城市地下综合管廊建设的关键技术与运维策略分析

随着城市化水平不断提升，地下空间资源的开发利用需求日益增长，各类市政管线的密集布局给城市运行安全、道路管理和基础设施维护带来巨大挑战。传统分散式管线敷设模式占用大量地表空间，易导致道路反复开挖、交通拥堵及安全事故。城市地下综合管廊通过集中布设电力、通信、给排水、燃气、热力等管线，有效提升资源利用效率，便于检修维护，降低运行风险，改善城市环境，已成为现代城市基础设施建设的重要方向。近年来，国内多个城市加快推进综合管廊建设，取得一定成效，但在规划设计、施工技术、智能管理与协同运维等方面仍存在技术难点与管理短板，亟需总结经验，创新发展，推动综合管廊建设高质量、可持续发展。

一、城市地下综合管廊建设的关键技术分析

（一）规划设计阶段的关键技术

城市地下综合管廊的规划设计是保障其功能性、经济性与安全性的前提。首先，整体空间布局需结合城市总体规划、地下空间开发现状及未来发展需求，采用分区统筹、分步实施的策略，确保综合管廊与道路交通、地铁、地下商业等设施协同布置[1]。线路优化设计过程中，需充分考虑地质条件、地下障碍物分布、既有市政设施布局，避免与既有建筑物、地下管网冲突。技术层面，推荐广泛应用 GIS（地理信息系统）与 BIM（建筑信息模型）技术进行空间信息整合与多专业协同设计。通过 GIS 平台获取城市地下空间三维信息，结合 BIM 技术实现各专业模型的统一管理、碰撞检查与空间协调优化。此外，需预留一定的发展空间与接口，满足未来城市扩展及新增管线需求。典型设计中，主干道综合管廊一般宽度控制在 6^～10 米，高度不低于 4 米，内部分区布局电力舱、通信舱、给排水舱、燃气舱等，设置合理的检修通道与疏散出口，确保运行维护安全。

（二）施工建设阶段的关键技术

城市地下综合管廊施工面临复杂多变的地质条件与高密度城市环境，技术选择与施工管理尤为关键。不同施工方法应根据实际条件灵活选用：

盾构法：适用于地层稳定、埋深较大的主干道管廊建设，具备施工效率高、地表扰动小的优势。常用直径为 6^～8 米土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机，针对砂层、淤泥质土、软弱地层可选配超前加固、地层改良等技术措施[2]。

顶管法：适用于短距离、小断面管廊敷设，尤其在交通繁忙或地面建筑密集区效果良好。需重点控制顶进方向偏差、地面沉降及地下水渗漏风险。

明挖法：适用于埋深较浅、施工场地条件较好的区域，结合基坑支护、降水技术保障施工安全。常用支护结构包括SMW 工法桩、钢筋混凝土连续墙、钢板桩等。

在结构材料方面，综合管廊主体多采用钢筋混凝土整体浇筑或装配式拼装结构，关键部位如接缝、变形缝、防水层必须使用高性能材料，如高分子防水卷材、聚氨酯密封胶、橡胶止水带等，确保长期耐久性与防水性能。

施工过程中，需严格执行质量控制与风险管理措施，设置在线监测系统实时监控地表沉降、结构变形、地下水位变化，特别是在地铁、隧道、既有建筑物邻近区域施工时，必须制定专项风险预案，实施全过程动态监测与应急处置。

（三）信息化与智能化技术集成

信息化、智能化技术是提升城市地下综合管廊管理水平的关键手段。BIM 技术贯穿规划、设计、施工、运维全过程，构建综合信息平台，实现设计方案可视化、施工过程模拟、运维信息实时更新。

物联网（IoT）技术通过部署各类传感设备，实时采集管廊内温度、湿度、有害气体浓度、烟雾、水浸、结构应力等关键数据。数据传输采用 5G、LoRa 无线通信技术，保障信息传输的实时性与稳定性。

智能监控系统集中整合视频监控、环境监测、人员定位、设备状态监控等子系统，基于大数据平台与 AI 分析算法，开展故障预警、异常分析与辅助决策，提升综合管廊运行的安全性与效率。典型应用中，智能传感器精度达到 ±0.1°C （温度）、±2%RH（湿度）、0.01ppm（有毒气体浓度），有效保障早期风险识别与快速响应。

