探讨综合管廊工程建设与管理体系分析

姜华锋

杭州亚运村建设有限公司310020

摘要：随着我国经济、社会的快速发展，城市基础设施供应压力日益増大，作为城市公共服务体系中的各种工程管线，需要集约化建造、科学有序管理。然而，建造服务于各种管线的地下综合管廊其投资巨大、涉及面广、维护管理复杂、安全隐患突出，建设与管理经验不足、配套政策体系还不够完善。因此，城市地下综合管廊的建设与运营存在许多不确定的风险。作为一个城市庞大的基础设施，需要对风检有所识别、综合分析和提出规避措施。

关键字：综合管廊；工程建设；管理；体系

1综合管廊概述及建设的利与弊

1.1综合管廊的定义及分类

综合管廊(又名“共同沟”、“共同管道”、“综合管沟”)，是指在城市道路、厂区等地下建造一个隧道空间，将热力、电力、给排水、通信等不同的市政公用管线集中布设在同一个构筑物内，并设置专用的投料、通风、检修孔及监控系统保证其正常运斤，实施市政公用管线的“统一规划、统一建设、统一管理”，以达到集约化管理市政公用管线和合理利用地下空间的目的，并形成一种现代化、集约化的城市基础设施。综合管廊不仅能高效利用道路地下空间，保护道路结构，避免路面反复开挖，还可保证道路畅通，保证车辆行人安全，有助于改善城市整体形象。

1.2综合管廊建设的利与弊

综合管廊作为城市地下管线的综合载体，可以改变目前城市存在的地下管线杂乱无章、纵横交错、维修频繁的现状，优点突出，建设意义重大。但同时，因建设综合管廊而引发的一系列难题也不容忽略，因此准确分析综合管廊建设的利与弊、优与缺是大力推进建设、高效解决问题的重要前提。综合管廊建设的利与弊，优点与缺点综合如下所述:

综合管廊优点:

(1)避免敷设和维修地下管线时对道路交通的影响，保持道路及城市的美观；

(2)建成后的综合管廊便于各种市政管线的増容、维修、管理，节约了由管线施工所致的路面破除及翻修费；

(3)管线合理的布置可有效地利用道路地下空间，极大地节约了城市用地；

(4)综合管廊可减少城市道路电线杆、电线塔，净化了城市空间电线网，降低了由电线网引发的安全事故，美化了城市空间；

(5)可消除架空管线与绿化之间的矛盾；

(6)由于地下管线不与酸碱腐蚀物质直接接触，提高了其耐腐蚀性，増加了使用寿命，同时便于养护和管理；

(7)坚固的管廊结构对工程管线具有一定的保护作用，避免了其在突发外力作用下发生破坏，如地震、爆炸等。

综合管廊缺点；

(1)综合管廊一次性投资较髙，且各类管线间的费用分配问题较复杂，当管廊建成后用户单位使用较少时，其效益较低；

(2)综合管廊各使用单位繁多，沟通协调复杂，统一管理难度较大；

(3)管廊容量远期规划不确定性较髙，容易造成管廊容量设计值和实际值差别较大；

(4)特殊管线(如电力管线和燃气管线)么间的相互作用易导致安全事故。

2综合管廊总体布置原则及建设概况分析

2.1总体布置原则

按照《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)一般规定，结合城市地下市政管线的综合规划，城市发展对市政管线的要求，以及城市地下空间与综合管廊结合建设等布置原则，城市地下综合管廊布置原则如下；

(1)地下综合管廊平面中心轴线宜与规划道路中也线保持平行布置，避免从道路一侧转向道路另一侧；

(2)当综合管廊沿地铁、公路等城市交通线路布设时，管线应与其线路保持平行，无法避免交叉时应尽量采用垂直交叉，在条件受限的情况下，最小交叉角应大于60度；

(3)穿越河道时，综合管廊的布设位置应选择在河床较稳定处，且覆主深度的取值应满足河道治理深度要求并保证管廊自身安全。若遇有通航要求的河道，应在一至五级航道下面敷设，航道底设计标高不低于2米；

