
城市地下綜合管廊是一種在地下構建的隧道空間,它將電力、通信、燃氣、供熱、給排水等多種工程管線集中整合。該管廊配備了專門的檢修口、吊裝口以及監測系統,通過統一規劃、設計、建設和管理的模式,確保了城市運行的穩定。它被視為城市的重要基礎設施和維持城市功能的“生命線”。
隨著我國城市的快速發展,地下管線的總里程數急劇增加。傳統管線由于缺乏合理的規劃,集約化程度不高,不僅造成了地下資源的浪費,而且在施工時采用直埋敷設的方式,存在較大的安全隱患。另外,管線維護常常需要反復挖掘道路,這不僅對周邊環境造成了影響,也給社會生活帶來了不便,已經無法適應城市發展的新需求。
作為一種新型的市政管線敷設方式,綜合管廊能夠將多種管線集中布置,有效利用有限的城市地下空間資源,保障管線的安全運行,滿足城市從粗放型向高效集約型轉變的需求。同時,綜合管廊還具備一定的人防功能,帶來了顯著的環境和社會效益。
典型地下綜合管廊布置示意圖
我國城市地下綜合管廊建設情況
世界上第一條綜合管廊于1833年在法國巴黎落成,至今已有超過190年的歷史。中國的城市地下綜合管廊建設始于1958年,從北京市天安門廣場下鋪設的第一條管廊開始,歷經60多年的發展,我國的綜合管廊建設已逐步邁入有序發展的階段。
我國綜合管廊發展階段
截至2022年,中國綜合管廊的建設總長度達到了7588.10公里,其中山東省、四川省和廣東省的建設長度位居全國前三,每個省份的建成長度都超過了600公里。在2022年,新增竣工的綜合管廊長度為801.24公里,浙江省、山東省和陜西省的新增竣工長度均超過90公里,名列全國前三。
截至2022年各省區市綜合管廊總長度統計
(圖片來源:《2023中國城市地下空間發展藍皮書》)

2022年各省區市綜合管廊竣工長度統計
(圖片來源:《2023中國城市地下空間發展藍皮書》)
綜合管廊本題主要為鋼筋混凝土結構,可以按斷面形式、艙室數量、使用功能等進行分類。
綜合管廊的分類方式
(1)斷面形式
地下綜合管廊根據斷面形狀可以分為矩形、圓形和橢圓形三種。在這三種形式中,矩形斷面的空間利用率最高,其次是橢圓形斷面,而圓形斷面的空間利用率相對最 低。目前,無論是已經建成還是正在建設中的管廊項目,大多數采用的是明挖現澆法或明挖預制施工法來構建矩形斷面。對于一些有特殊要求的項目,則會采用暗挖、盾構、頂管等不同的施工技術。
目前國內在建的規模最 大、最長的地下綜合管廊
— — 廣州市中心城區地下綜合管廊
(2)艙室數量
地下綜合管廊可以根據艙室的數量分為多艙(兩個或更多艙室)和單艙兩種類型。在我國,綜合管廊的建設主要集中在新建城區,其斷面形式以2至3艙為主。近年來,隨著城市更新的步伐加快,我國也建設了一批緊湊型的小型綜合管廊。這些小型管廊大多采用單艙淺埋的設計,具有較低的建設成本,主要服務于末端用戶,例如青島老城區的小型管廊和南京小西湖的微型管廊等。


典型多艙室管廊與單艙室管廊斷面示意圖
【來源:《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838-2015)】
(3)使用功能
按照使用功能,可將地下綜合管廊分為干線、支線和纜線三種。
表1 各類綜合管廊主要特點


各類用途綜合管廊斷面示意圖
【來源:《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838-2015)】
城市地下綜合管廊檢查
1.檢查標準
綜合管廊運營維護的標準規范體系,對于統一全國綜合管廊的運行維護標準、確保其安全穩定運行以及完善綜合管廊的標準體系,都具有至關重要的意義。
截至2023年,涉及綜合管廊入廊管線、主體結構、附屬設施運營維護的標準規范已超過20部。其中,4部關于整體運營維護的國家標準規范對管廊本體的巡查檢查提供了重要的指導。其他標準規范主要圍繞安全防災、結構維護、信息管理以及各類管網的維護等方面,對消防設施、機電設施和各類管網的巡查檢查制定了具體規定。此外,一些地區還根據當地實際情況,制定了相關的地方標準。

