市政公用管线是城市赖以正常运行的生命线, 传统的市政公用管线各自为政地埋设在道路的浅层或敷设在地上空间。随着城市的发展, 各种管线不间断地增容、扩容和升级, 由此引发的各种管线事故频发, 更严重地影响了城市的安全运行。为此, 国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》 (国办发[2014]27号) , 国家财政部、住建部联合发布《关于开展中央财政支持地下综合管廊试点工作的通知》 (财建[2014]839号) , 于2014年在全国36个大中城市全面启动地下综合管廊试点工程, 要求中小城市因地制宜建设一批综合管廊项目。聊城市作为一座山东省西部的全国历史文化名城, 结合1km²水中古城街道的保护与改造, 于2009年就率先尝试性地研究建设了总长度达6.3km的地下综合管廊。现已全部建成运营, 效果良好, 也基本符合当前的规范要求。建成的综合管廊充分高效地利用了古城道路地下空间, 提高了古城综合承载能力和环境质量, 在内容与形式上实现了与历史文化保护提升的辩证统一, 也避免道路反复开挖和施工对区域交通的影响, 有助于地下管线优化配置和统一管理。

　　 本文从综合管廊与历史文化保护的协调、管廊断面形式、廊内管线设置、管线引出过路, 特别与人防设施的合建等方面进行了因地制宜地研究分析, 并对该管廊的运营管理进行了总结。希望为类似工程的前期论证决策和设计提供参考。

　　 聊城古城区是聊城市作为历史文化的核心体现区, 始建于北宋时期, 呈正方形, 东西、南北总长均为1km, 平面结构严谨、规整。以建于明朝初年、木质结构的光岳楼为中心, 形成了东、西、南、北方向贯通的大“十”字形的4条大街, 并由此4条大街将古城分成4个片区;每个片区又以小“十”字形次级街道为界, 再次划分为4个组团。这大“十”字形的4条大街和4个片区的小“十”字次级街道, 使整个古城呈现为“十”字叠加“井”字的垂直交叉、棋盘式方格状的道路骨架。4条大街规划的道路红线宽度为18m, 次级街道的道路红线宽度仅有7m。在保护与改造提升时, 各种市政公用管线如采用传统的直埋敷设方式, 地下空间条件是无法满足的。当时, 出于必须保护古城历史文化和尊重古城地上空间的愿望, 决定探索和研究实施可容纳各种管线的地下综合空间。

　　 按照《聊城市古城区基础设施规划》, 在大“十”字形的4大街和“井”字形的次级街道的地下, 规划、设计建设了现代化、集约化的综合管廊。管廊总长度为6.3km, 内部敷设给水、热力及通信等3种管线, 同时预留了热水及再生水管线的安装条件。总体设计3种断面形式:一是普通综合管廊, 总长度约为4 970m;二是与人防通道合建的复合综合管廊, 总长度为560m;三是可兼具敷设管线、人防通道及观光旅游3种功能的多功能综合管廊, 总长度为770m。综合管廊位置示意见图1。

　　 本工程设计始于2009年1月, 当时尚无可依据的国家及行业标准规范, 只能参考相关的规定要求。该综合管廊的规划设计是古城区保护与改造的关键, 街道现状繁复多样, 场地局促, 而规划标准较高, 涉及的协调因素十分复杂。在综合管廊的设计过程中, 多方多次征求了规划、消防、人防及各管线单位和相关主管部门的意见, 在尽可能减少投资的情况下, 创造性地解决了大量的技术难题:如与历史文化保护的关系、管廊类型及断面设计、敷设管线布置、人防工程设计、旅游观光人员进出通道、管线进出管沟的条件设施、与地上总体规划和建 (构) 筑物及绿化设施等的配合、与沟外管线的协调处理、施工过程中的降水支护等等。

　　 对古城区的保护性改造提升, 是传统文化肌理的延续与现代生活品质的改善之间的辩证统一。历史文化保护的主要任务是传承与还原古城区的传统风貌与历史遗存, 综合管廊的建设是完善市政基础设施和满足居民生活需求。传承与创新并不对立, 而是相互协调和包容的。二者的关系主要体现在2个方面。