(4)当建筑物基础深度小于综合管廊埋深时，建筑物与综合管廊之间的最小水平净距应满足如下关系：

ρ=（H-h）/tanα

式中:ρ一综合管廊外轮廓边线至建筑物基础边水平距离(m)；

H-综合管廊基坑开挖深度(m)；

h—建筑物基础底棚置深度(m)；

α-止壤内摩擦角(°)。

(5)当综合管廊与地下构筑物距离较近时，其最小间距应依据现场地形地质条件以及相邻构筑物的性质确定，且应满足下表中的规定；

表1综合管廊与相邻地下构造物的最小间距

(6)在考虑综合管廊的最小转弯半径时，首先应确定包含在综合管廊內各种管线的最不利转弯半径，并通过其确定管廊的最小转弯半径；

(7)综合管廊监控中也应与管廊主体在较近的距离内设置连接通道，且通道的大小尺寸应能保证日常维修出入的方便；

(8)综合管廊应设置与通风曰以及进料口等出口相结合的逃生孔；

(9)综合管廊投料口在满足投料功能的同时，应兼顾作业人员出入的功能。投料口设置位置应结合管廊分区分段设定，最大间距不宜大于400m，净尺寸需满足管线、设各、及维修检测人员出入的最低限界要求；

(10)综合管廊的通风日净尺寸应保证通风设备方便进出，采用自然通风时，通风日最大间距不宜大于200m；

(11)当综合管廊各类孔洞露出城市地面标线时，其标高尺寸应满足城市防洪要求，并设置防水倒灌措施:

(12)综合管廊管线支口预留数量应与规划需求一致，管线工作井的主建工程宜与管廊主体结构同步实施；

(13)在综合管廊主体结构接缝处及管线连接处，应做好防水和地基沉降措施；

(14)当综合管廊纵向斜坡超过10%时，人员通道处应设置防滑措施，保证通行安全。

2.2断面形式分析

目前，综合管廊的断面形式还没有统一的标准，管线的布置方式也没有相关的技术规范。由国家住建部发布的《城市工程管线综合规划规范》(GB50289-98)中对综合管廊的建设方式、管线类型以及其布设原则做了相关耍求，但明确性不高。总体来说，综合管廊的断面形式应结合实际工程、地质条件以及现有技术规范共同确定。针对不同种类的综合管廊，平面线型规划及纵断线型规划应有所区别。受不同施工工艺、收容管线种类、道路宽度、地下空间大小影响，综合管廊的结构类型、结构形式也有所区别。

当施工方法为明挖法现竊施工时，宜采用矩形断面(如图1所示)；当采用明挖法预制装配施工时，多采用矩形断面或圆形断面(如图2所示)；当施工方法为非开挖施工时，采用圆形断面或马蹄形断面(如图3所示)为宜。

通常，综合管廊的断面大多为矩形断面，这是由于矩形断面的空间利用率远大于其他断面，因而其常见于明挖法。但是当施工条件限制无法采用明挖法时，就需采取圆形断面。另外，当实际工程地质条件适用于暗挖法时，马蹄形断面则更为合适。

图1综合管廊矩形断面图

图2综合管廊圆型断面

图3综合管廊蹄形断面

2.3管线入廊选择分析

目前，综合管廊在我国研究时间较短，对管廊内应敷设何种管线并没有做详细研究，相继颁布的实施规范《上海世博会园区综合管沟建设技术标准》及《城市工程管线综合规划规范》亦未对应纳入何种管线做深入研究，且上述两种规范适用范围较小，《上海世博会园区综合管沟建设技术标准》只适用于上海世博园地区，《城市工程管线综合规划规范》也只是针对城市管线综合规划做出规范，并没有根据城市地下综合管廊工程特点对管线设置的合理性做出闽述。综合管廊内应敷设何种管线，不仅受当地自然地质状况影响，更是和当地经济发展、社会需求密切相关，同时合理的管线布置对管廊的经济、安全、管理也是重要保障。故管线入廊选择分析无论是保障管线安全运斤，或是促进社会经济发展都将是十分重要且有意义的一件事。

