市政公用管線是城市賴以正常運行的生命線，傳統(tǒng)的市政公用管線各自為政地埋設在道路的淺層或敷設在地上空間。隨著城市的發(fā)展，各種管線不間斷地增容、擴容和升級，由此引發(fā)的各種管線事故頻發(fā)，更嚴重地影響了城市的安全運行。為此，國務院辦公廳發(fā)布《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》（國辦發(fā)〔2014〕27號），國家財政部、住建部聯(lián)合發(fā)布《關于開展中央財政支持地下綜合管廊試點工作的通知》（財建〔2014〕839號），于2014年在全國36個大中城市全面啟動地下綜合管廊試點工程，要求中小城市因地制宜建設一批綜合管廊項目。聊城市作為一座山東省西部的全國歷史文化名城，結合1km2水中古城街道的保護與改造，于2009年就率先嘗試性地研究建設了總長度達6.3km的地下綜合管廊。現(xiàn)已全部建成運營，效果良好，也基本符合當前的規(guī)范要求。建成的綜合管廊充分高效地利用了古城道路地下空間，提高了古城綜合承載能力和環(huán)境質(zhì)量，在內(nèi)容與形式上實現(xiàn)了與歷史文化保護提升的辯證統(tǒng)一，也避免道路反復開挖和施工對區(qū)域交通的影響，有助于地下管線優(yōu)化配置和統(tǒng)一管理。

 

　　1、工程概況

 

　　1.1工程背景

 

　　聊城古城區(qū)是聊城市作為歷史文化的核心體現(xiàn)區(qū)，始建于北宋時期，呈正方形，東西、南北總長均為1km，平面結構嚴謹、規(guī)整。以建于明朝初年、木質(zhì)結構的光岳樓為中心，形成了東、西、南、北方向貫通的大“十”字形的4條大街，并由此4條大街將古城分成4個片區(qū)；每個片區(qū)又以小“十”字形次級街道為界，再次劃分為4個組團。這大“十”字形的4條大街和4個片區(qū)的小“十”字次級街道，使整個古城呈現(xiàn)為“十”字疊加“井”字的垂直交叉、棋盤式方格狀的道路骨架。4條大街規(guī)劃的道路紅線寬度為18m，次級街道的道路紅線寬度僅有7m。在保護與改造提升時，各種市政公用管線如采用傳統(tǒng)的直埋敷設方式，地下空間條件是無法滿足的。當時，出于必須保護古城歷史文化和尊重古城地上空間的愿望，決定探索和研究實施可容納各種管線的地下綜合空間。

 

　　1.2工程簡要

 

　　按照《聊城市古城區(qū)基礎設施規(guī)劃》，在大“十”字形的4大街和“井”字形的次級街道的地下，規(guī)劃、設計建設了現(xiàn)代化、集約化的綜合管廊。管廊總長度為6.3km，內(nèi)部敷設給水、熱力及通信等3種管線，同時預留了熱水及再生水管線的安裝條件?？傮w設計3種斷面形式：一是普通綜合管廊，總長度約為4970m；二是與人防通道合建的復合綜合管廊，總長度為560m；三是可兼具敷設管線、人防通道及觀光旅游3種功能的多功能綜合管廊，總長度為770m。綜合管廊位置示意見圖1。

 

 

　　304薄壁不銹鋼供水管道

 

 

　　2、設計理念及總體設計

 

　　本工程設計始于2009年1月，當時尚無可依據(jù)的國家及行業(yè)標準規(guī)范，只能參考相關的規(guī)定要求。該綜合管廊的規(guī)劃設計是古城區(qū)保護與改造的關鍵，街道現(xiàn)狀繁復多樣，場地局促，而規(guī)劃標準較高，涉及的協(xié)調(diào)因素十分復雜。在綜合管廊的設計過程中，多方多次征求了規(guī)劃、消防、人防及各管線單位和相關主管部門的意見，在盡可能減少投資的情況下，創(chuàng)造性地解決了大量的技術難題：如與歷史文化保護的關系、管廊類型及斷面設計、敷設管線布置、人防工程設計、旅游觀光人員進出通道、管線進出管溝的條件設施、與地上總體規(guī)劃和建（構）筑物及綠化設施等的配合、與溝外管線的協(xié)調(diào)處理、施工過程中的降水支護等等。

