第３期 ２０１８年 陕西交通职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａ１ ０ｆ Ｓｈａａｎｘｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ０ｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎ Ｎ０．３ ２０１８ 城市地下综合管廊建设技术概述 冯超，井玮罡 （陕西交通职业技术学院公路与铁道学院，陕西西安７１００１８） 摘要：城市地下综合管廊建设是实现城市市政基础设施现代化的必由之路。从综合管廊建设设计与施工 角度，总结综合管廊建设技术的概况及建设发展现状，论述了我国综合管廊建设的政策支持、技术储备及发展趋 势，为城市地下综合管廊迅速建设提供依据。 关键词：综合管廊；设计；施工；共构建设 中图分类号：ＴＵ９９０．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：（２０１８）０３—００３４—００５ Ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｐｉｐｅ——ｌｉｎｅｓ ＦＥＮＧ Ｃｈａｏ，ＪＩＮＧ Ｗｅｉ—ｇａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ａＮ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｉｐｅ—ｌｉｎｅｓ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｗａｙ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒ— ｂａｎ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｉｎｆｒａｓｔｕｃｔｒｕｒｅ．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｉｐｅ—ｌｉｎｅｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐａｉｄ ｇｒｅａｔ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｂｙ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ａｎｄ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ，ｍａｎｙ ｕｔｉｌｉｔｙ—ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ａｒｅ ｂｅｉｎｇ ｂｕｉｌｔ ｎｏｗ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉ－ ｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｔｙ—ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ， ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｏｌｉｃｙ ｓｕｐｐｏａ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｅ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｐｉｐｅ—ｌｉｎｅｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｉｐｅ—ｌｉｎｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｉｐｅ—ｌｉｎｅｓ；ｄｅｓｉｇｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｃｏ—ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｌ 城市综合管廊概述 城市综合管廊是用于集中敷设市政管线的城 市公共隧道，是在相同的一个空间内集中设置电 力、通讯、给排水、燃气、热力等管线，可以有效解决 城市发展过程中各种各样管线进行维护和扩容所 后，国家出台一系列有关综合管廊政策、指导意见 和法律法规，全面支持城市综合管廊项目建设，我 国逐渐进入综合管廊建设的高峰期 。 