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摘要：文章从安全风险、设计、施工、投资效益、运行维护等角度展开讨论，对比分析天然气管廊方式与直埋方式优缺点，并提出相关建议。
关键词：综合管廊、舱室、直埋方式、入廊分析、入廊费、日常维护费
1、概述
2015年8月10日国务院办公厅颁布《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》（国办发【2015】61号），意见要求城市新区、各类园区、成片开发区域的新建道路要根据功能需求，同步建设地下综合管廊。
根据意见要求，新区不在审批综合管廊外管线，意味着所有管线都必须纳入综合管廊内，天然气管道是否纳入综合管廊，现结合国内外综合管廊建设经验及对比分析天然气管道管廊方式和直埋方式优缺点，从技术层面探讨天然气管道入廊可行性。
2、国内外建设经验
2.1国内综合管廊内容纳的管线
①珠海横琴新区
构建“日”字型综合管廊体系，规模为33.4公里，
入廊管线包括给水管道、通信电缆、中水管道、集中供冷管道、电力电缆、垃圾收集管道，分三舱，断面B×H =8.3×3.2m。
②成都IT大道
入廊管线 高压电力电缆、电力电缆、输水管道、配水管道、 污水管道、 再生水管道、通信电缆、雨水管道、燃气管道，断面B×H =8.65×7.6m，详见图1。
天然气管道入廊方式为独立舱室，舱室布置：1舱为燃气舱，2舱为综合舱，3舱为污水舱或雨水舱，4舱为水舱，5舱为110KV及以上高压电力舱。
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②日本东京
入廊管线为给水管道、燃气管道、电力电缆、通信电缆、热源供应管道、垃圾收集管道，入廊方式采用独立舱室。
总体来看，国内外目前已有综合管廊内均将电力电缆、通信电缆、给水管道、供热管道纳入，将燃气管道纳入综合管廊的也有工程实例。
3、天然气管道入廊分析
3.1天然气管道入廊方式
根据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015规定，天然气管道应在独立舱室内敷设，且独立舱室的断面需满足安装、检修、维护作业所需空间。
3.2天然气管道入廊分析
天然气为易然易爆介质，存在极大安全隐患，天然气管道泄漏后是否对其他管线和管廊结构带来风险，本文不考虑国家政策要求下，仅从技术层面对比分析天然气管道管廊方式与直埋方式优缺点，探讨天然气入综合管廊可行性。
3.2.1系统安全风险
①系统本质安全分析
管廊方式
优点：（1）采用独立舱室设计，天然气舱室每隔200m采用耐火极限不低于3.0h的不燃性墙体进行防火分隔；防火分隔门应采用甲级防火门，管线穿越部位采用阻火包等措施密封；舱室采用不发火花地坪等；（2）管材选用无缝钢管，采用焊接；（3）焊缝检测标准高，要求100%检验或双百检测；（4）燃气舱室内配套有通风、消防、报警及视频监控等保障措施；（5）从天然气管道舱室外壁算起将加大天燃气管道与周边建构筑物的安全间距；
缺点：（1）未考虑天然气防爆泄压措施；（2）管廊结构变形缝处处理不当易导致燃气泄漏后窜入相邻舱室。
直埋方式
优点：（1）天然气输送系统本身安全性较高；（2）直埋管道上方300mm敷设警示带并设有地面标识，可有效防止人为破坏。
缺点：直埋管道相比入廊管道缺少燃气舱室“外衣”保护，易受外界因素影响。
②外界安全风险分析
管廊方式
优点：有效避免第三方破坏、管道锈蚀破坏影响。
缺点：（1）天然气管道易受电力电缆、通信电缆等散电流影响；（2）天然气泄漏后处理不当易造成燃气舱室气体聚集，达到爆炸极限后遇明火燃爆，危害程度大。
直埋方式
优点：直埋管道泄漏后不易聚集，危害程度小。
缺点：（1）直埋管道易受外界影响破坏；（2）天然气泄漏后易窜入相邻的污水、雨水管道内造成次生灾害。
以上对比发现，天然气纳入综合管廊后，其系统安全性及防止外界破坏干扰能力都优于直埋管道。
3.2.2工程设计
管廊方式
优点：（1）综合管廊由政府统一规划；（2）可扩展性强。
缺点：（1）管廊规划要符合城市总体规划要求，城市总体规划时间一般为20年，综合管廊结构设计年限按100年考虑，管廊建设可能落后于城市发展需求；（2）需多个单位协调确定，设计工期较长；（3）前期预留分支未考虑，后期增加较为困难。
直埋方式
优点：（1）规范齐全，技术成熟，管道设计较为简单，设计工期短；（2）分支预留可根据规划、市场发展而定；（3）安全间距按管道外壁考虑，容易保证；
缺点：可扩展性差。受地下空间限制，后期新增或改造管道较为困难。
以上对比，天然气入廊后管线单位设计相当简单，且舱室预留扩容空间，扩展性较强。
3.2.3工程施工
管廊方式
优点：（1）综合管廊总体设计及节点处理均由管廊建设单位负责，入廊管道无需考虑穿跨越工程，减少工程协调量及施工难度；（2）有效避免道路反复开挖、降低重置成本。