 

　　2.1與歷史文化的辯證關系

 

　　對古城區(qū)的保護性改造提升，是傳統(tǒng)文化肌理的延續(xù)與現(xiàn)代生活品質(zhì)的改善之間的辯證統(tǒng)一。歷史文化保護的主要任務是傳承與還原古城區(qū)的傳統(tǒng)風貌與歷史遺存，綜合管廊的建設是完善市政基礎設施和滿足居民生活需求。傳承與創(chuàng)新并不對立，而是相互協(xié)調(diào)和包容的。二者的關系主要體現(xiàn)在2個方面。

 

　　2.1.1理念的融合

 

　　倡導“宜居城市”的理念，古城區(qū)確定為以居住功能和文化展示為主，結合文化旅游、休閑旅游功能的綜合發(fā)展模式。在物質(zhì)層面，是保護古城區(qū)整體格局和文化遺存，強化歷史風貌，以提升空間品質(zhì)，特色鮮明的歷史文化環(huán)境要素增加了古城區(qū)的吸引力；而在社會層面，則是改善古城區(qū)內(nèi)居住生活環(huán)境，優(yōu)化功能，提高生活品質(zhì)，健全的市政設施為其中的居民提供較高的現(xiàn)代生活條件，綜合管廊的建設是完善市政設施的重要方式。以人為本，“引進來，還要留得下”的人脈環(huán)境才能更好地激發(fā)歷史文化名城的無限活力。

 

　　2.1.2形式的協(xié)調(diào)

 

　　古城區(qū)的整體景觀視線范圍內(nèi)，應強化古樸典雅的傳統(tǒng)風貌和建筑界面，弱化綜合管廊及其他現(xiàn)代市政設施的元素符號，以保證改造還原總體風格。具體有以下3種手法：

 

　?。?）所有檢查井、人孔、投料口甚至風井均作成隱秘式，不延伸出地面。施工完成后的井蓋與路面的青條石鋪裝風格相統(tǒng)一，圖2為通風口和人孔示意。

 

 

　?。?）其中一部分綜合管廊人員主要出入口與臨街建筑相結合，直接設在室內(nèi)。

 

　?。?）另一部分管廊人員主要出入口直接設在街邊，但其建設風格與背景建筑形成巧妙的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

 

　　2.2管廊總體設計

 

　　古城四周被東昌湖所環(huán)繞而導致地下水位較高。由于歷史發(fā)展的限制使得道路紅線寬度較窄，且道路兩旁歷史建筑遺跡以及古樹較多，在道路兩側(cè)直埋敷設有雨水管、污水管、燃氣管以及纜線管廊。為還原歷史風貌，路面為青條石鋪裝。基于諸多設計條件，與有關方面多次對接，經(jīng)技術經(jīng)濟的綜合論證，確定管廊總體設計如下。

 

　　2.2.1管廊布局

 

　　考慮施工所涉及到的地下空間限制性利用等因素，本綜合管廊斷面形式設計為單艙矩形。將管廊設置于道路中間正下方，以滿足道路兩側(cè)地塊內(nèi)建筑對公用管線的需求，也便于實現(xiàn)所有管廊在地下相互貫通的技術要求。四大街主要道路下為干支線混合管廊，次級街道路下為支線管廊。

 

　　2.2.2管廊斷面

 

　　分析古城自然條件的限制和各種管線安全敷設與利用空間，確定普通綜合管廊的斷面凈尺寸為2m×2m。與人防通道合建的復合綜合管廊斷面凈尺寸為3m×2.6m，兼具旅游觀光功能的多功能綜合管廊斷面凈尺寸為4m×2.6m。

 