综合管廊建设技术是推进城市地下综合管廊 工程建设的基础，是控制工程质量和成本的技术保 障。本文就综合管廊设计施工技术及矩形综合管 出现的“网状布设”等问题，从而可以形成一个集约 化、一体化、科学化的城市市政基础设施…。近年 来，我国在城市化建设快速发展的过程中，忽略了 廊设计力学计算方法进行探讨，并介绍地下综合管 廊与基础设施一体化建设的概念及相关工程案例。 城市地下综合管廊建设的重要性，综合管廊项目一 般由各城市进行规划、建设和维护，直到２０１３年以 ２综合管廊建设设计技术概况 ２０１５年５月２２日，住建部发布关于国家标准 收稿日期：２０１８—６—１２ 作者简介：冯超（１９８８一），男，陕西交通职业技术学院公路与铁道学院助教。 ３４ 第３期 ２０１８缸 Ｎ０．３ 陕西交通职业技术学院学报 ２０ｌ ８ 《城市综合管廊工程技术规范》的公告（第８２５号）， 批准《城市综合管廊工程技术规范》为国家标准，编 号为ＧＢ５０８３８－－２０１５，自２０１５年６月１日起实施。原 选择相适应的设计标准，综合管廊的分类方式一般 如下所示： （１）按功能分类 《城市综合管廊工程技术规范》ＧＢ５０８３８－－２０１２同时 废止。新版规范明确了给水、雨水、污水、再生水、天 综合管廊按功能不同，可分为干线综合管廊、 支线综合管廊和缆线管廊。 （２）按生产工艺分类 然气、热力、电力、通信等城市工程管线采用综合管廊 方式敷设的规划规定和技术规定｜３ Ｊ。同年９月城 市综合管廊、海绵城市建设和城市轨道交通三项国家 建筑标准设计体系的研讨会在京召开，会后初步形成 城市综合管廊国家建筑标准设计体系。 ２．１ 城市综合管廊国家建筑标准设计体系 ２０１５年９月，城市综合管廊国家建筑标准设计 体系初步形成（如图１），体系中的标准设计项目基 本涵盖了工程设计和施工的主要内容，能够为工程 综合管廊按其主体结构制备工艺不同，可分为 现浇综合管廊和预制综合管廊。 （３）按断面形状分类 按综合管廊的断面形式不同，可分为圆形综合 管廊、矩形综合管廊和异形综合管廊（椭圆形、马蹄 形等）。 （４）按断面布置分类 按综合管廊的断面布置方式不同，可分为单舱 建设提供技术支持。 ｒ 总体设计‘波圈番 综合管廊、双舱综合管廊和多舱综合管廊。 ２．３入廊管线一般要求 在最新标准中，允许热力管线和天然气管线入 廊，但明确指出热力管线不应与电力电缆同舱 敷设。 电力电缆应设置电气火灾监控系统，在电缆接 头处应设置自动灭火装置，干线综合管廊的电力电 缆舱室以及支线综合管廊设有６根及以上电力电 缆舱室应设置自动灭火装置。另外为避免高压电 缆产生的电磁波对通信管线的干扰，超Ｉ１０ｋｖ电力 电缆不应与通信电缆同侧布置。 天然气管线可以入廊，但必须在独立舱室敷 设，设置有天然气舱室的综合管廊不可与其他基础 设施一体化建设，同时与周围建（构）筑物的距离还 应符合国家标准《城镇燃气设计规范》ＧＢ５００２８的 有关规定。 ２．４结构设计力学计算 新标准中将综合管廊结构上的作用力分为永 久作用和可变作用，但未给出具体的计算方法，本 文参考相关领域研究，给出矩形截面综合管廊受力 计算方法。 监控均报静系统 综合管廊结构受到的永久作用有结构自重、 围岩压力和地基不均匀沉降等，可变作用主要有 供配电系统 地面堆载、交通荷载、地下水压力等 。参照《公 燃气管道舱蜜配套设施 路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （ＪＴＧ Ｄ６２—２００４），综合管廊的结构设计只考虑车 辆荷载、结构自重、竖向土压力以及侧向土压力的 作用效应＿６ Ｊ。 ３５ 图１ 城市综合管廊国家建筑标准设计体系 ２．２综合管廊分类 在综合管廊设计过程中，根据综合管廊的类型 第３期 ２０１８ Ｎ０．３ 陕西交通职业技术学院学报 ２０ｌ８ 荷载，当管廊上覆土厚度大于２．０ｍ时，可不考虑动 口 Ｈ口＝［］ ［］［ＩⅡⅡ工ｌ力系数。 ［＝［工Ⅱ皿 ｐ” ３ 综合管廊建设施工技术概况 目 和城市隧道施工一样，综合管廊的施工方法主 要可归纳为明挖法和暗挖法两大类：其中明挖法包 括明挖现浇法与预制拼装法；暗挖法包括盾构、顶 管、浅埋暗挖法等。另外水下综合管廊的建设还会 ［］＝Ⅱ皿 Ｐ ｐ 图２综合管Ｊ郦结构受力示意图 （１）永久作用： 管顶竖向压力Ｐ ： Ｐ ＝ １Ｈｌ＋ ２ （１） 式中： 。为上覆土层重度，ｋＮ／ｍ ；日 为综合管 廊上覆土厚度（浅埋）或管顶卸荷拱厚度（深埋）； 为综合管廊钢筋混凝土重度，ｋＮ／ｍ。；ｔ为综合管廊 结构厚度，ｍ。 侧向土压力Ｐ ： 顶板处和底板处土压力分别为Ｐ Ｐ ： Ｐｌ ＝ Ｈ。ｔａｎ （４５。一 拿） （２） Ｐｆ２＝ （／４１＋ ）ｔａｎ （４５。一 ） （３） 式中： 为综合管廊高度， 为土体内摩擦角。 （２）可变作用： 作用在综合管廊结构上的可变荷载主要考虑 交通荷载，计算交通荷载时应考虑车轮的影响，那 么作用在综合管廊顶板的交通荷载竖向力标准值 可按式４计算 ： ｑ ＝ （４） 式中：Ｑ 为车辆第个车轮的轮压标准值，ＫＮ； ａ 、ｂ。分别为第ｉ个车轮分布到路面的宽度和长 度，ｍ。 表２车辆轮压竖向传递动力系数 作用在综合管廊侧壁的交通荷载水平压力为： ｑ－＝ｑｔｔａｎＺ（４５。一号） （５） 当管廊上覆土深度大于５．Ｏｍ时可不考虑车辆 ３６ 用到沉管法。下面结合具体的工程实例对典型工 法作简要介绍。 ３．１ 明挖现浇法工程案例 明挖法施工工艺简单，造价低，工期短，施工质 量可保障；缺点是对交通和周围环境影响大，拆迁 费用高。适用于城市新区、新建道路和各类园区等 浅埋综合管廊的建设。 包头市某一综合管廊试点工程（见图３），采用明 挖现浇法施工，管廊标准断面顶板覆土厚度２．５ｍ，管 廊设计为两舱断面，断面尺寸为６．０５ｍ×３．５ｍ，设计 主体管廊纵坡不小于０．３％，管廊内横坡为２％，容纳 污水、给水、中水、热力、电力、通讯、燃气等各种工程 管线。 图３包头市某综合管廊试点工程结构断面 ３．２明挖预制拼装法案例 和明挖现浇法相比，预制拼装法具有施工工期 短、管廊结构质量好、抗渗和耐久性能更强、以及对 环境影响较小等优势。 厦门集美新城综合管廊（见图４）位于集美新城 中心区“三横三纵”和美路及新洲路，采用预制拼装 法施工，根据管线布设要求不同分为Ａ、Ｂ、Ｄ三种 截面形式，本文只介绍Ａ型截面。Ａ型为单廊双 舱，一侧供高压电缆等强电安装使用，另一侧用于 通信等弱电以及中水管道安装使用。 第３ （１．３ ２０１ ８年 陕西交通职业技术学院学报 ２０ｌ ８ ｍ，最大隧道纵坡３６％，最大埋深３８ｍ 。女¨图５所 示，管廊隧道断面形式为圆形，外径９．３３ｍ，内 ８．１ １＂１１，内部由“水电信舱”、“高压电力舱”、“燃气舱”ｆ１Ｉ “输水舱”４个独 舱室组成，入廊管线包括自来 水、燃气、通信、电力和垃圾渗滤液管等，并同步建 立环境与设备监控系统、视频安防 控系统、通信 系统和火灾自动报警系统。㈣时该项日还首次个＝ 程采用ＢＩＭ技术．实现项目建造ｆ 息、资 信息ｆ” 图４厦门集美新城预制拼装综合管廊断面图 运维信息集于一体，将为数字城『ｆ，和Ｉ智慧城市建波 奠定基础。 ３．３盾构法工程案例 随着盾构机技术和盾构施１ 技术的日趋完善， 盾构法存我 Ｊｉ［：．ｔｉ￣ｌ设施的建设巾发挥着重要作用， ４ 综合管廊与市政基础设施一体化建设技术 综合管廊 大型基础设施一体化建设是指综 合管廊与隧道、桥梁、公路等 夫壤础ｉ殳施结构之 间相互借用、相互依存的建设＿Ｉ 程。采取综合管廊 与其他基础设施一体化建设，具有减少征地拆迁费 如西气东输、公路隧道、水］ 隧道和城市地下隧 道 。 