　　 倡导“宜居城市”的理念, 古城区确定为以居住功能和文化展示为主, 结合文化旅游、休闲旅游功能的综合发展模式。在物质层面, 是保护古城区整体格局和文化遗存, 强化历史风貌, 以提升空间品质, 特色鲜明的历史文化环境要素增加了古城区的吸引力;而在社会层面, 则是改善古城区内居住生活环境, 优化功能, 提高生活品质, 健全的市政设施为其中的居民提供较高的现代生活条件, 综合管廊的建设是完善市政设施的重要方式。以人为本, “引进来, 还要留得下”的人脉环境才能更好地激发历史文化名城的无限活力。

　　 古城区的整体景观视线范围内, 应强化古朴典雅的传统风貌和建筑界面, 弱化综合管廊及其他现代市政设施的元素符号, 以保证改造还原总体风格。具体有以下3种手法:

　　 (1) 所有检查井、人孔、投料口甚至风井均作成隐秘式, 不延伸出地面。施工完成后的井盖与路面的青条石铺装风格相统一, 图2为通风口和人孔示意。

　　 (2) 其中一部分综合管廊人员主要出入口与临街建筑相结合, 直接设在室内。

　　 (3) 另一部分管廊人员主要出入口直接设在街边, 但其建设风格与背景建筑形成巧妙的协调统一。

　　 古城四周被东昌湖所环绕而导致地下水位较高。由于历史发展的限制使得道路红线宽度较窄, 且道路两旁历史建筑遗迹以及古树较多, 在道路两侧直埋敷设有雨水管、污水管、燃气管以及缆线管廊。为还原历史风貌, 路面为青条石铺装。基于诸多设计条件, 与有关方面多次对接, 经技术经济的综合论证, 确定管廊总体设计如下。

　　 考虑施工所涉及到的地下空间限制性利用等因素, 本综合管廊断面形式设计为单舱矩形。将管廊设置于道路中间正下方, 以满足道路两侧地块内建筑对公用管线的需求, 也便于实现所有管廊在地下相互贯通的技术要求。四大街主要道路下为干支线混合管廊, 次级街道路下为支线管廊。

　　 分析古城自然条件的限制和各种管线安全敷设与利用空间, 确定普通综合管廊的断面净尺寸为2m×2m。与人防通道合建的复合综合管廊断面净尺寸为3m×2.6m, 兼具旅游观光功能的多功能综合管廊断面净尺寸为4m×2.6m。

　　 廊内一侧敷设给水管道及通信电缆, 给水管在下, 通信电缆在上;另一侧敷设热力管道, 其上方预留热水及再生水管线安装条件;廊内中间考虑0.9m的检修通道。

　　 为避免管廊施工开挖对古建筑及树木的影响, 减少施工降水难度, 缩短施工周期, 节省造价, 设计时要尽可能地提高廊顶高程。但道路结构和路下横穿管道等又必需留有必要的廊顶覆土空间。经综合论证, 管廊顶覆土埋深为1.2m。

　　 本工程采用钢管桩支护的方式进行施工。虽成本较高, 但有施工速度块、施工作业面较小、现场湿作业少、不需泥浆池、桩体尺寸小等多方面优势, 对于该工程现状是比较适宜的方案, 实际施工效果, 反映良好。

　　 如前所述, 综合管廊设置于道路中间下方, 道路两侧还敷设有排水管、燃气管以及缆线管廊, 各类口部又均设置在道路两侧的人行道内, 这势必会形成口部与管廊之间的通道和其他管线 (尤其排水管线) 的交叉;另外, 管廊的棋盘式网格状走向使得管廊之间产生了9处相交, 管廊相交处与排水管、缆线管廊也不可避免多次交叉。为此, 在综合管廊与外部雨、污水管道交叉时, 将管廊或各种通道均下翻绕行排水管。以下对各类交叉处理进行详细介绍:

　　 (1) 通风口、人孔及投料口等口部与管廊之间的通道和其他管线交叉时, 综合管廊向下折翻, 既要确保通道净高 (不小于1.5m) 的前提下保证通道顶在排水管以下 (每一处都要结合排水管网施工图详细计算) , 又要避开通道在管廊开口处的管线遮挡以免局部管廊埋深和净高加大。为减小管廊局部下卧深度, 以便减小施工难度、降低建设投资, 各口部及通道均设在给水及电信线缆一侧。口部通道与管廊连接示意见图3。