(1)给水管线

水是生命之源，给水管线担负着整个城市生活、生产的重要使命。传统的供水管道敷设方式为直埋，管材一般选用钢管或球墨铸铁管，考虑到地下止壌、水、空气及其它腐蚀性物质对钢铁的作用，常用的给水管道一般寿命较短，而纳入管廊后则可免除腐蚀担忧，利于管线寿命延长。同时，给水管线入廊还可保护饮水、用水安全，防止水质污染。且廊内一旦发生破管、爆管危险现象，借助廊内排水设施，可快速解除安全隐患，不会对其他管线造成影响，便于维修管理。给水管线一般为皮力流管线，无设置坡度要求，可结合管廊构造灵活设置，故给水管线一般可纳入管廊。

(2)雨污水管线

与给水管线不同，雨污水管线为重力流管线，管径大小和流速需结合管廊纵向坡度计算，最小坡度一般不小于2%。，随着管廊里程延长，势必会増加埋深，増加工程造价。同时雨水管线除雨季期外，平时流量较小，管线利用率较低，纳入管廊收益较低，故一般雨水管线不建议纳入综合管廊。污水管线同雨水管线一样，在早期的规划中，由于王程造价问题，许多地区并不建议纳廊敷设，但是随着用水増多、污水流量加大，及管道易堵塞、不易管理且一旦爆管对环境污染严重等问题，许多地区强制将污水管线纳入综合管廊。

(3)热力管线

在我国北方城市，由于天气寒冷，政府为集中供暖，常设置热为管线。与其他管线类似，热力管线入廊无技术问题，不仅可防止管线腐蚀，还可保护输送介质安全，避免热量损失过快，保湿层维修更换也更加方便，故热力管道一般可放置于综合管廊内。但值得注意的是，热为管道的外包尺寸较大，进入管廊后所占空间较多，故规划设计时应留出足够的敷设空间。

(4)燃气管线

目前国內对燃气管线是否能进入综合管廊没有明确规定，国外则有将燃气管线纳入综合管廊的实例，且经过几十年的运行并没有发生任何安全事故，相反减少了燃气管线因泄漏、爆炸等引发的安全事故，促进了燃气管线的安全运行。

在国内，人们对燃气管线是否能进入综合管廊的担忧主要体现在安全方面，考虑较多的则是燃气管道因泄漏给廊内其它管线带来的影响，.一旦遇到高压电力管线，还可能有爆炸的危险，且廊内较为封闭，爆炸一旦发生，后果将十分严重。参考国内已建的上海张杨路综合管廊和上海安亭新镇综合管廊，燃气管道采用独立分仓的形式进入综合管廊，既避免了和其它管线的直接接触，又方便了管道的安装、检修，安全性也大大提高。采用独仓敷设，还可利用燃气探测及报警装置加强实时监控管理，一旦发生事故隐患可及时杜绝，做到安全运行。故燃气管线入廊只要采取分仓敷设，并无技术难题。

(5)电力、通信管线

从早期的大中城市建立的不同规模电为隧道和电缆沟看，电力管线进入综合管廊从技术和维护的角度而言并没有任何障碍，唯一担也的问题就是防火防灾和通风降温等安全问题。在实际规划中，当电为缆线敷设数量较少时，可将电力电缆与给水管线、排水管线以及其他无安全隐患的管线同仓敷巧，当数量较多时可单独敷设，并通过感温装置、通风设备、防火分区及监控系统来保障电力电缆的安全运斤。

通信电缆纳入综合管廊需要解决的技术难题就是信号干扰问题，但随着光纤通信技术的普及，信号干扰己被解决。且通信电缆入廊可与其他管线搭配，占用空间较小，经济效益较高，值得普遍推广。

