地下综合管廊设计要点、认识误区及经验汇总！
来源：管廊建设
1、断面形式应根据纳入管线的种类及规模、建设方式、预留空间等确定；
2、应满足管线安装、检修、维护作业所需要的空间要求，管廊内部净高不宜小于2.4米，双侧设置支架或管道时检修通道净宽不宜小于1.0米，单侧设置支架或管道时检修通道净宽不宜小于0.9米；
3、管线布置应根据纳入管线的种类、规模及周边用地功能确定；
4、天然气管道应在独立舱室内设置，热力管道采用蒸汽介质时应在独立舱室内设置；
5、热力管道不应与电力管道同舱设置；
6、110KV及以上电力电缆，不应与通信电缆同侧设置；
7、给水管道与热力管道同侧布置时，给水管道宜在上方；
8、进入综合管廊的排水管应采用分流制，雨水纳入综合管廊可利用结构本体或采用管道排水方式；
9、污水纳入综合管廊应采用管道排水方式，污水管道宜设置在综合管廊的底部。
1、结构设计使用年限应为100年；
2、结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，并应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476)的有关规定；
3、应按乙类建筑物进行抗震设计，并应满足国家现行标准的有关规定；
4、结构安全等级应为一级，结构中各类构件的安全等级宜于整个结构的安全等级相同；
5、结构构件的裂缝控制等级应为三级，结构构件的最大裂缝宽度限值应小于或等于0.2mm，且不得贯通；
6、防水等级标准应为二级，并满足结构的安全、耐久性和使用要求；
7、抗浮稳定性抗力系数不低于1.05。
一、设计原则及计算条件
1、综合管廊变形缝的最大间距为30m。当采取有效措施时，变形缝的间距可适当增大，根据工程实际情况确定。
2、综合管廊两侧应对称、分层、均匀回填。管廊顶板上部1000mm范围内回填材料应采用人工分层夯实，禁止大型碾压机直接在管廊顶板上部施工。
3、在地基土层、荷载有显著变化部位，应考虑基底不均匀沉降对结构的影响。
4、计算条件见下表。
二、材料要求
混凝土：管廊主体结构采用C35级防水混凝土，抗渗等级为P6；垫层采用C15级素混凝土。
水泥：采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，强度等级不应低于42.5级。
钢筋：采用HPB300、HRB400级钢筋。
三、钢筋的锚固与连接
1、受拉钢筋的锚固：
2、钢筋连接；
钢筋连接可分为绑扎搭接、机械连接或焊接。
受拉钢筋抗震绑扎搭接长度按下表：
四、示意图
五、防水设计
设计要点：
1、现浇混凝土综合管廊防水设计与施工应遵循“以防为主、刚柔并济、多道设防、因地制宜、综合治理”的技术原则。以结构自防水为主，与防水材料相结合，并加强变形缝、施工缝、穿墙管、预留孔洞、预埋件、各种接头等细部节点的防水措施。
2、外设防水层宜连续包覆结构迎水面。
3、卷材与卷材叠合使用时，两层卷材之间应满粘。
主体结构防水设计
1、防水混凝土抗渗等级应符合下表规定。
2、防水砂浆应采用聚合物水泥防水砂浆、掺外加剂的防水砂浆。
防水砂浆宜采用多层抹压或喷涂的方法施工。宜采用预拌防水砂浆。
3、卷材防水层主要包括改性沥青类防水卷材和合成高分子类防水卷材。各种卷材防水层的性能指标应符合国家相关标准、规范的要求。
1、箱涵的壁厚
箱涵壁厚对承载能力、材料用量、产品重量、施工工法、工程成本等有很大的影响。因此，合理确定箱涵的壁厚较为重要。
对箱涵壁厚影响因素最大的是箱涵内宽和箱涵使用中埋设的深度。箱涵在地下综合管廊中应用最多的管顶埋设深度是3~4m，故箱涵多以3~4m 的埋设深度来确定箱涵的壁厚。
目前工程设计中常存在箱涵壁厚设计过厚的情况，如图1 所示。在3~4m 的埋设深度范围内，单舱箱涵内宽2400mm，壁厚400mm，断面尺寸明显与工况不匹配，壁厚定得过厚。
参照几年来的工程实践，笔者推荐选用表1 中的箱涵壁厚，再根据具体工程条件适当进行调整。
侧板的厚度从结构受力上可以比顶板、底板减薄，内侧板因基本为受压结构，故可以更多地减薄，以利于减轻构件的总重量。但在单舱混凝土箱涵生产中，为了提高钢模的利用率，一套钢模可以调整高、宽制作多种规格的箱涵，单舱箱涵侧板通常采用与顶板、底板相同的壁厚。