二、城市地下综合管廊运维策略分析

（一）运维管理体系建设

完善的运维管理体系是保障综合管廊长期安全稳定运行的基础。首先，需明确管理主体与权责划分，通常由政府主导设立专门的管廊管理公司或委托第三方专业运维单位，具体负责设施运营维护、设备检修、信息管理、应急响应、资源整合等工作内容，确保管理高效、权责清晰、反应迅速 [3]。

标准化管理方面，应制定涵盖日常巡检、在线监测、定期维修、隐患排查、应急处置的全流程技术标准与操作规范，细化各类岗位职责与作业流程。依托信息化系统，对巡检路线、时间节点、设备状态、异常处理等环节进行全过程记录，实现运维过程的透明化与可追溯管理，避免人为疏漏与信息孤岛。

为提高整体管理水平，需强化专业技术人员的能力建设，除常规理论培训外，应定期组织包括火灾应急、可燃气体泄漏、水浸积水、停电恢复、突发结构安全隐患等多场景实战演练，提升运维人员的实操能力与应急协同水平。同时，建立运维考核评价机制，确保管理人员、操作人员具备必要资质与能力储备 [4]。

在信息管理方面，运维过程中需构建完整的档案管理系统，涵盖设计图纸、施工资料、设备参数、检修记录、巡检日志、改造信息等，形成一体化、动态更新的综合数据库，保障数据准确性与完整性。该数据库为后续智能化管理、状态监测与大数据分析提供坚实的数据支撑，有助于实现科学决策与精细化管理。

（二）智能化运维技术

智能化运维技术是提升综合管廊运行效率、降低运营成本、延长设备寿命的核心途径。首先，传感器网络布局需科学合理，覆盖主舱室、分支通道、设备间、排水系统、易积水区域、火灾高风险区等重点部位，综合布设温度、湿度、烟雾、有害气体、水位、结构应变、电力参数等多类型智能传感器，实现多参数实时采集与动态监测，保障潜在风险早发现、早预警。

依托大数据平台，运维系统可实现对设备运行状态、能源消耗、环境参数的全天候监控，通过趋势分析与预测性算法，提前识别设备老化、性能异常、故障隐患，开展针对性维护，减少突发性停运与设备故障。结合机器学习技术，系统可不断优化运维策略与参数设置，提升整体管理智能化水平。

智慧管廊管理平台集成视频监控、环境监测、人员定位、门禁管理、安防报警等子系统，采用三维可视化界面实时呈现管廊内部结构、设备布局与运行状态，便于运维人员远程巡检、智能预警、联动响应、快速决策。部分试点城市已引入 AR 增强现实辅助检修技术，通过佩戴 AR 设备，运维人员可实时获取设备参数、维护记录与操作指引，提升检修效率与准确性。

同时，机器人巡检系统在部分综合管廊内实现常态化应用，具备自主导航、障碍识别、环境监测、数据回传功能，降低人工作业强度与危险暴露，提升巡检覆盖率与故障发现效率。

（三）安全保障与应急管理

安全保障是城市地下综合管廊运维体系中的核心内容，直接关系到城市基础设施运行安全与公共安全。针对火灾、爆炸、有毒有害气体泄漏、电力系统故障等高风险事故，需在管廊内部配置多级监测与分布式预警系统，形成立体化、多层次的安全防护网络[5]。标准配置包括烟雾探测器、温度传感器、可燃气体与有毒气体泄漏报警器、视频监控摄像头、火灾自动喷淋系统、强制通风与排烟系统等关键设施。同时，依据空间布局合理划分独立隔离舱、防火分区及安全疏散通道，确保在突发事故情况下，火势、烟雾、毒气不易蔓延，人员可快速撤离，保障生命安全。多灾种应急处置机制必须具备快速响应、科学指挥、高效协同的能力。应制定涵盖火灾、燃气泄漏、水浸、电力中断、结构安全隐患等多类事故的专项应急预案，并定期组织实战化联合演练，检验应急响应流程、设备联动与人员配合水平，提升整体应急处置能力。信息平台应与消防、公安、交通、市政管理等多部门实现系统互联与数据共享，形成跨部门协同应急响应机制，确保信息实时传递、资源统筹调度与联合指挥高效运行。部分先进城市已探索建立基于物联网与人工智能的智能应急管理系统，集成数据采集、智能分析、自动报警、联动控制功能，实现事故早期发现、精准定位、智能分析与快速处置，最大限度降低灾害影响与人员伤亡，全面提升综合管廊的安全保障能力与应急处置水平。

