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摘要：随着管廊建成、运行及维护，许多管廊设计缺陷逐渐显露。因此，需优化管廊设计，确保管廊建设和运维的经济、合理及安全。本文总结了国内多座城市综合管廊建设、运行及维护经验，提出了综合管廊设计优化建议，为其他综合管廊项目设计提供借鉴。
关键词：综合管廊;控制中心;消防系统
1 管廊布局设计优化
1.1 管廊总体布局
管廊总体布局应充分考虑建设区域的开发强度、道路交通流量、各类市政管线规划布局、道路环境、品质需求、城市地下空间利用规划及设施、工程可实施条件以及经济性等因素，尤其是工程可实施条件和经济因素。
1.1.1 工程可实施条件。分析管廊敷设道路及周边建设条件，避免在管线运行完好和无施工条件的道路下布置管廊，从而避免工程浪費或造成无法实施。管廊的建设适宜跟随道路下主管线更换、道路大修及新区道路建设。
1.1.2 经济因素。管廊建设造價和运行费用高，应合理确定建设规模，避免对城市经济造成负担。
1.2 控制中心布局
控制中心应尽量布置于管廊分布中心区域，以减少管廊分控中心数量，减少管廊控制中心运维人员，降低管廊运行成本。
2 入廊管线及管道材料设计优化
2.1 入廊管线
道路下敷设市政管线一般为电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、污水及雨水8类。其中，电力（220kV及以下）、通信、热力（热水）、给水及再生水管线入廊较常见，可作为首要选择入廊的管线;电力（220kV以上）、热力（蒸汽）及燃气管道入廊均需要单独舱室，经济性较差，需结合城市经济情况进行分析;污水和雨水管道为重力流，管线入廊需结合地形，其中地势高差较大的区域较为适宜，地势平坦区域则易造成管廊深度随雨水、污水管道埋设深度的增加而增加，从而需要增加中途提升泵站，增加了管廊投资成本[1]。
2.2 管线材料 电力和通信线缆选择阻燃电缆。给水和再生水管线、热力管线及燃气管线需选择刚度好的管材，且管材的焊接、法兰及卡箍接口的防腐性高，以避免管道运行中管线接头脱开或管线发生形变。热力管道要求具有较高的保温性能。管廊内实施大规模、多种类管道安装时，管道接口建议采用法兰或卡箍接口，焊接接口易造成管廊内施工环境恶劣。雨、污水入廊通常有两种做法，一种为管廊本体作为雨、污水排放通道，另一种是将管线入廊。相比之下，管廊本体作为雨、污水排放通道经济性更好。
3 管廊断面设计优化
断面布局受入廊大管径管线影响较大，应先布置大管径管线，再安排小管径管线，从而达到最节省管廊空间的断面布局。管廊断面应避免设计高度过高。对于地下水位较浅区域，高度较高的管廊实施降水困难，且管廊建成后上层管线和设备的安装、检修困难。因此，建议管廊设计净高不超过4.0m。对于不宜开挖区域，管廊断面设计推荐采用盾构设备。管廊断面应尽量采用同城地铁断面，以减少盾构设备调运费用，从而降低管廊建设成本。
4 管廊道路下布设位置和埋深设计优化
4.1 管廊道路下布设位置
管廊宜与道路平行敷设，宜位于或靠近道路绿化分隔带、人行道等区域下，以便设置地面通风口、投料口、人员出入口及逃生口，减少逃生线路迂回和地面交通对巡检人员进出的影响。布置管廊时，应将电力、通信等检修频率较高的舱室靠近人行道布置。
4.2 管廊道路下埋深 管廊埋深需考虑当地冻土深、管廊上层植被、管线交叉以及管廊夹层设置。管廊顶层平均覆土建议设计为2.5～3.0m，可满足管廊顶层绿化带灌木种植需求和管线交叉需求。同时，管廊夹层需具有1.8m及以上的空间，便于巡检人员操作。个别节点顶层覆土可根据实际情况进行调整，但建议管廊顶层位于道路路面结构层下，以避免道路的不均匀沉降。
5 节点设计优化
管廊节点主要有人员出入口、通风口、投料口、逃生口、接出口及交叉口。节点设计均采取加高、扩大处理，空间需满足各类管线转弯半径。虽然国内管廊建设和管廊节点设计已较为成熟，但根据后期运行和维护情况，建议管廊节点设计时要注意如下几点。
①满足设计间距需求下，尽量减少节点数量，便于后期的管廊运行管理和降低管廊造价。
②节点设计应减少直爬梯，多采用斜梯，便于巡检人员出入。尤其是人员出入较频繁的出入口、交叉口等节点，建议采用45°～60°斜梯。
③人员检修通道不宜跨越管道，避免检修材料运输困难。
④冒出地面的通风口、投料口、人员出入口及逃生口设施，尤其是通风口，应充分考虑地面雨水倒灌的风险。多数管廊设计采用的冒出地面设施高于地面30～50cm，建议地势低洼区域冒出地面设施高于地面50cm。