　　 (2) 管廊相交节点处的处理方式较为复杂, 一方面管廊内两侧大部分管线要在此处对调, 要考虑管线交叉安装转弯半径需要的空间, 管廊断面的深度需相应增加;另一方面管廊相交处亦是道路交口处, 也是各种排水管线交叉处。因此要对各类管线、管廊标高仔细核对, 以免冲突。作为旧城改造项目, 其中的建筑物各类需求已基本稳定, 各类管线位置、走向及管径、标高等信息掌握也相对准确, 计算数值及空间控制可以比较精准。9处交口标高值以及管线管径、走向均不相同, 对其逐一分别计算。根据计算值进行廊体局部加深。管廊相交示意见图4。

　　 管线设置应满足16个街坊的各类市政系统供应需求。主要设计内容概括为以下3个方面。

　　 为保证古城区供水要求, 供水管道由北城门、西城门、东城门3个位置分别进入综合管廊, 管径均为DN200, 运行压力0.25 MPa, 通过管廊形成环形供水管网。

　　 热力管线规划为从古城区北城门和西城门各引入一路市政一次管网, 直接敷设在4条大街的管廊内;在4个片区各建设1座热力站, 经换热处理后的二次管网仍然要在管廊内敷设, 再接至各组团内的取暖用户。

　　 综合管廊内设计建设有联通、移动、电信、广电及古城区监控线路, 满足了古城内商户及居民的多方面通讯需求。

　　 管廊内同时预留再生水的安装位置。在管廊适合的位置预留了进出管线位置 (套管) 。

　　 由于管廊内仅能容纳设计限定的管线, 且支管只能从管线设置的“本侧”引出, 而不能在管廊内的对侧引出。又因为管廊顶覆土仅为1.2 m, 各类管线支线在管廊内本侧引出后, 只能为本侧建筑服务, 无法跨越到另侧。

　　 为解决无法两侧“互跨”引出的问题, 设计时将管廊内的管线进行巧妙设置:每个片区内的小“十”字次级道路下的管廊内管线设置均相对调, 各类管道的相对位置形成“风车式”的安排布置, 图5表示的是热力管道的敷设及引出位置示意图 (箭头所示一侧) , 其他管线亦作对应设置。这样则可保证各类管线仅在本侧接出, 而每个组团内的建筑也能满足各类管线的配给服务, 实现每个组团内均有直接对应的管线接口, 而不必折返、交叉或重叠。

　　 各种管线在管廊相交处通过管廊局部下卧加深, 在管廊上部顶下安装而实现位置的调换, 见图4。

　　 这样既实现了管廊断面小、覆土浅、投资低的目标, 也较好地克服了古城区场地限制, 解决了供应与需求的综合性矛盾。

　　 如前所述, 综合管廊均设在道路中间地下, 管线出廊至街坊两侧建筑之间的管线均敷设在道路下方, 对此段管线过路和敷设方式确定为:各管道做单独的过路钢套管 (加强防腐处理) , 从管廊引至路边的检查井内, 该套管较敷设的管线大两号, 如图6。

　　 主要是考虑作为旧城改造项目, 其中的建筑物各类需求已基本确定, 各类引出管线位置、走向及管径、标高等信息也相对准确, 可以较精准的设计预埋各条过路套管。

　　 在规划设计阶段, 楼东大街供销社及楼南大街海源阁附近发现近代砖砌防空洞, 按照人防相关要求, 新建或改扩建市政建设不应减少人防设施的现有规模, 经与聊城市人防办协商, 确定将部分综合管廊与人防设施合建。又分为与人防通道合建的复合综合管廊和兼具旅游观光功能的多功能综合管廊两种情况, 在设计过程中形成诸多技术创新, 具体如下。

