城市地下综合管廊智能弱电系统设计要点

郭晋

（中冶京诚工程技术有限公司）

城市地下综合管廊智能弱电系统设计要点

郭晋

（中冶京诚工程技术有限公司）

论文结合城市地下综合管廊工程智能弱电系统的设计实例，对其弱电系统的种类及其组成、系统设计要点作简要阐述。

地下综合管廊；弱电系统设计

1　引言

城市地下综合管廊是建设智慧城市重要的基础设施之一，是有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展的重要举措，是国家重点支持的一项民生工程。为实现城市新区、各类园区、成片开发区域的新建道路应根据功能需求同步建设地下综合管廊的要求，2015年5月22日住建部发布国家标准《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）的公告。新的国家标准自2015年6月1日起实施，为综合管廊的有序建设、确保质量安全提供了有力的技术支撑。

2　综合管廊弱电系统种类及其组成

根据《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）的规定，管廊监控与报警智能弱电系统种类包括：安全防范系统、通信系统、火灾自动报警系统、地理信息系统、环境与设备监控系统和统一管理信息平台等。

管廊智能弱电系统的组成，需根据管廊工程规模、入廊管线的种类、管廊运营维护管理模式等因素确定。通常，管廊弱电系统的组成包括：

1）安全防范系统由视频安防监控子系统、入侵报警子系统、出入口控制子系统、电子巡查系统等组成；

2）通信系统由固定式电话和无线对讲电话系统组成；

3）火灾自动报警系统由不同类型的火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾报警器、消防专用电话系统、防火门监控系统、消防联动控制系统等组成；

4）地理信息系统由服务点信息采集、软件、数据分析处理、硬件设备等组成；

5）环境与设备监控系统由不同类型的温湿度监测仪、氧气检测仪、气体探测器、天燃气探测器、监控主机、监控子站等组成；

6）统一管理信息平台由计算机、以太网交换机、服务器等组成。

3　综合管廊弱电系统设计要点

以我公司近年来承担几个城市某新区、成片开发区域的工程设计为实例，根据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015的有关规定，对综合管廊弱电系统设计要点作如下简要阐述。

3.1安全防范系统设计

管廊安全防范系统建立的目的在于保证人员出入可控、实现管廊区域被监控目标定位可视，其设计包括以下要点。

1）管廊内设备集中的安装地点、人员出入口、变配电间和监控中心等场所，应设置安全防范系统摄像机；管廊内沿线每个防火分区内至少应设置一台摄像机；不分防火分区的舱室，每隔100m应设置一台摄像机。摄像机根据工程设计，选择CCD或IP型设备。

2）管廊人员的出入口、通风口应设置入侵报警探测装置和声光报警器；管廊人员出入口应设置出入口控制装置。

3）管廊应设置电子巡查管理系统。系统规模根据巡查点的数量确定。

4）管廊的安全防范系统应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》（GB 50348）、《入侵报警系统工程设计规范》（GB 50394）、《视频安防监控系统工程设计规范》（GB 50395）和《出入口控制系统工程设计规范》（GB 50396）的有关规定。

3.2通信系统设计

管廊通信系统建立的目的在于保证系统运行和维护管理全过程中的通信联络畅通，其设计要点包括：

1）管廊应设置固定式通信系统，电话应与监控中心接通，信号应与城市通信网络连通；综合管廊人员出入口或每一防火分区内应设置电话通信点；不分防火分区的舱室，电话通信点的设置间距不应大于100m；

2）当固定式电话与消防专用电话合用时，应采用独立的通信系统；

3）各管廊舱室内设计的无线对讲电话系统，其无线信号应实现全覆盖。

3.3火灾自动报警系统设计

干线、支线管廊含电力电缆的舱室火灾自动报警系统建立的目的在于贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，减少火灾危害，保护人身和系统设施安全，其设计包括以下要点。

1）在电力电缆表层应设计线型感温火灾探测器，同时在舱室顶部应设计线型光纤感温火灾探测器或感烟火灾探测器（这里所指电力电缆不包括为管廊配套施设供电的少量电力电缆）。

2）管廊防火门应设计防火门监控系统。

3）设置火灾探测器的场所应设置手动火灾报警按钮和火灾报警器，手动火灾报警按钮处宜设置电话插孔，或设置带电话插孔的手动火灾报警按钮。由于管廊内平时仅有少量的工作或维管人员进行巡检工作，对遇有紧急情况时火灾报警器能够满足警报的作用时，可不再另设置消防应急广播系统。

4）当一旦确认火灾后，防火门监控器应联动关闭常开的防火门，消防联动控制器应能联动关闭着火分区及相邻分区通风设备、启动自动灭火系统。

5）火灾自动报警系统设计应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116）的有关规定。

3.4地理信息系统设计

管廊地理信息系统建立的目的在于管线在线监控、数据共享，维护管理到位，其设计要点包括：

1）管廊内各专业管线应具有：基础数据管理、图档管理、管线拓扑维护、数据离线维护、维修与改造管理，基础数据共享等功能。各专业管线有关信息在工程设计中，需提交地理信息系统牵头专业；

