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城市地下綜合管廊建設探討

2016-08-16 05:58熊曉亮劉恒新岑仰潤張宏建李慧慧陳俊輝杭州市勘測設計研究院浙江杭州310000
城市勘測 2016年2期
關鍵詞:管廊管線施工

熊曉亮,劉恒新,岑仰潤,張宏建,李慧慧,陳俊輝(杭州市勘測設計研究院,浙江杭州 310000)

城市地下綜合管廊建設探討

熊曉亮?,劉恒新,岑仰潤,張宏建,李慧慧,陳俊輝
(杭州市勘測設計研究院,浙江杭州 310000)

城市地下綜合管廊對于城市建設具有重要意義,可以有效緩解城市道路積水、交通擁堵;解決反復開挖路面;防止管線破裂等事故發生。但就目前而言,我國城市地下綜合管廊建設發展緩慢,筆者針對這一情況,從國內管廊發展概況、設計施工難點、難以推廣原因及發展前景等方面進行了探討。

城市;地下綜合管廊;難點;發展

1 引 言

我國城鎮化建設正在加速推進,城市基礎設施日臻完善。然而,在我國絕大多數城市中,包括北京、上海等一線城市,由地下管線引發的次生災害頻發,比如,暴雨來襲時,城市道路積水嚴重;自來水管破裂,導致大面積停水;城市架空線網密集;鋪設及維修管線反復開挖路面,阻礙交通等等??梢哉f,我們目前城市地下管網建設混亂,事故頻發,是一個亟待解決的城市難題。

國外發達城市很少此類問題,它們將給排水、電力、燃氣、供水、熱力等地下管線統一建設,納入到城市地下綜合管廊中,這為管線管理、維護提供很大便利。城市地下綜合管廊作為一個管線管理平臺,維修人員可以通過專門通道進入綜合管廊中鋪設新管線或維修破裂管線,避免路面被反復開挖;管廊中的管線不接觸地下水和土壤,能有效避免化學物質的腐蝕,延長使用壽命;可以避免城市建設中導致土體變形并進一步引發管線破裂的事故等等。

最早開始建設綜合管廊的城市是法國巴黎,巴黎海拔較低,年平均降雨量達 642 mm。但是巴黎很少發生由于下雨積水引發的內澇。日本是世界上地下綜合管廊建設最先進的國家。1963年日本頒布《共同溝特別措施法》,至2001年,已建成600多千米的綜合管溝,其技術已非常成熟。日本定下的目標是在本世紀初期在全國建成約 1 100 km的綜合管廊。除此之外,英、美、德、俄羅斯、西班牙等國也在大力發展建設本國的地下綜合管廊[1]。區,目前臺灣已建有地下綜合管廊300多千米,其管廊建設往往與地鐵、高架、道路、道路拓寬工程等基礎設施建設相結合,從而大大節省了造價。

大陸地區第一條地下綜合管廊建于1958年,位于北京天安門廣場,當時主要是考慮到天安門廣場內不能反復開挖,此條管廊總長度約 1.0 km。第一條真正意義上的地下綜合管廊建于1994年,位于上海張楊路,全長 11.13 km。據不完全統計,我國杭州、廣州、深圳、寧波、北京、昆明、蘭州、佳木斯等地都建有地下綜合管廊,如表1所示。

我國地下綜合管廊建設情況 表1

3 地下綜合管廊建設技術難點分析

3.1 地下綜合管廊分類

(1)按功能分類

地下綜合管廊按其功能可劃分為干線綜合管廊、支線綜合管廊、干支線混合綜合管廊和纜線綜合管廊。干線綜合管廊一直設置在道路中央,吸納原站到支線綜合管廊的管道。管道管徑大,作用大,管廊結構一般

? 收稿日期:2015—11—26

作者簡介:熊曉亮(1987—),男,碩士,助理工程師,主要從事巖土工程設計方面的技術工作。

2 國內地下綜合管廊發展概況

我國地下綜合管廊發展比較成熟的地方是臺灣地為圓形或多格箱型,一般截面積大,附屬設施齊全,構造復雜。支線綜合管廊是指從干線綜合管廊引出與沿線用戶連接的配給型綜合管廊,是連接干線綜合管廊和用戶的紐帶,一般設置在人行道下,端面通常為矩形,一般采用單格或多格箱型結構。纜線綜合管廊是指收容電力和電信纜線的供給型綜合管廊,一般設置在人行道下,埋深較淺,內部構造簡單,造價較低,規劃、建設靈活方便。

(2)按施工方法分類

地下綜合管廊在施工方法上可分為明挖式綜合管廊、暗挖式綜合管廊。明挖法開挖時,需要考慮基坑支護問題,根據周邊環境、土層性質、地下水位、開挖深度等情況選擇不同的支護形式。挖深較淺時,圍護形式一般采用重力式擋墻,當周邊有放坡條件時,可結合放坡開挖;挖深較深時,可以考慮樁+支撐的圍護形式。

常用暗挖法施工方法有礦山法、盾構法和頂管法。礦山法主要用于粉質黏土和基巖地層,土層適應性差,施工速度較慢;盾構法地層適應性強,施工速度快,但是造價高,不適宜大面積推廣;頂管法主要用于軟土地區,地層適應性差,不宜長距離掘進,管徑一般在 2 m ~3 m,但其施工速度較快。