4部整體運營維護的國家標準規范
2022年3月18日,中國工程建設標準化協會發布了《城市綜合管廊技術狀況評價標準》(T/CECS1039-2022)。2024年6月,《四川省城市綜合管廊檢測與評估技術標準》也正式獲得批準并發布。2024年9月,國際標準ISO 37175:2024 《Smart community infrastructures — Operation and maintenance of utility tunnels》(智慧城市基礎設施—綜合管廊運維)也正式發布, 這是城市綜合管廊領域首項國際標準,該標準的發布標志著我國城市地下綜合管廊工程技術標準體系走向國際。
2.檢查主要手段
管廊巡檢通常采用人工巡檢和機器人巡檢。
人工巡檢通常是通過步行進行的,但在一些干線綜合管廊中,也使用專用巡檢車輛。然而,巡檢車輛對行駛空間有較高的要求,這可能會降低管廊內的空間利用率。因此,在考慮使用巡檢車輛時,需要全面權衡整個生命周期的建設與運維成本。
地下綜合管廊的環境復雜,配備了眾多附屬設備,傳統的人工巡檢方式耗時較長,且結果的準確性難以保證。建立智能化的管廊巡檢系統可以有效解決這一問題。目前,國內普遍采用掛軌機器人和輪式機器人來進行自動巡檢。

成都雅州路綜合管廊巡檢車

典型輪式巡檢機器人
綜合管廊的主要結構材料為混凝土,其檢測方法與一般混凝土結構的地下工程相似,涵蓋了外觀檢查、有損檢測和無損檢測。外觀檢查主要通過人工近距離觀察來進行,能夠發現混凝土表面的滲漏水、銹蝕、裂縫和嚴重變形等問題。
有損檢測方法,如取樣測量,雖然能夠精 確測定混凝土結構的性能,但可能會對管廊的結構安全和防水性能造成一定的影響。無損檢測技術則能有效避免這些問題,相對準確地評估混凝土結構的強度、碳化深度以及內部缺陷,并且在工程實踐中積累了豐富的經驗。
定期對綜合管廊進行檢測能夠有效控制運營風險,但同時也可能在一定程度上提高運營成本。為了科學合理地使用資金,標準規范根據病害的發展速度和影響程度,為不同的檢測項目設定了差異化的檢測頻率要求。
城市地下綜合管廊檢測未來展望
我國城市地下綜合管廊正在大規模投入運營,各地都在加快構建綜合管廊的智慧運營管控平臺,以提升管廊運營的智能化水平。對城市地下綜合管廊結構實施智能化監測和運營,是保障管廊安全運行的關鍵措施,也是地下基礎設施運維養護領域的焦點問題。
我國綜合管廊的智慧化運營已初步形成,智慧運行方案逐漸成熟。然而,制約我國綜合管廊智慧化運營的主要因素包括設備的感知能力、續航時間以及綜合建設成本等問題。
另外,目前在役管廊智能化監測系統主要集中在對管廊內部環境和附屬設施的監測,而對管廊結構安全的監測和報警功能關注不足。地下管廊結構分布廣泛,設計使用年限長,且所處的地質環境復雜多變,管廊本體的結構病害可能嚴重威脅到管廊結構的長期安全和使用功能。
因此,需要持續研究并建設管廊結構健康監測系統,以監測管廊的外部激勵和動力響應、主體結構的應力及變形等情況。通過結合數字孿生技術,可以進一步提高綜合管廊的安全水平,彌補智慧化運營中的不足。
參考資料
[1] 油新華.我國城市綜合管廊建設發展現狀與未來發展趨勢[J].隧道建設(中英文),2018,38(10):1603-1611.
[2] 唐蘭.構建綜合管廊全生命周期技術標準體系的研究[J].地下空間與工程學報,2023,19(S1):41-50.
[3] 《2023中國城市地下空間發展藍皮書》
素材來源:交通智維