三、我国城市地下综合管廊发展现状与未来趋势

（一）现阶段发展现状与典型案例分析

近年来，随着国家政策支持的持续加码与地方财政投入力度的不断加大，地下综合管廊建设在全国范围内呈现出加速发展的态势。多个重点城市将综合管廊建设纳入城市基础设施建设总体规划，通过政策引导、示范工程带动和技术创新，逐步形成了较为完善的地下综合管廊体系。

目前，部分先行地区已建成大规模的综合管廊示范区，管廊布局覆盖核心城区、交通枢纽、产业园区及新兴开发区域，整体建设规模、技术水平和管理模式均取得了显著进展。这些地区普遍引入先进的信息化管理理念，综合运用 BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系统）等数字技术，实现了从规划设计到施工建设、再到后期运维的全过程信息集成与动态管控，提升了管廊项目的设计效率与空间协调性，确保了工程实施的科学性与安全性。

以某市为例，当地在新城开发与老城区改造过程中同步规划、同步实施地下综合管廊系统，累计建设长度已超过百公里。管廊内部布局科学合理，设有电力舱、通信舱、燃气舱、给排水舱等功能分区，全面配置智能监控系统、环境监测设备与智能化运维平台，具备信息集中管理、实时状态监测、远程故障报警与应急联动处置功能，显著提高了城市基础设施的运行效率与安全保障水平。此外，部分城市在推动地下综合管廊建设过程中，积极探索多元化投资模式与市场化运营机制，通过政府与社会资本合作、特许经营权转让等方式，缓解了财政压力，保障了项目的可持续推进。这些典型实践为全国其他地区提供了宝贵的技术经验和管理参考，推动我国地下综合管廊建设迈向系统化、智能化与高质量发展阶段。

（二）存在的主要问题与挑战

尽管发展成效显著，但仍存在以下问题：一是投资成本高，单公里综合管廊建设费用普遍在 8000 万至 1.2 亿元人民币，制约了中小城市推广应用。二是技术标准体系尚不统一，部分项目存在设计施工标准不协调、信息系统数据不兼容的问题。三是智能化运维水平参差不齐，部分已建管廊信息化程度低、智能系统功能缺失，影响了运维效率与安全保障能力。

（三）未来发展趋势与优化对策

未来，城市地下综合管廊发展将呈现以下趋势：首先，智能化、信息化将深度融合，全面推广BIM、物联网、大数据、AI 等技术，实现全生命周期数字化管理，提升运维智能水平。其次，需加快政策法规与标准体系建设，制定全国统一的设计、施工、运维技术标准，推动信息平台互联互通。第三，探索多元投资模式，结合政府投资、社会资本参与模式，降低财政压力，保障资金持续投入。最后，应强化公众宣传与科普教育，提升社会认知度与参与度，形成多方协同、共建共享的良好发展格局。

总结：城市地下综合管廊作为现代城市基础设施的重要组成部分，具有优化空间布局、保障管线安全、提升城市管理效率的综合优势。本文围绕综合管廊建设的关键技术与运维策略进行了系统分析，指出在规划设计、施工建设及智能化信息集成等方面，需因地制宜采用先进技术，保障工程质量与运行安全。同时，完善的运维管理体系与智能化技术应用是提升管廊管理水平、降低运维成本、实现安全高效运行的关键。未来，需持续推动技术创新、信息化融合与标准体系建设，形成科学、智能、可持续的综合管廊发展路径，助力城市高质量发展与韧性城市建设目标的实现。

参考文献：

[1] 王士辉 , 王胜利 , 刘家维 , 等 . 城市地下综合管廊施工基坑支护技术探究 [J]. 冶金管理 ,2023,(18):110-112.

[2] 夏堃 . 装配式城市地下综合管廊的设计与建造研究 [J]. 绿色建造与智能建筑 ,2023,(08):114-117.

[3] 季 少 羊 . 城 市 地 下 综 合 管 廊 工 程 支 护 设 计 方 法 [J]. 中 国 新 技 术 新 产品 ,2024,(15):81-83.

[4] 汪猛 , 贾雪婷 , 牛远达 , 等 . 城市地下综合管廊运维管理问题及改进策略研究 [J].工程技术研究 ,2024,9(21):119-121.

[5] 肖 建 波 . 城 市 地 下 综 合 管 廊 施 工 技 术 研 究 与 应 用 [J]. 工 程 建 设 与 设计 ,2024,(18):137-139.