(6)其它类管线

在城市未来发展中，管线不可预计需求较大，综合管廊建设还需结合城市未来经济发展和地理位置，全面统筹预计市政管线需求，灵活预留管线位置，如:冷水管线、饮水管线、真空管线、垃圾运输管线、海水管线等。

2.4综合管廊附属系统

综合管廊作为承载多种市政管线的城市地下综合体，其结构封巧，各管线运行期间引发的防水、防火安全问题危险性较高，加之维护管理需要的通信、照明、监控等安全措施，综合管廊的安全、高效运行离不开各附属设施的通力配合，故做好综合管廊附属系统布置工作是管廊运行、管理的重要保障，常见的综合管廊附属设施布置有:

(1)排水设备

由于综合管廊内管道破损(爆管)、管道维修放空、以及结构壁面各接缝处可能的渗水、发生火灾时的消防排水，都将造成廊内一定的积水。因此综合管廊内有必要设置排水设施。一般应在综合管廊底板两侧或单侧设置排水沟，排水沟断面尺寸采用200mmX100mm或lOOmmXlOOmm。综合管廊底板的人行通道的横向坡度控制在2%左右，沿线纵向坡度采用2‰-5‰。

一般情况下，综合管廊内部每200m宜设置一个防火分区，每个防火分区应设置集水井，集水井设置于防火分区的最低处，每座集水井内应设置一台或两台排水累，排水管就近引出综合管廊。

(2)通风设备

由于综合管廊属于密闭的地下构筑物，本身空气流通不畅，另外管廊内敷设的电线电缆、供热管道等在使用过程中都会散发大量的热量，若敷设燃气管道，还可能发生燃气泄漏惰况，故综合管廊内必须设置通风系统。一般情况下综合管廊通风系统宜根据管廊本身作为通风管，采用自然进风和机械排风组合方式，对于含有有害气体仓室，则应全部采用机械进、排风。同时，管廊每隔200m应设置强制排风曰，排风曰位置应高于最高水位，并防止雨水倒灌、废弃物投入以及小动物爬入等措施。

(3)爾电系统

根据管廊内用电设施负荷，综合管廊一般提供两个电压等级(lOkv和化4kv)对廊内设备供电。按用电设备分布情况，在每一分区还应配置10/0.4kv配电所一座，综合管廊控制中也设lOkv总配电所。廊内配电设施除消防、通风设备为二级负荷外，其他设备均为H级负荷，且管廊沿线还需设置功率不低于15k以的检修插座以备用。管廊所用金属用电设备均需设置接地装置，形成环形接地网。

(4)照明系统

综合管廊内一般设置普通照明和应急照明两种。普通照明度不小于151x，出口、检查口、材料吊装口不低于lOOlx，并由每段防火分区配电箱统一供电，配电开关设置在分区进出曰处。疏散指示照明灯具由动力配电箱专用回路供电，照度不底于0.51x，间距不大于15m，附带备用应急电池应急时间不低于30min。

(5)通信设备

为联络方便，综合管廊内还需设置有线及无线通信设备。有限通信设以固定电话为主，连接控制中私与管廊各个防火分区，宜每分区设置一部，便于维修人员与控制中也管理人员沟通。无线通信设备以无线对讲机为主，主要便于不同管线单位同时进入廊内栓查维修时使用，通信型号和模式由各使用单位自行设定。

(6)监控系统

综合管廊作为地下隧道空间，环境闭塞，安全隐患较多，考虑到管廊运行安全性，须设置监控系统加以保障。在地下空间内，氧气浓度通常作为衡量一个地下基础设施的安全指标，故综合管廊必须安置氧气浓度检测仪，随时监测廊内浓度变化，确保工作人员入廊之前有足够的氧气浓度。除此之外，有毒气体探测器、火灾探测器均须合理设置，设置间距应经科学计算后确定，但每个防火分区不宜少于两个。此外，在每一集水井处还需安置自动水位探测仪，一旦廊内水管爆裂，水位超过警戒位时，可自动开启抽水泉，迅速将积水排除。当管廊内敷设有燃气管线时，还需布置天然气浓度监测仪，布置间隔宜为50m，布置点宜在管道衔接处，报警装置必须和排风设各及灭火装置联动，一旦发生燃气泄漏现象，需马上关闭防火阐口，开启排风设各和灭火装置。