　　廊內(nèi)一側(cè)敷設給水管道及通信電纜，給水管在下，通信電纜在上；另一側(cè)敷設熱力管道，其上方預留熱水及再生水管線安裝條件；廊內(nèi)中間考慮0.9m的檢修通道。

 

　　2.2.3廊頂覆土

 

　　為避免管廊施工開挖對古建筑及樹木的影響，減少施工降水難度，縮短施工周期，節(jié)省造價，設計時要盡可能地提高廊頂高程。但道路結構和路下橫穿管道等又必需留有必要的廊頂覆土空間。經(jīng)綜合論證，管廊頂覆土埋深為1.2m。

 

　　本工程采用鋼管樁支護的方式進行施工。雖成本較高，但有施工速度塊、施工作業(yè)面較小、現(xiàn)場濕作業(yè)少、不需泥漿池、樁體尺寸小等多方面優(yōu)勢，對于該工程現(xiàn)狀是比較適宜的方案，實際施工效果，反映良好。

 

　　2.2.4交叉處理

 

　　如前所述，綜合管廊設置于道路中間下方，道路兩側(cè)還敷設有排水管、燃氣管以及纜線管廊，各類口部又均設置在道路兩側(cè)的人行道內(nèi)，這勢必會形成口部與管廊之間的通道和其他管線（尤其排水管線）的交叉；另外，管廊的棋盤式網(wǎng)格狀走向使得管廊之間產(chǎn)生了9處相交，管廊相交處與排水管、纜線管廊也不可避免多次交叉。為此，在綜合管廊與外部雨、污水管道交叉時，將管廊或各種通道均下翻繞行排水管。以下對各類交叉處理進行詳細介紹：

 

　?。?）通風口、人孔及投料口等口部與管廊之間的通道和其他管線交叉時，綜合管廊向下折翻，既要確保通道凈高（不小于1.5m）的前提下保證通道頂在排水管以下（每一處都要結合排水管網(wǎng)施工圖詳細計算），又要避開通道在管廊開口處的管線遮擋以免局部管廊埋深和凈高加大。為減小管廊局部下臥深度，以便減小施工難度、降低建設投資，各口部及通道均設在給水及電信線纜一側(cè)。口部通道與管廊連接示意見圖3。

 

　　（2）管廊相交節(jié)點處的處理方式較為復雜，一方面管廊內(nèi)兩側(cè)大部分管線要在此處對調(diào)，要考慮管線交叉安裝轉(zhuǎn)彎半徑需要的空間，管廊斷面的深度需相應增加；另一方面管廊相交處亦是道路交口處，也是各種排水管線交叉處。因此要對各類管線、管廊標高仔細核對，以免沖突。作為舊城改造項目，其中的建筑物各類需求已基本穩(wěn)定，各類管線位置、走向及管徑、標高等信息掌握也相對準確，計算數(shù)值及空間控制可以比較精準。9處交口標高值以及管線管徑、走向均不相同，對其逐一分別計算。根據(jù)計算值進行廊局部加深。管廊相交示意見圖4。

 

 

　　304薄壁不銹鋼供水管道

 

　　2.3管線設置

 

　　管線設置應滿足16個街坊的各類市政系統(tǒng)供應需求。主要設計內(nèi)容概括為以下3個方面。

 

　　2.3.1管線系統(tǒng)

 

　　為保證古城區(qū)供水要求，供水管道由北城門、西城門、東城門3個位置分別進入綜合管廊，管徑均為DN200，運行壓力0.25MPa，通過管廊形成環(huán)形供水管網(wǎng)。

 

　　熱力管線規(guī)劃為從古城區(qū)北城門和西城門各引入一路市政一次管網(wǎng)，直接敷設在4條大街的管廊內(nèi)；在4個片區(qū)各建設1座熱力站，經(jīng)換熱處理后的二次管網(wǎng)仍然要在管廊內(nèi)敷設，再接至各組團內(nèi)的取暖用戶。

 

　　綜合管廊內(nèi)設計建設有聯(lián)通、移動、電信、廣電及古城區(qū)監(jiān)控線路，滿足了古城內(nèi)商戶及居民的多方面通訊需求。

 