底板厚度不宜大于顶板厚度,一般取相同厚度。
2、箱涵接口设计
（1）端面密封接口设计
纵向锁紧端面密封接口如图2、图3 所示。和工作面密封接口一样，箱涵一端为承口，另一端为插口（也可为平面），承口和插口尺寸偏差精度要求不高，但两端端面既有平整度的要求，又有平行度的要求。
端面接口密封材料常用弹性胶条，其宽度为20×30mm、高为20mm、25mm。胶条的性能与用于混凝土管胶圈相似，为弥补箱涵构件端面混凝土存在的气泡或小凹坑，弹性胶条的对接表面可胶接5mm厚的遇水膨胀胶料，使其水胀性能填充气泡和凹坑，防止接口渗水。
（2）工作面密封接口设计
工作面密封接口在圆形混凝土管中广泛应用，但箱涵为矩形接口，与圆形相比，安装较为困难，对中不易，接口间隙偏差会加大，因而，应针对箱涵特点，改进工作面密封接口的设计。
要保持柔性接口在使用寿命期内具有足够的闭水性，应使胶圈工作状态的物理性能保持在一个合理水平上，这与设计的接口工作面间隙（简称接口间隙）、胶圈直径及胶圈压缩率密切相关。
接口间隙大则胶圈尺寸规格也大，相同的压缩率下在工作面上可产生较大的压缩接触面和接触压力，对接口的变位适应性强，增大接口的密封效果、减小胶圈使用的物理疲劳，有利于管道长期保持良好的闭水性能。因此，箱涵工作面密封接口设计中应加大工作面的间隙和胶圈高度。
带胶圈槽接口如图5 所示。胶圈三相受挤，增加反力PS，加大了胶圈对工作面表面的挤压接触应力，有利于提高接口的抗渗能力。因此，在接口抗渗要求严格的管道中建议采用带胶圈槽接口。在中、大型地下综合管廊工程中应优先选用带胶圈槽楔形胶圈密封接口。
（3）多功能密封接口设计
为了提高箱涵接口密封的可靠性，发挥端面密封和工作面密封各自的优点，设计了多功能接口，如图6 所示。
多功能接口在接口工作面及端面都安装了胶圈，经压缩分别形成工作面密封及端面密封，提高了接口密封的可靠性。多功能接口还具有以下优点：
①在二个胶圈间的适当位置，安装带螺纹的连接接头，上下各一个，在生产工厂或工地现场与水泵连接后可对胶圈之间的空腔充水和加压，检验接头的抗渗密封效果。
②地下综合管廊的设计使用年限为100 年，密封胶圈的耐老化性能成为关键，使用数十年后，橡胶的应力松弛、物理性能变化、弹性对混凝土面的挤压应力是否还能满足接口抗渗要求等成为疑问，而多功能接口不但具有现时接口质量可检性，而且还具备接口质量的可补性。当接口中使用的胶圈性能不能满足接口抗渗要求时，可拧开上下接口检验进水通道的螺帽，吹净其中水分和杂物，接上灌浆设施，向两个胶圈之间的空腔内灌注防水密封胶液，形成二次柔性密封接口。
③地基基础的沉降或地震等因素都具有不可完全预见性，尽管设计中做了充分的考虑，但意外事故还是时有发生。当管道发生不均匀沉降、接口产生超出设计允许的位移变量时，原先的柔性接口可能不再能达到抗渗漏要求。此时，多功能接口可发挥其接口质量可补性作用，按上述②中的操作过程，即可形成二次柔性密封接口。因而，多功能接口特别适用于软弱地基地区和地震多发地区。
管廊设计六大误区
一、管廊高度的设计
（1）横穿道路上空：次要道路4.5；主要道路6m以上；铁路7m以上；检修通道的净高不小于3.1m。
（2）下部设备高度：泵周围至少需要2.5m；换热器上5.5m；管廊上管道与设备相连时，最小净高为3.5m。
（3）考虑横梁结构和断面型式：对于双层管廊，上下层间距为1-1.5m。
装置间管廊高度，需考虑跨越区域，全厂采用一个标准，与其他装置协调。
二、管廊高度的设计
管廊的宽度主要由管子根数和管径大小决定（最密集处），并加一定的余量（20%）。同时考虑：
（1）管廊下设备和通道。
（2）管间距：不同文献规范计算方法不同。
一般管廊宽度为6-10m，超过9m采用部分或全部双层管廊。
三、管架结构
有单柱管架和双柱管架之分。宽度规定，单柱管架宽度系类为0.5、1、1.5、2、3米；双柱管架宽度系列为3、4、6、8米。采用单根钢管或者钢筋混凝土立柱加钢梁结构，大型采用钢筋混凝土框架结构。
管廊的柱距和管架的跨距