(7)消防系统

因管廊内设置有高压电缆、燃气管线，当电线出现短路或电火花时，廊内极易发生起火或爆炸，尤其是在狭窄的地下空间内，火势蔓延快、危险大，造成的危害不可估计。所以消防系统布置必须引起足够的重视。

综合管廊的主体结构一般采用耐火性能好的混凝±结构，耐火极限不低于3小时，主体结构嵌缝材料采用不燃体，廊内不装饰。管廊根据沉降缝位置须设置防火分区，分区最小间距不小于50m，最大间隔不超过200m，同时每节防火分区处还应设置防火墙、甲级防火口等。在防火口、人员进出口处还需设置灭火器、灭火沙包等。管廊内还应安置火灾自动报警系统、自动灭火系统，灭火等级与阻燃率应符合《电为工程电缆设计规范》要求。当综合管廊内有其他特殊安全隐患时，还应采取专口的消防措施。

(8)标识系统

为便于引导廊内作业和进出，综合管廊内还需设置引导及警告标志，包括引导标识、管理标识、管线分类标识和注意标识。标识采用防潮、防诱、耐火材料制作，标识字迹应清晰、醒目，即便在一定烟雾浓度下也能识别，在事故发生时能准确引导被困人员安全撤离现场。

3综合管廊建设特点分析

作为城市基础设施的一种新型产品，综合管廊与一般的城市基础设施有着共同特点，即；公益性、政府主导性、投资金额巨大、建设回收周期长等，但是作为集多种市政管线为一体、结合各种地下空间开发的综合管廊又有其独特的复杂性，如:融资模式、运营管理、管线高度集中的复杂性，发展规划的未知性等，具体内容如下:

(1)公益性

城市基础设施提供的产品和服务属于公共产品，具有社会公益性和福利性，综合管廊亦是如此，它所服务的对象是整个城市的狂会生产和居民生活，在使用和服务过程中不能独占或进行排他性消费，综合管廊的建设不是为特定的部口、单位、企业或居民服务，而是为整个城市提供社会化服务。

(2)政府主导性

城市基础设施区别于其他巧业的一大特点就是政府主导投资。综合管廊的建设投资主体仍然是政府，项目模式由政府决定，但是随着部分城市基础设施的市场化运作，项目建设、运营开始出现市场资本介入，融资模式趋于多元化，但总体还是由政府主导控制。

(3)投资金额大、回收周期长

据国家住建部数据统计，50年设计标准的综合管廊建设费用为1.2亿元/公里，相比较于50年设计标准的地下直埋管线建设费用，仅为0.73化元/公里，其建设费用近乎为传统直埋的两倍。但从长远来看，综合管廊运行50年的运营维修费为0.4亿元/公里，而直埋管线运行50年的运营维修费却高达0.93亿元/公里。与地下直埋管线相比，新建管廊的初始建设成本较高、投资金额大，但维修运行费用较小，但也需在20~30才能收回投资。

(4)融资、运营复杂性

与传统的城市基础实施融资模式不同，在经历从“国有化”到“私有他”，再到目前的“公私合作制”模式，其融资方式也经历了财政融资、市场化融资以及组合融资。正是由于综合管廊在前期建设投资规模巨大，财政负担过重，难以形成稳定的资金渠道，而政府在传统的建设、运营和管理效率低下的状况下，综合管廊选用公私合作制模式，引入民间资本，借助市场的资金、管理推动管廊的建设。但此举又会造成.在整个项目建设过程中，参与方众多，协调管理不便，容易引发各种潜在风险因素，再加上建成后管线业主较多，其收费、维护、运营不易统一而定，容易造成管理混乱，引发运营危机。