　　管廊內(nèi)同時預留再生水的安裝位置。在管廊適合的位置預留了進出管線位置（套管）。

 

　　2.3.2管線對調(diào)布置

 

　　由于管廊內(nèi)僅能容納設計限定的管線，且支管只能從管線設置的“本側(cè)”引出，而不能在管廊內(nèi)的對側(cè)引出。又因為管廊頂覆土僅為1.2m，各類管線支線在管廊內(nèi)本側(cè)引出后，只能為本側(cè)建筑服務，無法跨越到另側(cè)。

 

　　為解決無法兩側(cè)“互跨”引出的問題，設計時將管廊內(nèi)的管線進行巧妙設置：每個片區(qū)內(nèi)的小“十”字次級道路下的管廊內(nèi)管線設置均相對調(diào)，各類管道的相對位置形成“風車式”的安排布置，圖5表示的是熱力管道的敷設及引出位置示意圖（箭頭所示一側(cè)），其他管線亦作對應設置。這樣則可保證各類管線僅在本側(cè)接出，而每個組團內(nèi)的建筑也能滿足各類管線的配給服務，實現(xiàn)每個組團內(nèi)均有直接對應的管線接口，而不必折返、交叉或重疊。

 

 

　　圖5熱力管道位置示意

 

　　各種管線在管廊相交處通過管廊局部下臥加深，在管廊上部頂下安裝而實現(xiàn)位置的調(diào)換，見圖4。

 

　　這樣既實現(xiàn)了管廊斷面小、覆土淺、投資低的目標，也較好地克服了古城區(qū)場地限制，解決了供應與需求的綜合性矛盾。

 

　　2.3.3引出管線過路

 

　　如前所述，綜合管廊均設在道路中間地下，管線出廊至街坊兩側(cè)建筑之間的管線均敷設在道路下方，對此段管線過路和敷設方式確定為：各管道做單獨的過路鋼套管（加強防腐處理），從管廊引至路邊的檢查井內(nèi)，該套管較敷設的管線大兩號，如圖6。

 

 

　　304薄壁不銹鋼供水管道

 

　　主要是考慮作為舊城改造項目，其中的建筑物各類需求已基本確定，各類引出管線位置、走向及管徑、標高等信息也相對準確，可以較精準的設計預埋各條過路套管。

 

　　2.4人防設計

 

　　在規(guī)劃設計階段，樓東大街供銷社及樓南大街海源閣附近發(fā)現(xiàn)近代磚砌防空洞，按照人防相關要求，新建或改擴建市政建設不應減少人防設施的現(xiàn)有規(guī)模，經(jīng)與聊城市人防辦協(xié)商，確定將部分綜合管廊與人防設施合建。又分為與人防通道合建的復合綜合管廊和兼具旅游觀光功能的多功能綜合管廊兩種情況，在設計過程中形成諸多技術創(chuàng)新，具體如下。

 

　　2.4.1結構設計

 

　　人防合建管廊外墻、頂板和地板均考慮人防荷載即按核6級設防設計，墻體進行加厚。人防通道與普通管廊連接處將防火墻設計為臨空墻，防火門處臨戰(zhàn)封堵。

 

　　2.4.2人員出入口

 

　　與人防通道合建管廊段，增設人員出入口：在復合綜合管廊的每個分區(qū)內(nèi)，另設一個人防出入口，出入口與管廊之間的通道凈尺寸為1.2m×1.2m。對于多功能管廊的每個分區(qū)，另設一個觀光出入口，出入口與管廊之間的通道凈尺寸為2.7m×2.1m。人員出入口建于臨街建筑內(nèi)或室外另建與臨街建筑風格渾然一體，管廊與通道連接處設有防護密閉門門框，臨戰(zhàn)時安裝防護密閉門；各人員出入通道均設有門檻（擋鼠板）。在人員出入口通道處，綜合管廊需向下折翻，技術處理方法及要求同上。人防人員出入口通道示意見圖7。

