了路面多次翻修的费用和工程管线的维修 费用.保持了路面的完整性和各类管线的耐久性。管线

综合管廊对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发

挥着重要作用。• 4 •