管廊基础知识概述和设计上的六大误区解析

管廊一般规定和定义

一、综合管廊的定义


综合管廊是一种将两种或两种以上的管道放置在一起的地下基础设施，代表着城市地下管线建设和发展的方向，是城市市政基础设施现代化的标志之一。地下综合管廊是指将供水、排水、电力、电信、光缆、热力、燃气等各种管线及其附属设备有选择性的集中安放于一个较大的管廊（或管道管沟）之内，共建共管或共建分管，避免日后反复拆建，合理有效的利用地下空间。综合管沟因收纳管线种类不同，其性质与构造亦不同。按功能综合管沟大致可以分为干线综合管沟、支线综合管沟、干支线混合综合管沟、缆线综合管沟四种。


二、关于市政工程及管廊的概述


1.市政工程（municipalengineering）指市政设施建设工程。城市建设中的各种公共交通设施、给水、排水、燃气、城市防洪、环境卫生及照明等基础设施建设是城市生存和发展必不可少的物质基础。


2.综合管廊（municipaltunnel）：也称“共同沟”、“地下城市管道综合走廊”，它采取统一规划、统一建设、统一布线的方式，在城市地下空间建造一个集约化的公共管线隧道，集中铺设电力、通信、燃气、给排水、热力等各种市政管道，并设有专门的检修、监测、通风、照明、排水等相关配套系统的城市综合管线工程。


3.干线综合管廊（trunkmunicipaltunnel）一般设置于机动车道或道路中央下方，采用独立分舱敷设主干管线的综合管廊。


4.支线综合管廊（branchmunicipaltunnel）一般设置在道路两侧或单侧，采用单舱或双舱敷设配给管线，直接服务于临近地块终端用户的综合管廊。


三、综合管廊的特点


1.综合管廊优势在于：便于各种工程管线的敷设、增设、维修和管理，降低了路面的翻修费用和工程管线的维修费用，管道不接触土壤和地下水，因此避免了酸碱物质的腐蚀，延长了管道使用寿命。综合管廊内工程管线布置紧凑合理，减少了道路上的杆柱及工程检查井等，节约了城市用地，避免由于敷设和维修地下管线挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰，保护路面的完整和美观。


2.综合管廊不足之处：不便分期修建，一次性投资昂贵，当管廊内工程管线较少时，建设费用所占比重大，因此必须正确预测及远景规划，以免造成容量不足或过大，致使浪费或在综合管廊附近再敷设地下管线。同时也须注意各工程管线组合在一起时容易发生干扰事故，所以必须有严格的安全防范措施。


四、综合管廊建设应注意的几个问题


1.综合管廊平面中心线宜与道路中心线平行，与铁路、公路交叉时宜采用垂直交叉方式，必须倾斜交叉时，最小交叉角不宜小于60°。设置在机动车道、道路绿化带下时，覆土深度应按地下设施综合规划、道路施工、行车荷载、绿化种植及设计冻深等因素综合确定。穿越河道时应选择河床稳定河段，最小覆土深度应按不妨碍河道的整治和管廊安全的原则确定。


2.综合管廊应设置人员逃生孔，且宜同投料口、通风口结合设置。投料口兼顾人员出入功能时净尺寸应满足设备、人员进出的最小允许界限要求，逃生孔内径直径不应小于800mm，且不应少于2个，投料口最大间距不宜超过400m，自然通风方式的通风口最大间距不宜超过200m。明挖施工时逃生孔间距不宜大于200m，非开挖施工的逃生孔间距应该根据综合管廊地形条件、埋深、通风、消防等条件综合确定。逃生孔应设置爬梯，逃生孔盖板应设有内部使用时易于开启、在外部使用时非专业人员难以开启的安全装置。综合管廊的投料、通风口、安全孔等露地面的构筑物应满足城市防洪灾要求或设置防止地面水倒灌的设施。管廊同其他管线连接处，应做好防水和防止差异沉降的措施。


3.综合管廊标准断面内净高应根据容纳的管线种类、数量综合确定。干线综合管廊的内部净高不宜小于2.1m；支线综合管廊的内部净高不宜小于1.9m，与其他地下构筑物交叉的局部区段的净高不应小于1.4m。当不能满足最小净空要求时，可改为排管连接。


4.综合管廊内相互无干扰的工程管线可设置在管廊的同一个舱，相互有干扰的工程管线应分别设在管廊的不同空间。信息电缆与高压电缆应分开设置，给水管道与排水管道可在综合管廊同侧布置，排水管道应布置在综合管廊的底部。热力管道、燃气管道不得同电力电缆同舱敷设。燃气管道和其他输送易燃介质管道纳入管廊还应符合相应的专项技术要求。


5.干线综合管廊、支线综合管廊内两侧设置支架或管道时，人行通道最小净宽不宜小于1.0m；当单侧设置支架或管道时，人行通道最小净宽不宜小于0.9m。


6.综合管廊内防火分区最大间距应不大于200m。综合管廊的承重结构体的燃烧性能应为不燃烧体，耐火极限不应低于3.0h。防火分区应设置防火墙、甲级防火门、阻燃包等进行防火分隔，交叉口部位应设置防火墙、甲级防火门进行防火分隔。防火墙燃烧性能应为不燃烧体，耐火极限不应低于3.0h。管廊内装修材料除嵌缝材料外，应采用不燃材料。


7 .综合管廊内应设置火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、气体灭火等固定设施。在综合管廊的人员出入口处，应设置灭火器、黄沙箱等灭火材料。