 

 

　　圖7人防人員出入口通道示意

 

　　2.4.3通風設計

 

　　普通管廊與人防合建復合綜合管廊均為機械排風、自然進風；具有觀光功能的多功能管廊利用雙速風機機械排風兼排煙、自然進風。與通風道連通的與人防合建管廊的側(cè)壁上加裝防爆波活門。

 

　　2.4.4套管設計

 

　　各類管線過人防合建管廊側(cè)壁處，均設計安裝防護套管。供水、再生水及熱力管道過人防通道外墻或臨空墻時，其內(nèi)側(cè)加設防爆波閥門。

 

　　3、運行管理

 

　　該項目于2012年施工完成后，住房與城鄉(xiāng)建設局聯(lián)合規(guī)劃局、設計院、施工單位及各管線單位，從各系統(tǒng)供應側(cè)及用戶需求側(cè)出發(fā)，結合聊城實際情況，對管廊的運營維護，設立專題進行研究，制定管廊管理的相關標準和辦法，運營方面進行了諸多嘗試。

 

　?。?）機制創(chuàng)新：成立了專業(yè)綜合管廊運營維護管理公司。其成員由各專業(yè)管線單位和管廊運營公司等部門共同組成，是管廊運維管理工作的核心部門，發(fā)揮相互協(xié)調(diào)、交流溝通的作用。

 

　?。?）技術創(chuàng)新：制定綜合管廊運營維護技術技術規(guī)程及管理辦法。管廊的運營維護管理主要依靠人工和監(jiān)控系統(tǒng)進行，智能化的監(jiān)控系統(tǒng)承擔了城市綜合管廊運營維護管理中的大部分工作。利用BIM技術解決城市綜合管廊的運營維護管理問題，建立基于BIM的城市綜合管廊運營維護管理平臺，以提高管理效率。結合該項目，不斷培養(yǎng)專業(yè)從事管廊運維的管理和技術人員，結合聊城經(jīng)濟情況，利用機器人技術、圖像識別技術、網(wǎng)絡技術等多種技術集成，通過大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)資源共享和信息互通，制定明確的運營技術標準。引導和促進運營機構技術進步。保障綜合管廊安全需要技術標準的指導。

 

　　在運營管理階段，重點防范人為破壞。綜合管廊管理辦法在明確維護管理單位、人廊管線單位義務的基礎上，規(guī)定在綜合管廊周圍不得進行排放側(cè)腐燭性液體、氣體；不得爆破；不得打樁或者進行頂進作業(yè)；不得有建造建筑物、構筑物等危害管廊安全的行為。

 

　?。?）制度創(chuàng)新：根據(jù)各管線實際特點，制定入廊收費標準及管理辦法。綜合管廊收費定價中需重點考慮3方面考慮：①投資資金的回報要求；②管線單位直埋條件下的費用和管線不同類型的收費差異；③政府獲得明顯收益需補貼的額度。綜合管廊的投資收益要保持在市政基礎設施投資收益相對穩(wěn)定、較低的水平。在實施的步驟上，前期政府補貼要大，管線單位承擔的費用不能對當前管線服務價格形成沖擊，即建設費用管線單位分擔原則不超過直埋費用，運營維護費原則是管線單位自身管線維護的直接費用，差額部分全部由政府補貼。在綜合管廊建設和運營維護費用管理上，要求設立專賬管理，建立清晰的建設成本和運營維護成本核算體系。

 

　　4、結語

 

　　在古城區(qū)的保護與提升改造中，建設綜合管廊，有其特殊的意義。與人防工程的結合設計是本項目的另一大特色。而管廊科學合理的運營管理是使其可持續(xù)發(fā)揮作用的關鍵所在。本工程于2009年開始論證和設計，2012年7月相繼投入使用，運行效果及社會反應良好，并獲得了“山東人居環(huán)境范例獎”。筆者通過對綜合管廊的設計建設過程中遇到并解決的各類技術問題的梳理和歸納，希冀對今后此類工程的設計起到一定的借鑒作用。