⑤管廊接出口末端与用户接线井的设计深度不超过3m，避免后期接线困难。
⑥管廊内管线出线方式分为管道直埋、套管出线及支廊出线，建议采用套管出线方式，既避免了管线后期检修挖破道路，又降低了管廊建设造价。
6 附属设施设计优化
6.1 消防系统
管廊内消防系统多采用喷淋和超细干粉形式。根据上海世博园、上海亭安、珠海横琴、青岛高新区及西安等地建成的管廊运行情况，两种消防形式均运行良好，满足管廊消防需求。 实际运行中发现，管廊消防过度设计，造成投资浪费。除电力、电缆舱室外，其余管廊火灾风险较低，按规范间距布置手动灭火器即可，无需设置自动灭火系统。
综合管廊各防火分区需设置通风系统，分为自然进风和强制排风。设计时，需保证相邻的防火分区的两个风口功能相同，以避免防火分区的排风被相邻防火分区吸入而导致通风短路。
6.3 供电系统
供电系统主要设备需设置在地面绿化带等区域，以避免电气主要设备受潮损坏。例如，西安管廊的运维成本约20%为能耗成本。设计电气设备时，应尽量选择节能设施，且设备开启需考虑多工况开启。照明灯具选择LED灯和高色温光源，且仅在检修时开启检修区域灯具;摄像机选用红外摄像机，以确保管廊长期光源关闭情况下摄像机能够正常使用;选用双速排烟风机，可在正常和事故工况下以不同速率开启。
6.4 监控与报警系统
国内管廊运维提倡智慧运维，主要体现在监控与报警系统。该系统在管廊中存在过度建设现象。监控与报警系统的建设设计标准需满足规范及使用要求，切勿过度建设，造成管廊建设浪费。后期控制系统简单、直观，报警声音鲜明，可方便运维人员进行操作。
6.5 排水系统
排水系统是指各防火分区设排水沟收集至集水坑，由集水坑内水泵抽排出管廊。浮球阀虽造价底，但易发生偏差，导致水泵频繁误启动而易烧损。因此，设计排水系统时，水泵开启控制建议采用超声波液位计。
6.6 标识系统 标识系统建议采用荧光标识牌，以便于在管廊内发生事故时引导巡检人员。
7 结语
综合管廊作为城市的重要市政基础设施，由管理单位运维。管廊设计应考虑成本控制、运维安全及巡检便易度等，以满足管廊后期运维使用，提高管廊的经济效益。
参考文献
[1]张佩兰，戴超.白银市南环路地下综合管廊试点项目设计方案探讨[J].低碳世界，2018（2）：143-144.
[2]刘胡海.关于地下综合管廊项目设计与施工[J].科技与自然，2016（7）
关键词：综合管廊;控制中心;消防系统
1 管廊布局设计优化
1.1 管廊总体布局
管廊总体布局应充分考虑建设区域的开发强度、道路交通流量、各类市政管线规划布局、道路环境、品质需求、城市地下空间利用规划及设施、工程可实施条件以及经济性等因素，尤其是工程可实施条件和经济因素。
1.1.1 工程可实施条件。分析管廊敷设道路及周边建设条件，避免在管线运行完好和无施工条件的道路下布置管廊，从而避免工程浪費或造成无法实施。管廊的建设适宜跟随道路下主管线更换、道路大修及新区道路建设。
1.1.2 经济因素。管廊建设造價和运行费用高，应合理确定建设规模，避免对城市经济造成负担。
1.2 控制中心布局
控制中心应尽量布置于管廊分布中心区域，以减少管廊分控中心数量，减少管廊控制中心运维人员，降低管廊运行成本。
2 入廊管线及管道材料设计优化
2.1 入廊管线
道路下敷设市政管线一般为电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、污水及雨水8类。其中，电力（220kV及以下）、通信、热力（热水）、给水及再生水管线入廊较常见，可作为首要选择入廊的管线;电力（220kV以上）、热力（蒸汽）及燃气管道入廊均需要单独舱室，经济性较差，需结合城市经济情况进行分析;污水和雨水管道为重力流，管线入廊需结合地形，其中地势高差较大的区域较为适宜，地势平坦区域则易造成管廊深度随雨水、污水管道埋设深度的增加而增加，从而需要增加中途提升泵站，增加了管廊投资成本[1]。
2.2 管线材料 电力和通信线缆选择阻燃电缆。给水和再生水管线、热力管线及燃气管线需选择刚度好的管材，且管材的焊接、法兰及卡箍接口的防腐性高，以避免管道运行中管线接头脱开或管线发生形变。热力管道要求具有较高的保温性能。管廊内实施大规模、多种类管道安装时，管道接口建议采用法兰或卡箍接口，焊接接口易造成管廊内施工环境恶劣。雨、污水入廊通常有两种做法，一种为管廊本体作为雨、污水排放通道，另一种是将管线入廊。相比之下，管廊本体作为雨、污水排放通道经济性更好。
