沈艳峰，许海勇，乔英娟，谢 明

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

0 引言

城市综合管廊是建于城市地下用于容纳多种城市工程管线的构筑物及附属设施。常规的入廊管线有电力、通信、给水、热力、燃气等。雨污水管道一般为重力流，条件允许的情况下可纳入综合管廊一体建设。地下管廊工程对解决城市地面道路反复开挖问题及市政管线长期监测保养问题意义重大。

发达国家综合管廊建设已历经1个多世纪并形成了规模和体系[1]。国内真正意义上的第1条综合管廊于1994年建成[2]，在国家一系列文件精神的指导下，近期管廊建设掀起了一个高潮[3-4]。

从国内试点城市的建设情况来看，无论是城市新区进行片区管线统筹规划建设或是老城区中心地带的老旧管线升级改造，都有采用综合管廊的工程实例[5-7]。上述两种区域的管廊在施工过程中，或多或少都会遇到场地内原本就埋有各种管线的情况，有的现状管线和管廊结构平行，有的则是管廊穿越现状管线(见图1,2)。平行管线可以向管廊外侧迁移，而与管廊相交的情况则较为复杂，需要在设计阶段就做好改迁或原位保护的方案论证，以免施工时延误工期以及管线遭到破坏的情况发生。

图1 常规综合管廊效果

图2 常规综合管廊及道路空间设计

国内综合管廊建设实践中遇到的问题有很多尚未来得及进行系统梳理研究。如管线保护问题，偶有某工程实际处理的文献报道，往往也只涉及该工程中的单一管线，缺少对不同管径、材质、埋深及用途的既有地下管线保护的整合研究，本文针对这一现状，结合多个项目实施中的经验，分门别类地提出针对性方案，以期对将来综合管廊的设计与施工起到借鉴和指导作用。

1 管廊穿越既有地下管线处置原则

1)路灯等较小的管线避让综合管廊标准段及引出的排管。

2)管廊引出的排管避让雨水和污水管。

3)电力、通信及天然气及热力管道避让综合管廊主体结构。

4)雨水、污水管应尽量减少与管廊标准段的交叉，宜采取统一集中穿越的形式，减少交叉节点；可利用管廊过河倒虹段进行穿越。

5)综合管廊标准段与雨水、污水管发生交叉并有标高冲突时，原则上管廊避让雨污水主管，雨污水支管应避让管廊。

6)管廊可采取上跨或者倒虹的方式避让，管廊上跨段覆土≥0.5m。

7)雨水管可采取倒虹的方式避让管廊，原则上小直径污水管不倒虹。

以上为交叉处理的大原则，具体情况需经具体分析后经建设单位、设计、施工和监理单位协调后确定合理的处理方案。

2 既有管线改迁及保护方案

2.1 标高与管廊不冲突的小直径非重力流管线

此处的标高与管廊不冲突一般均指现状管道位于管廊结构的上方。综合管廊常规覆土厚度范围为2.0～3.0m，埋深较浅的小直径穿越管道一般对管廊的结构施工不造成很大的困难。

标准电力、通信、热力及雨污水管道直径范围为0.2～2.0m，考虑到管廊基坑跨度不大，基坑开挖后暴露和悬空的管道长度也有限，对直径≤0.5m的管线，可认定为小直径管线，其中非重力流管线材质一般采用PE或者金属管，管节整体性较好且自重轻，可采用简易桁架直接原位保护，考虑到PE或金属管具备一定的延展性，在施工过程中允许一定的变形，对简易桁架的结构尺寸准确度要求也并非十分严格，该原位保护方式在实际施工中得到广泛应用。

与上述条件相反，直径>0.5m的管线可认定为大直径管线，自重也相应交大，采用简易桁架在跨中和两端支点都存在承载力不足的安全隐患，故不推荐采用原位保护方式。

2.2 标高与管廊不冲突的小直径重力流管线

重力流管线常指雨污水管道。国内雨污水管道一般采用混凝土管节，每节长度为2～3m，管节之间一般采用承插式接口及橡胶止水。与PE或金属管具备整体性和延展性不同，混凝土管节一旦发生很小的扰动或错位就会出现漏水现象，因此如果采用原位保护措施，即便在承载力上没有太大的问题，也难以避免施工过程中带来的扰动，管道漏水几乎是必然会发生的后果。

考虑到小直径雨污水管一般为片区内支管，并非起到无可取代的作用，而且管廊施工工期一般较短，可以考虑管廊施工期间将混凝土雨污水管临时拆除，并在管廊两端的管节处采用临时封堵，待管廊主体结构完成后恢复通流。