为Ｊｔ－４ｉ不阻断地面交通、对周围环境影响 小、不用大面积拆迁等优势，盾构法适用于老旧城 区、交通主ｆ道、城市繁华区以及其它埋深较大的 综合管廊建设： 用、提高空间资源利用率、节约时间与经济成本等 优势，代表着我国城市地下管廊的发展方向。 据有关文献记载，早在２００９年的上海市崇明越 江隧道工程中就采用了管廊隧道一体化的建设形 式，随后又在天津、珠海、北京等地相继进行了共构 工程的应用探索，本文对国内外相关的共构工程案 例进行收集整理如下。 ４．１ 上海崇明越江隧道工程 上海长江隧道按双向六车道高速公路标准没 计，采用盾构法施工。隧道上层顶：郭为专用排烟 图５ 成都成洛大道盾构管廊断面示意图 （源于成都城市管理官方微信公众号） 道，中部为三车道高速公路，下层分为三部分，中部 为预留轨道交通空间，两侧分别为安全疏散通道币¨ 电缆管廊。而中间预留的轨道交通通道高度为 ３．９３ｍ，宽度为３．４ｍ，结构设计如图６所示…。 ２０ｌ７年３厂ｊ，困内最大直径盾构管廊一成都成 洛大道地下综合管廊始发，该条盾构管廊全长４ ４３７ 艟邋 图６一ａ崇明越江盾构隧道段结构横断面图 ３７ 第３期 ２０１８≈ Ｎ０．３ 陕西交通职业技术学院学报 ２０１ ８ 图６一Ｉ 崇明越江隧道暗埋段结构横断面图 ４．２ 天津市中央大道海河隧道工程 为充分利用地下空问，天津市滨海新区中央大 政基础设施现代化的必由之路。和发达国家相比， 我国综合管廊相关建设技术、法律法规方面还处于 道海河沉管隧道的穿管段和两岸连接段采用“两孔 落后地位，但随着国家陆续出台政策的大力支持， 以及各试点城市的经验积累，未来几年内，我国综 管廊”的断面形式，综合管廊布设于隧道东西两 侧，管廊净宽２．６ｍ，净高５．６～７．０ｍ，规划将给水管 道、电力管道、通信管道和热力管道４种市政管道通 合管廊建设水平及市政基础设施现代化建设必将 达到国际领先水平。 过管廊穿越海河。西侧管廊放置热力管道和通信 电缆．东侧管廊上部布置电力电缆，下部布置给水 管道 该工程为国内首次在沉管隧道内设置综合 管廊。 ４．３ 美国西雅图ＳＲ９９工程 参考文献 ［１］田强，薛国州，田建波，郑立宁．城市地下综合管廊经济 效益研究［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１５（ｓ２）：３７３ —３７７． 西雅图ＳＲ９９公路隧道工程，隧道断面为１７．４５ ｍ，为当时世界上最大断面的盾构隧道… （现已被 香港屯门外径１７．６ｍ的盾构隧道超越）。该项目南 起西雅图港附近，一路向北终于布罗德街附近。在 其南部有一明挖过渡段以调节普通车道到双层双 乍道的过渡， 如 ７所示，该双层隧道每层有２个 乍道，配有啦急通道，隧道底层下部为公用管线 埘潸 ［２］国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导 意见［Ｚ］．２０１５—０８—０３． ［３］ＧＢ ５０８３８—２０１２，城市综合管廊工程技术规范（附条文 说明）［Ｓ］． ［４］ＧＢ ５０８３８—２０１２，城市综合管廊工程技术规范（附条文 说明）［Ｓ］． ［５］ＪＴＧ Ｄ６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝七桥涵 设 ‘规范（附条文说明）［Ｓ］． ［６］熊翦．矩形顶管关键受力分析［Ｄ］．中国地质大学（北 京），２０１３． ［７］荣哲，孙玉品．城市综合管廊设汁与计算［Ｊ］．Ｉ：、 建筑， ２０１３，（ＳＩ）：２３０—２３２． ［８］袁大军．地下空间的发展与盾构技术［Ｊ］．工程机械与维 修，２０１６，（０５）：４６—４８． ［９］国内最大直径盾构管廊——成都成洛大道地下综合管 廊盾构始发［Ｊ］．隧道建设，２０１７（３）：３２０． 图７ 西雅图ＳＲ９９双层隧道断面示意图 ［１０］黄融．上海崇明越江通道长江隧道工程综述（一）—— 长江隧道工程设计［Ｊ］．地下ｒ：程与隧道，２００８（１）：２ ５ 结语 城市地下综合管廊建设是解决城市市政管线、 管道综合布 及维护的重要方式，也是实现城市市 —８． ［１１］世界最大隧道掘进机Ｂｅｒｔｈａ将被运至西雅图［Ｊ］．隧道 建设，２０１３（１）：７２．