2）管廊报警与监控系统统一管理信息平台应具有人机交互界面功能。

3.5环境与设备监控系统设计

管廊环境与设备监控系统建立的目的在于发现问题，及时处理，保证入廊人员、管廊主体及入廊管线、设施在适合的环境条件下安全运行，其设计要点包括：

1）能够对各管廊内环境参数（含温、湿度，O2、H2S、CH4等气体）进行监测与报警；

2）能够对通风设备、排水泵、电气设备等进行状态监测和控制；设备控制方式根据管理需要，采用就地手动、就地自动和远程控制等方式实现其监控；

3）系统与管廊内各类管线配套检测设备、控制执行机构联通的信号传输，要考虑其接口；当管线采用自成体系的专业监控系统时，应通过标准通信接口接入管廊监控与报警系统统一管理平台。

3.6统一管理平台设计

管廊统一管理平台建立的目的在于提高智能化监控管理水平，其设计要点包括：

1）监控与报警弱电系统各组成系统实现的系统集成，应具有数据通信、信息采集和综合处理功能；

2）根据工程实际情况，确定与各专业管线配套监控系统联通，确保在线监控接入技术要求的统一；

3）通过统一管理平台，能够将管廊监测到的各管线运行有关信息实时传送到相应的专业管线公司，以满足及时维护管理和，安全运行的需要；

4）设计要考虑预留与城市市政基础设施地理信息系统的通信接口。

3.7可燃气体探测报警系统设计

天然气管道舱可燃气体探测报警系统建立的目的在于提升高危场所的安全等级，确保安全，其设计要点包括：

1）天然气探测器应接入可燃气体报警控制器；

2）当天然气管道舱天然气浓度超过报警浓度设定值（上限值）时，应由可燃气体报警控制器或消防联动控制器联动启动天然气舱事故段分区及其相邻分区的事故通风设备；

3）可燃气体探测报警系统设计，应符合国家现行标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB 50493）、《城镇燃气设计规范》（GB 50028）和《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116）的有关规定；

4）天然气管道舱内设置的监控与报警系统设备安装应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB 50058）的有关规定。

3.8监控中心设计

监控中心是提高智能化监控管理水平，确保管廊安全运行的核心机房，其设计包括以下要点。

1）管廊监控中心宜靠近管廊主干线、或与临近市政公共建筑合建，建筑面积应满足使用管理的要求。根据管廊工程规模，监控中心可设置控制设备中心、大屏幕显示装置、会商决策室等房间。总之，监控中心的设计既能满足管廊运营管理的需要，又能满足智慧城市建设和城市基础设施统一管理的需要。

2）管廊监控中心与管廊之间连接通道的空间应能够满足日常维管人员、设施通行的需要。

3）监控中心是弱电系统各主机、电源、显示器等设备安装布置的核心机房。因此，监控中心的设计还需要对以下要求进行综合分析及方案优化：对机房和辅助用房的建筑面积、室内净高、荷载及地面、门窗，防火、抗震、防静电等要求；对机房空气含尘浓度、噪声、电磁环境条件等要求；对机房的供电要求；对机房的温、湿度要求；对机房的接地要求；对机房各弱电系统设备按功能分区布置、设备的间距及通道和各设备的线缆敷设等要求；对机房显示器或电视墙安装要求，以及与值班人员之间的距离要求等。

3.9管线传输设计

管廊的管、线是各弱电系统传输或保护的主要介质，传输线路采用环形结构网络或其他形式结构网络，需根据各系统架构和建设方对运营、维护管理的要求等因素确定，其设计要点包括：

1）管廊内通信线缆、仪表控制电缆应采用阻燃线缆，其线缆敷设应符合现行邮电行业标准《通信线路工程设计规范》（YD 5102）的有关规定；

2）消防设备的联动控制线缆应采用耐火线缆；

3）监控与报警系统主干信息传输网络介质宜采用光缆；

4）110kV 及以上电力电缆，不应与通信电缆同侧布置。

3.10供电设计

管廊监控与报警弱电系统设施的供电设计，按现行国家标准《供配电系统设计规范》（GB 50052）规定的二级负荷供电，并设置在线式不间断电源供电。管廊弱电系统电源由监控中心集中供电，再由监控中心供电至现场弱电设备配电箱。配电箱安装位置根据工程设计需要，选择在通风井或出入口或防火分区的结合处等场所。

3.11接地设计

管廊内的接地系统应形成环形接地网，接地电阻不应大于 1Ω；管廊内的金属构件、电缆金属套、金属管道以及电气设备金属外壳均应与接地网连通。

4　结束语

随着智慧城市的建设步伐不断加快，城市新区、各类园区、成片开发区域的新建道路根据功能需求，同步建设地下综合管廊的要求已成为趋势。国家标准《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）的发布，为城市综合管廊工程的规划、管线设计、附属设施设计等提供了工程规划、设计的依据，通过综合管廊工程设计的实践，智能弱电系统的设计水平必将得到快速提升。

Key Points of Intelligent Designing Weak-electrical System for Urban Underground Utility Tunnel

GUO Jin
（Capital Engineering & Research Incorporation Limited）

underground utility tunnel； designing weak-electricity system

【 Abstract】Combining with examples of the intelligent designing Weak-electrical System the urban underground utility tunnel engineering， this paper brief introduced the species， composition and system design key points of weak electricity system.