缺点：（1）管廊施工工期较长；（2）吊装口或投料口一般按6m长管道进行设置，相对比12m长管道焊接工程量增加一倍；（3）受舱室空间限制，材料运输、焊接条件等施工难度大；（4）舱室内焊接，需设置独立的送排风系统，且要求较高。
直埋方式
优点：（1）施工技术成熟，施工工期短；（2）地面沟上焊接，无需考虑排烟措施，焊接质量及安全易控制；
缺点：管道沿线拆迁赔偿工程量大，穿跨越工程施工协调难度大。
以上对比，天然气管道入廊受舱室空间限制，材料运输、焊接施工难度较大，但有效降低工程协调赔偿、穿跨越工程难度。
3.2.4投资效益
下面以成都IT大道项目为例，收费标准按《成都市地下综合管
廊收费标准》执行。
管廊方式
①投资组成
（1）入廊费主要用于弥补管廊建设成本，采用直埋成本法测算，考虑的因素有：
1.管线直埋成本：各管线在不进入管廊情况下的单独敷设成本；
2．管线直埋敷设的反复开挖成本：管廊设计寿命周期内，管线因反复开挖次数的成本，根据对相关管线在国内的设计使用年限，本标准暂定电力、雨水及污水管2次翻挖敷设，其他管线按4次翻挖敷设。
3.管线破损、漏损的成本：管廊设计寿命周期内，各入廊管线与不进入管廊的情况相比，因管线破损率降低而节省的管线维护和生产经营成本（据统计给水管线漏损率为15%，天然气管线漏损率为2.84%）。
4.建设投资：城市地下综合管廊本体及附属设施的建设投资；
5.建设投资回报：参考金融机构长期贷款利率，回报利润率暂定4.9%；
（2）日常维护费主要用于弥补管廊日常维护、管理支出，测算时考虑以下因素：
1．管廊本体及附属设施运维成本：
2．管廊运营单位正常管理支出；
3．管廊运营单位合理经营利润（暂定2.6%）；
4．各入廊管线占用的管廊空间成本；
5．各入廊管线对管廊附属设施的使用成本。
②收费标准
（1）入廊费
1.计算公式及说明
入廊费采用全寿命周期直埋成本法测算，考虑入廊管线的漏损率、破损率、税率、建设投资单位的合理利润四个因素。本次计算考虑管廊全寿命周期的管线漏损率10%，破损率10%，并考虑建设投资单位的合理利润4.9%。
直埋成本
入廊费=β×Qj
其中：
Qj：管线j的全寿命周期总的直埋成本
Yj：管线j第一次单独敷设的直埋成本；
Zj：管线j重新翻挖1次的直埋成本（含围挡、路面修复）；
Nj：管线j寿命期内翻挖次数；
S1：漏损率，取值0.1；
S2：破损率，取值0.1；
W1：利润系数，取值1.049。
β: 全寿命周期直埋成本调整系数。
2.入廊费单价
以成都市在建和规划的综合管廊为统计样本，结合入廊管线，按照上述计算方法进行测算，得出下列入廊费单价：
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注：舱室日常维护费不含大中修
由上可见，采用管廊方式敷设管道是直埋方式的11.5倍，但除了建设成本、维修运营成本外，还应将阻滞交通增加的成本、安全隐患成本等计入总成本中。
3.2.5运行维护
管廊方式
优点：（1）舱室内维修、维护，方便、简单；（2）根本上解决第三方破坏影响，降低抢维修次数。
缺点：（1）管廊运营单位承担，运维经验不足将带来一定风险；（2）综合管廊配套实施复杂，后期运行维护难度大、成本高；（3）天然气一旦泄露，需置换整个舱室内天然气，抢维修时间长，风险大；（4）综合管廊信息化管理平台搭建较为复杂。
直埋方式
优点：（1）运维管理由燃气公司承担，方便、专业；（2）管道配套设施单一，维护难度小；（3）抢维修时间短，风险较小。
缺点：（1）易受第三方破坏影响，管道维修成本高；（2）发生事故需占道抢维修，影响交通。
通过上述分析，天然气管道纳入综合管廊技术上是可行的，与传统直埋方式相比，天然气管道并入综合管廊，有利于解决反复开挖路面、降低第三方及自然灾害对管道破坏，同时可有效解决穿跨越河流、铁路等重要设施中存在的选线施工困难的现状，尤其是有利于次高压管线等主干管线尽快建设实施。
4、其他建议
4.1天然气管道入廊方式
目前天然气管道入廊采用独立舱室内架空敷设，考虑到天然气易燃易爆特点，泄漏后容易在舱室内聚集，安全风险较大，为解决上述隐患，建议天然气管道入廊采用浅埋沟道方式，建于综合管廊顶部的单独管沟内，管沟内填沙充实，设有可开启的盖板。
4.2管廊维护
本着“协作型构建、专业公司运营、物业式管理“管理原则，建议管廊管理由综合管廊产权单位与综合管廊承租单位共同组建城市专业管理单位，负责综合管廊的日常维护和管理。
参考文献：
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[3]蔡莹.综合管廊中纳入天然气管道的设计思考.上海煤气.TU990.3.
[4]李宏巍.综合管廊纳入管线的选择.工程管理前沿.2015年第4期
论文作者:刘洋 孙岩峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/14
标签：管道论文; 管线论文; 舱室论文; 天然气论文; 方式论文; 成本论文; 燃气论文; 《防护工程》2018年第23期论文;