　　 人防合建管廊外墙、顶板和地板均考虑人防荷载即按核6级设防设计, 墙体进行加厚。人防通道与普通管廊连接处将防火墙设计为临空墙, 防火门处临战封堵。

　　 与人防通道合建管廊段, 增设人员出入口:在复合综合管廊的每个分区内, 另设一个人防出入口, 出入口与管廊之间的通道净尺寸为1.2 m×1.2 m。对于多功能管廊的每个分区, 另设一个观光出入口, 出入口与管廊之间的通道净尺寸为2.7m×2.1m。人员出入口建于临街建筑内或室外另建与临街建筑风格浑然一体, 管廊与通道连接处设有防护密闭门门框, 临战时安装防护密闭门;各人员出入通道均设有门槛 (挡鼠板) 。在人员出入口通道处, 综合管廊需向下折翻, 技术处理方法及要求同上。人防人员出入口通道示意见图7。

　　 普通管廊与人防合建复合综合管廊均为机械排风、自然进风;具有观光功能的多功能管廊利用双速风机机械排风兼排烟、自然进风。与通风道连通的与人防合建管廊的侧壁上加装防爆波活门。

　　 各类管线过人防合建管廊侧壁处, 均设计安装防护套管。供水、再生水及热力管道过人防通道外墙或临空墙时, 其内侧加设防爆波阀门。

　　 该项目于2012年施工完成后, 住房与城乡建设局联合规划局、设计院、施工单位及各管线单位, 从各系统供应侧及用户需求侧出发, 结合聊城实际情况, 对管廊的运营维护, 设立专题进行研究, 制定管廊管理的相关标准和办法, 运营方面进行了诸多尝试。

　　 (1) 机制创新:成立了专业综合管廊运营维护管理公司。其成员由各专业管线单位和管廊运营公司等部门共同组成, 是管廊运维管理工作的核心部门, 发挥相互协调、交流沟通的作用。

　　 (2) 技术创新:制定综合管廊运营维护技术技术规程及管理办法。管廊的运营维护管理主要依靠人工和监控系统进行, 智能化的监控系统承担了城市综合管廊运营维护管理中的大部分工作。利用BIM技术解决城市综合管廊的运营维护管理问题, 建立基于BIM的城市综合管廊运营维护管理平台, 以提高管理效率。结合该项目, 不断培养专业从事管廊运维的管理和技术人员, 结合聊城经济情况, 利用机器人技术、图像识别技术、网络技术等多种技术集成, 通过大数据分析, 实现资源共享和信息互通, 制定明确的运营技术标准。引导和促进运营机构技术进步。保障综合管廊安全需要技术标准的指导。

　　 在运营管理阶段, 重点防范人为破坏。综合管廊管理办法在明确维护管理单位、人廊管线单位义务的基础上, 规定在综合管廊周围不得进行排放侧腐烛性液体、气体;不得爆破;不得打桩或者进行顶进作业;不得有建造建筑物、构筑物等危害管廊安全的行为。

　　 (3) 制度创新:根据各管线实际特点, 制定入廊收费标准及管理办法。综合管廊收费定价中需重点考虑3方面考虑: (1) 投资资金的回报要求; (2) 管线单位直埋条件下的费用和管线不同类型的收费差异; (3) 政府获得明显收益需补贴的额度。综合管廊的投资收益要保持在市政基础设施投资收益相对稳定、较低的水平。在实施的步骤上, 前期政府补贴要大, 管线单位承担的费用不能对当前管线服务价格形成冲击, 即建设费用管线单位分担原则不超过直埋费用, 运营维护费原则是管线单位自身管线维护的直接费用, 差额部分全部由政府补贴。在综合管廊建设和运营维护费用管理上, 要求设立专账管理, 建立清晰的建设成本和运营维护成本核算体系。

　　 在古城区的保护与提升改造中, 建设综合管廊, 有其特殊的意义。与人防工程的结合设计是本项目的另一大特色。而管廊科学合理的运营管理是使其可持续发挥作用的关键所在。本工程于2009年开始论证和设计, 2012年7月相继投入使用, 运行效果及社会反应良好, 并获得了“山东人居环境范例奖”。笔者通过对综合管廊的设计建设过程中遇到并解决的各类技术问题的梳理和归纳, 希冀对今后此类工程的设计起到一定的借鉴作用。