（1）管廊的柱距与管架的跨距由敷设在其上的管道所产生的弯曲应力和挠度决定；
（2）管廊的柱距和管架的跨距由敷设在其上的最小管子的允许跨度或用多数管子的允许跨度确定。
（3）管架的跨距用6-8m，DN40以下的管道用3-4m。
四、管廊上管道的布置
虑管径大小因素：大口径管道尽量靠近管廊柱子，单柱管架管道均匀布置在管架柱子两侧。
考虑设备位置因素：与相连接的设备相适应，公用工程管道布置在中央。
考虑被输送物料的性质因素：低温管、不宜受热管与热管道分开布置，腐蚀性介质敷设在下层。
考虑热应力的影响：高温管道、常温管道按吹扫介质温度考虑热膨胀量、高温大口径在外侧。
考虑仪表管道、动力电缆的安全：工艺区敷设地下电缆，有腐蚀性液体渗入的地方，采用架空槽板敷设，仪表管线同电缆一起考虑。电缆不允许布置在热管道附近或者输送腐蚀性介质下方，一般敷设在管廊走道的下面或者管廊柱子外侧。
五、装置中主管廊宽度、跨度和高度的确定应考虑因素
(1)管廊的宽度：
1）管廊的宽度主要由管道的数量和管径的大小确定。并考虑一定的预留的宽度，一般主管廊管架应留有10％－20％的余量，并考虑其荷重。同时要考虑管廊下设备和通道以及管廊上空冷设备等结构的影响。如果要求敷设仪表电缆槽架和电力电缆槽架，还应考虑其所需的宽度。管廊上管道可以布置成单层或双层，必要时也可布置三层。管廊的宽度一般不宜大于10m；
2）管廊上布置空冷器时，支柱跨距宜与空冷器的间距尺寸相同，以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐；
3）管廊下布置泵时，应考虑泵的布置及其所需操作和检修通道的宽度。如果泵的驱动机用电缆为地下敷设时，还应考虑电缆沟所需宽度。此外，还要考虑泵用冷却水管道和排水管道的干管所需宽度；
4）由于整个管廊的管道布置密度并不相同，通常在首尾段管廊的管道数量较 少。因此，在必要时可以减小首尾段管廊的宽度或将双层管廊变单层管廊。
（2）管廊的跨度：
管廊的柱距和省廊的跨距是由敷设遮其上的管道因垂直荷载所产生的允许弯曲挠度决定的，通常为6—9m。如中小型装置中，小直径的管道较多时，可在两根支柱之间设置副梁使管道的跨距缩小。另外，管廊立柱的间距，宜与设备构架支柱的间距取得一致，以便管道通过。如果是混凝土管架，横梁顶宜埋放一根φ20圆钢或钢板，以减少管道与横梁间的摩擦力。
（3）管廊的高度可根据下面条件确定：
1）横穿道路的空间。管廊在道路上空横穿时，其净空高度为：
①装置内的检修道不应小于4.5m;
②工厂道路不应小于5.0m；
③铁路不应小于5.5m；
④管廊下检修通道不应小于3m。
当管廊有桁架时要按桁架底高计算。
2）管廊下管道的最小高度。为有效地利用管廊空间，多在管底下布置泵。考虑到泵的操作和维护，至少需要3.5m；管廊上管道与分区设备相接时，一般应比管廊的底层管道标高低或高600～1000mm。所以管廊底层管底标局最小为3.5m。管廊下布置管壳式冷换设备时，由于设备高度增加，需要增加管廊下的净空。
3）垂直相交的管廊高差。若省廊改变方向或两管廊直角相交，其高差取决于管道相互连接的最小尺寸，一般以500～750mm为宜。对于大型装置也可采用
1000mm高差。
4）管廊的结构尺寸。在确定省廊高度时，要考虑到管廊横梁和纵梁的结构断面和型式，务必使梁底和架底的高度，满足上述确定管廊高度的要求。对于双层管廊，上下层间距一般为1.2～2.0m,主要决定于管廊上最大管道的直径。
5）至于装置之间的管廊的高度取决于管架经过地区的具体情况。如沿工厂边缘成罐区，不会影响厂区交通和扩建的地段，从经济性和检修方便考虑，可用管墩敷设，离地面高300～500mm即可满足要求。
六、管道设计六大误区
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。
外挂式
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，合理设置通风分区和消防分区，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。