3 管廊断面设计优化
断面布局受入廊大管径管线影响较大，应先布置大管径管线，再安排小管径管线，从而达到最节省管廊空间的断面布局。管廊断面应避免设计高度过高。对于地下水位较浅区域，高度较高的管廊实施降水困难，且管廊建成后上层管线和设备的安装、检修困难。因此，建议管廊设计净高不超过4.0m。对于不宜开挖区域，管廊断面设计推荐采用盾构设备。管廊断面应尽量采用同城地铁断面，以减少盾构设备调运费用，从而降低管廊建设成本。
4 管廊道路下布设位置和埋深设计优化
4.1 管廊道路下布设位置
管廊宜与道路平行敷设，宜位于或靠近道路绿化分隔带、人行道等区域下，以便设置地面通风口、投料口、人员出入口及逃生口，减少逃生线路迂回和地面交通对巡检人员进出的影响。布置管廊时，应将电力、通信等检修频率较高的舱室靠近人行道布置。
4.2 管廊道路下埋深 管廊埋深需考虑当地冻土深、管廊上层植被、管线交叉以及管廊夹层设置。管廊顶层平均覆土建议设计为2.5～3.0m，可满足管廊顶层绿化带灌木种植需求和管线交叉需求。同时，管廊夹层需具有1.8m及以上的空间，便于巡检人员操作。个别节点顶层覆土可根据实际情况进行调整，但建议管廊顶层位于道路路面结构层下，以避免道路的不均匀沉降。
5 节点设计优化
管廊节点主要有人员出入口、通风口、投料口、逃生口、接出口及交叉口。节点设计均采取加高、扩大处理，空间需满足各类管线转弯半径。虽然国内管廊建设和管廊节点设计已较为成熟，但根据后期运行和维护情况，建议管廊节点设计时要注意如下几点。
①满足设计间距需求下，尽量减少节点数量，便于后期的管廊运行管理和降低管廊造价。
②节点设计应减少直爬梯，多采用斜梯，便于巡检人员出入。尤其是人员出入较频繁的出入口、交叉口等节点，建议采用45°～60°斜梯。
③人员检修通道不宜跨越管道，避免检修材料运输困难。
④冒出地面的通风口、投料口、人员出入口及逃生口设施，尤其是通风口，应充分考虑地面雨水倒灌的风险。多数管廊设计采用的冒出地面设施高于地面30～50cm，建议地势低洼区域冒出地面设施高于地面50cm。
⑤管廊接出口末端与用户接线井的设计深度不超过3m，避免后期接线困难。
⑥管廊内管线出线方式分为管道直埋、套管出线及支廊出线，建议采用套管出线方式，既避免了管线后期检修挖破道路，又降低了管廊建设造价。
6 附属设施设计优化
6.1 消防系统
管廊内消防系统多采用喷淋和超细干粉形式。根据上海世博园、上海亭安、珠海横琴、青岛高新区及西安等地建成的管廊运行情况，两种消防形式均运行良好，满足管廊消防需求。 实际运行中发现，管廊消防过度设计，造成投资浪费。除电力、电缆舱室外，其余管廊火灾风险较低，按规范间距布置手动灭火器即可，无需设置自动灭火系统。
综合管廊各防火分区需设置通风系统，分为自然进风和强制排风。设计时，需保证相邻的防火分区的两个风口功能相同，以避免防火分区的排风被相邻防火分区吸入而导致通风短路。
6.3 供电系统
供电系统主要设备需设置在地面绿化带等区域，以避免电气主要设备受潮损坏。例如，西安管廊的运维成本约20%为能耗成本。设计电气设备时，应尽量选择节能设施，且设备开启需考虑多工况开启。照明灯具选择LED灯和高色温光源，且仅在检修时开启检修区域灯具;摄像机选用红外摄像机，以确保管廊长期光源关闭情况下摄像机能够正常使用;选用双速排烟风机，可在正常和事故工况下以不同速率开启。
6.4 监控与报警系统
国内管廊运维提倡智慧运维，主要体现在监控与报警系统。该系统在管廊中存在过度建设现象。监控与报警系统的建设设计标准需满足规范及使用要求，切勿过度建设，造成管廊建设浪费。后期控制系统简单、直观，报警声音鲜明，可方便运维人员进行操作。
6.5 排水系统
排水系统是指各防火分区设排水沟收集至集水坑，由集水坑内水泵抽排出管廊。浮球阀虽造价底，但易发生偏差，导致水泵频繁误启动而易烧损。因此，设计排水系统时，水泵开启控制建议采用超声波液位计。
6.6 标识系统 标识系统建议采用荧光标识牌，以便于在管廊内发生事故时引导巡检人员。
7 结语
综合管廊作为城市的重要市政基础设施，由管理单位运维。管廊设计应考虑成本控制、运维安全及巡检便易度等，以满足管廊后期运维使用，提高管廊的经济效益。
参考文献
[1]张佩兰，戴超.白银市南环路地下综合管廊试点项目设计方案探讨[J].低碳世界，2018（2）：143-144.
[2]刘胡海.关于地下综合管廊项目设计与施工[J].科技与自然，2016（7）