8.在综合管廊每段防火分区人员进出口处均应设置本防火分区通风设备、照明灯具的控制按钮，管廊内通风设备应在火警报警时自动关闭。综合管廊宜采用自然通风和机械通风相结合的通风方式。通风口的通风面积应根据综合管廊的截面尺寸、通风区间经计算确定。换气次数应在2次/h以上，换气所需时间不宜超过30min。通风处风速不宜超过5m/s，内部风速不宜超过`1.5m/s。通风口应加设能防止小动物进入综合管廊内的金属网格，网孔净尺寸不应大于10mm×10mm。综合管廊的机械风机应符合节能环保要求，当管廊内空气温度高于40℃时，或需进行线路检修时，应开启机械排风机。管廊应设置机械排烟设施，当管廊内发生火灾时，排烟防火阀应能够自动关闭。


9.综合管廊的接地系统应形成环形接地网，接地电阻允许最大值不宜大于1Ω。综合管廊的金属构件、电缆金属保护皮、金属管道以及电气设备金属外壳均应与接地网连通。


10.电（光）缆的支架层间距，应满足敷设和固定的要求，且在多根同置于一层支架上时，有更换或增设任意电（光）缆的可能。支架、桥架应采用可调节层间距的活络支架、桥架。当桥架上下折弯900时，应分3段完成，每段折弯300；当左右折弯900，应分2段完成，每段折弯450。设备供电电缆宜采用阻燃电缆，火灾时需继续工作的消防设备应采用耐火电缆。


11.输送管道在管廊敷设时，应考虑管道的排气阀、排水阀、伸缩补偿器、阀门等配件安装、维护的作业空间。管道的三通、弯头等部位应设置供管道固定用的支墩或预埋件，在管廊顶板处，应设置供管道及附件安装用的吊钩或拉环，拉环间距不宜大于10m，主干管管道在进出管廊时，应在管廊外部设置阀门井。


12.综合管廊的监控系统应保证准确、及时地探测沟内火情，检测有害气体、温度等，并应及时将信息传递至监控中心。监控系统宜对沟内供电设备、消防设施等进行检测、就地联动控制和远程控制。


易产生的六大误区


误区一：管廊覆土深度一般为2.5－3m，管廊进排风井只有背上式


管廊的通风机房一般利用管廊上方的空间设置，同时考虑到相交管线的穿越，管廊顶部覆土深度一般为2.5-3.0m。这样的做法导致起点的雨污水支管标高与管廊就不能匹配。但是，管廊的覆土深度并不是只有2.5-3.0m，在特殊情况下，满足抗浮的 前提下，将管廊覆土减少至1.5m，此时，进排风井可采用外挂式，满足通风需求，同时结合雨污水标高，甚至将起点雨污水管道纳入综合管廊。










误区二：管廊内各管线的吊装口均按最大管道管节长度考虑，且采用地上式。


吊装口是管线、电缆进入管廊的通道，分刚性管道吊装口和缆线吊装口，不能一概而论，大多采用地上式做法，如下图所示。这种做法最大的弊端就是对景观影响大。较好的做法是针对管线、电缆吊装的特性分别设置吊装口，且刚性管道隐蔽式吊装口和地上式结合设置，一般一条线路上采用一个地上式，其余均为隐蔽式，这样既解决了管线安装又最大限度降低环境影响。






误区三：通风分区和防火分区必须一致，逃生口必须直通地面


管廊规范只对防火分区进行了规定，而未对通风分区进行要求，因此在管廊设计中通常做法是通风分区和防火分区一致，这样便于风机控制，但实际过程中，在管廊穿越很宽障碍物、河道时，在景观要求高时，通风分区每办法和防火分区一致时，这时就要根据不同舱室功能要求，合理设置通风风区和消防分区，如一个通风分区包含两个防火分区，分区之间设置常开防火门，事故后排烟设置措施应征询消防部门意见。


规范中对逃生口的距离进行了规定，但在特殊情况下，如管廊穿越河道时，每办法对外设置直通地面逃生口时，经过专家消防论证时可利用临近分区或舱室作为逃生口。





误区四：管廊内排水系统仅考虑渗漏水


管廊规范中排水系统主要考虑管廊渗漏水及管道排空水量，未考虑暴管和消防水量，因此一般排水系统配泵较小。设计认为暴管和消防水量适当兼顾。具体措施，适当放大配泵参数，考虑一个分区内所有集水坑水泵在暴管和消防时能启动，最大可能排出事故水量，为外援措施赢得时间，同时在给水管道专项设计时采用电动阀门对暴管进行控制，减少暴管的水量。





误区五：管廊消防只有超细干粉适用


对于电缆的消防措施，管廊规范的标准要高于电缆隧道的规范，对设有电力电缆的舱室应采用自动灭火系统，目前针对电力电缆适用的系统有高压细水雾灭火系统、超细干粉灭火系统、S型热气溶胶灭火系统。S型气溶胶灭火系统由于3C认证要求，目前较少采用，高压细水雾灭火系统初期投资大，且设计系统复杂，也较少应用，目前形势下超细干粉较多被应用，甚至有观点说只有超细干粉适用管廊，但其维护成本和灭火时对仪器以及人员的安全影响不容忽视。笔者认为，设计上应从全寿命周期角度出发，从运维的角度综合考虑消防灭火系统的应用。






误区六：巡检机器人代替部分固定监测设备



对于大规模综合管廊系统，采用巡检机器人很必要，它可以替代部分人员巡检，减轻人员巡检负担。发生灾情时，机器人到现场，避免人员二次伤害。机器人采集到的图像实时反馈与上传，机器人传感器数据实时反馈，控制机械手到达指定位置或者角度，远程控制机器人执行其他维护任务。机器人功能强大，甚至有人提出减少固定监测设备的数量。其实采用巡检设备是锦上添花的措施，它可以代替部分人员活动，但不能替代人员巡检和固定监测设备，因为巡检设备是移动式设备，存在盲区，不可能取代固定设备功能。