(5)管线离度集中的危险性

综合管廊工程是将多种市政管线集为一体，实现地下空间综合利用和资源共享的地下空间。多种管线集中共敷势必会引发相互之间的影响，一旦一种管线出现故障，势必会影响其他管线的正常使用，如:燃气管线泄漏可导致爆炸，供水管线泄漏会导致内深等，所以应合理安排各管线位置，做好防护措施。

(6)规划的未知性

综合管廊的建设必须结合城市的未来发展规划，超前预计管廊的建设位置、尺寸、规模，尽量满足管廊未来十年甚至更远的使用需求，做到管廊使用空间适应城市人口的发展，避免少建、多建，保证廊有所用。

4综合管廊运营管理特点分析

在欧洲国家，政府财政能力较强，法制法规完善，综合管廊一般被视为完全公共产品，完全由政府出资建设，政府拥有综合管廊的所有权，各使用单位只需向政府交付一定的使用费用，费用价格由当地议会听证确定。与西方国家不同，日本的综合管廊建设和管理采取政府和管线单位共同负责的模式。管廊的建设费用由政府部口直属.的道路管理单位和管线使用单位共同承担，政府对其设有专口的政策支持和财政补贴。运营期间，管廊主体维护管理归政府部口负责，管线维护管理由管线单位承担。

与曰本运营管理模式类似，我国台湾地区同样采用政府和管线单位合作的方式共同进行综合管廊的建设和维护工作。不同之处在于费用分担方面，台湾地区采用的“占比收取制”显得更为公平合理。管线单位以传统直埋方式敷设管线的工程造价为基础，根据自身使用面积或年限为系数，合理地分摊管廊部分建设费用，其余部分由政府部口全部负责。这种方法可适当减缓政府的财政压力，同时又不会给管线单位造成较大的经济负担。同理，管廊运营期间，管线单位根据管廊占用空间比例或使用频率分担管廊维护费用，政府管理部口承担剩下部分。同时，政府管理部口和管线单位均可得到政府划拨的财政补助。我国在充分考虑国外和台湾地区综合管廊运营管理经验的基础上，结合我国的国情，目前常采用运营管理模式主耍有以下几种:

(1)全资国有企业运营模式

项目建设单位由各级地方政府或政府直属的国有企业出资组建，通过地方政府财政拨款、政策性开放贷款及国有企业融资等方式筹备项目资金，管廊建成后所有权归政府所有，管廊的运营管理由国有企业专口组建的项目管理公司负责，管线单位付费的方式，有偿使用。

(2)股份合作运营模式

股份合作制运营模式是以政府授权的资产管理公司为代表，地下空间资源开发为资本，通过招商引资，和社会企业共同成立股份制项目公司，通过股份制运作方式进行运营管理的一种模式。股份合作运营模式有利于加强企业和政府之间的交流合作，可借用政府的土地资源，缓解政府的财政压力，实现企业和政府的双赢。这种运营模式在国内的综合管廊建设中被大量采用，项目建成后通过引入专口的运营公司，可提高管廊运营管理的专业化程度，减低成本，提高管廊的运行效率。

(3)享有政府特许经营权的社会投资运营管理模式

政府以招投标方式，与中标单位签订综合管廊建设协议，并授予中标单位特许经营权，由该单位全权负责项目的融资、建设、管理，政府不参与项目的融资和建设。被授权单位在综合考虑投资成本、经营利润、社会效益以及管廊用户的承担能力基础上，合理制定收费标准，依法行使运营权。待特许期满后，企业无偿将综合管廊交予政府，由政府再行处置。同时，在综合管廊运营期间，针对运营效益，政府可对运营单位进行适当的政策倾斜或财政补贴，以保证管廊的正常运行。