2.3 标高与管廊不冲突的大直径非重力流管线

大直径管道壁厚一般也较厚，加上内部存在其他管线设备，自重较大，简易桁架无法满足承载力要求，且基坑两侧的土体作为支点也无法保证安全性，此时处理方案一般有以下两种。

1)管廊结构分期施工，大直径管道近距离平移。如图3,4所示，先施工既有大直径管道旁边一定距离的管廊基坑围护及内部结构；在已完成部分管廊结构顶板上覆土至既有管道底标高；新建与既有管道直径材质均相同的管道代替原管道，在管廊基坑两侧完成新、旧管道的切换，新管道完全承接原管道的通水能力；最后拆除原管道，并在下方进行管廊结构施工。

图3 管线替代三维示意

图4 管线替代断面示意

如管道不需要恢复到原有位置，则保留新建的替代管道，倘若一定需要恢复原有位置，可在全部管廊完成后，在原位置再建一条直径、材质相同的管道后二次切换。

2)第1种方案需要进行1～2次管道切换，虽然时间很短，但是无法解决既有管道内线缆一刻不停止工作的问题，而军事和工程上常用的贝雷桁架可以克服这一困难[8-9]。

如图5所示，贝雷桁架是前述方案简易桁架的加强体，自身结构质量和稳定性大大提高，承载能力也足以承受直径≥1.0m的管道。最上方的桁架两端不可直接架设在基坑两侧的地面上，需另外施工桩基础和承台，桁架固定在承台上。

图5 贝雷桁架吊装原位保护体系

根据基坑设计间距安装悬吊横梁及管线底部承托板，承托板与上方贝雷桁架采用钢丝绳连接，保证钢丝绳与管线贴紧，管道悬空开挖后重力通过悬吊横梁和钢丝绳上传到桁架，管道悬空后，可对下方土体进行开挖并施作管廊结构。

2.4 标高与管廊不冲突的大直径重力流管线

大直径重力流管线一般采用混凝土管节(承插式接口)，采用贝雷桁架吊装很难保证管节不受扰动，且大直径雨污水管一般为主干管道，一旦发生漏水后果非常严重。

对于这种情况，根据以往的工程实践经验，可以采用托换梁板结构承托整根雨污水管道(见图6，7)，表层挖土暴露出雨污水管之后，在其下方施工完整的托换梁和托换板，管节底部完全落在一块完整的托换板上，不会出现钢丝绳吊装时晃动的情况，托换板两个边沿施工托换梁，再通过格构柱将力传递到地基土中，整个托换结构是静定的，不存在扰动风险，必要时可在现状管节外再包封1层混凝土保证不发生漏水。

图6 托换梁板结构断面

综合管廊基坑围护如采用围护桩，则必然会因为管线的存在而导致局部围护桩缺失，为保证基坑安全，可在围护桩缺失处进行土体加固，一般加固方式为高压旋喷桩，并可在管底下方基坑两侧土体中施作一些土钉进一步保证基坑稳定性。

图7 托换梁板结构平面

2.5 标高与管廊冲突的非重力流管线

非重力流管线的标高位置可以调整，因此仅需要在管廊施工的局部范围内，将现状管线抬高，并采用3.1或3.3节中的原位保护方案即可。

2.6 标高与管廊冲突的重力流管线

当雨污水管的标高与新建管廊标高冲突时，不可轻易改变其标高，一般也不推荐采用倒虹吸方案，可以从片区总体的雨污水管线规划角度出发来解决冲突问题。

1)分流改迁

对于直径较小的雨污水支管，终端汇入片区内某根雨污水主干管，对于整个片区而言，具备相同尺寸的主干管不会只有1根，可以考虑改变支管的流向，汇入其他的主干管道从而避让管廊工程，如图8,9所示。

图8 雨污水管支管与管廊标高冲突

图9 分流改迁雨污水管避让管廊结构

2)管廊结构局部压低

如果与管廊标高冲突的雨污水管是片区内的主干管道，无法分流，根据处置原则，应采用管廊避让雨污水管的方案，将管廊结构整体压低至管道下方，而后可依据3.4节中的托换梁板方案进行原位保护。

3)倒虹吸方案

上述2种方法如果均无法实施，采用倒虹吸不失为一种补救方案[10]。

排水管道遇到河流、铁路、洼地或地下构筑物等障碍时，由于排水管道采用重力流不能按照原有高程埋设，而是下凹的方式从障碍物下穿过，这种管道称为倒虹管(见图10,11)。

倒虹管由进水井、管道和出水井3部分组成，进出水井内应设闸槽或闸门。管道分为折管式和直管式两种，倒虹吸方案对水质要求比较高，一般折管式倒虹吸仅用于雨水管而不适用于污水管，因为污泥很容易堵塞弯折点，直线型倒虹吸可用于污水管，但也需加强加密两端检查井的清污工作。

图11 倒虹吸方案雨污水管道位置

3 结语

不同地区、环境及规模的综合管廊工程在施工过程中会遇到完全不同的困难和障碍，其中既有管线保护或改迁问题也是多种多样，本文旨在将工程中常见的几类管线保护问题及解决方案分析清楚，在对过往工程实践进行总结的同时，也可以为即将要开展的综合管廊工程提供借鉴。