(3)按施工工藝分類

地下綜合管廊從施工工藝上來說,可分為現澆式和預制拼裝式。預制拼裝式具有施工速度快、施工質量好等優點,能大大縮短工期從而節省造價,但在施工過程中應特別注意管廊中心線偏位、標高誤差、相鄰管片不均勻沉降、管片防水等問題。

3.2 綜合管廊特殊段結構處理問題

綜合管廊在結構設計、施工時,應考慮如下不利情況。

(1)由于地基土層復雜性,綜合管廊在埋置后可能產生不均勻沉降,應相隔一定距離設置變形縫,變形縫中間設置橡膠止水帶,外側用密封膏密封。

(2)在地基性質急劇變化處以及可能發生液化的地基處設置柔性連接[2]。

(3)前期勘察時,勘探孔之間都有一定間距,應加強施工過程中的驗槽工作,當地基條件不好時,應進行地基加固處理,避免不均勻或過大的沉降。

(4)當地下構筑物與綜合管廊有交接時,交接處必須采用彈性鉸連接,連接處做好防水措施[3]。

(5)當綜合管廊與地鐵共筑時,必須驗算地鐵車輛運行引起的震動對綜合管廊內各種管線的影響,如有必要,應加設彈性支座等各種減震、隔震設施[3]。

3.3 管廊內特殊管線設計難點[4]

目前對納入綜合管廊比較有爭議的管線主要有燃氣管和排水管。燃氣管對環境的安全性要求高,當燃氣泄漏時,引發的事故將是災難性的,存在巨大的安全隱患。排水管一般情況下均為重力流管線,管線應按一定坡度埋設,這要求綜合管廊設計也相應設計成一定坡度,但這無疑會大大增加地下綜合管廊的成本。所以,對于納入地下綜合管廊內的管線應根據實際情況,綜合考慮設計。

4 城市地下綜合管廊難以推廣原因分析

地下綜合管廊對城市建設意義重大,技術上可行,且已在發達國家大面積推廣,但在我國卻舉步維艱,筆者認為有以下幾個方面的原因:

(1)法律法規、技術規范的不健全。在2012年以前,我國僅在《城市工程管線綜合規劃規范》中對綜合管廊布設上有一些簡單的規定。在消防系統、照明系統、排水系統等一些附屬工程設計中無明確規范,嚴重制約了綜合管廊的發展。

近年來,我們意識到了這方面的問題。并于2012年出臺了《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838-2012),成為首部關于城市地下綜合管廊的系統性規范。2015年出版了新修訂的《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838-2015),本規范從2015年6月1日起開始實施,城市地下管廊的規劃、設計、施工、管理等都要嚴格執行新的國家標準。同時,從2015年6月1日起,我國開始試行《城市綜合管廊工程投資估算指標》(ZYA1-12(10)-2015)(試行),從而合理確定和控制城市綜合管廊工程投資,滿足城市綜合管廊工程編制項目建議書和可行性研究報告投資估算的需要,并起到積極作用。

(2)管理問題。目前,我國針對管線的法規、規范中,地下管線的規劃、測繪及檔案管理等分屬不同部門,集中建設綜合管廊存在難以協調的問題。不同的管線單位對于自己的投資份額,后期需繳納的維護費用不明確,如果要擴容或者新增管線,該如何收費。同時,各個管線部門都有自己的管理體系,長期以來形成了一條適合自身、能正常運作的體系。如果要打破常規的管理模式,必須專門成立一個強有力的部門,協調管理好各個管線管理部門的關系,做好日常維護,保證綜合管廊的正常長期運行。

(3)成本問題。地下綜合管廊的投資成本遠遠大于管線獨立鋪設的成本,有些地下管廊建設成本甚至逼近地鐵建設成本,投資者或地方政府沒有看到長期受益,只看到巨額投資。雖然初期成本較高,但地下綜合管廊在使用后產生的效益卻是十分驚人的,臺灣的信義6.5 km長綜合管廊比單獨鋪設管線多投資5億元臺幣,但后期產生的經濟效益卻高達 2 337億元臺幣。

(4)建設環境問題。老城區建筑物密集,道路狹窄,人流量大,地下管線縱橫交錯,如需建設地下綜合管廊,需要將原有管線全部廢除,造成對生活、交通的極大不便,從而難以進行大規模管廊建設。建設環境差,也是制約綜合管廊發展的一個重要因素。

5 前景展望

綜合管廊項目投資大,周期長,收益慢,但對于城市建設意義巨大,這項工程必須依靠政府強有力介入才能保證實施。由于各地政府財政能力的差別,不可能完全有政府投資建設,應鼓勵企業投資建設和運營管理,并向社會融資。目前相對成熟的投融資模式有BOT模式和PPP模式[5],這兩種模式已被廣泛用于工程建設領域,有不少成功案例。

總之,我國應該不斷建立健全法律、法規和管理體系,明確政府在地下綜合管廊建設中的職能定位,完善投融資渠道,培育大型專業化地下管廊建設和運營管理企業,大力推進綜合管廊建設,改善城市環境,改善居民生活。多管齊下下,我們地下綜合管廊建設必將得到又好又快的發展。

[1]孫云章.城市地下管線綜合管廊項目建設中的決策支持研究[D].上海:上海交通大學,2008:1~5.

[2]GB 50011.建筑抗震設計規范[S].

[3]楊琨.淺談城市綜合管廊的設計[J].城市道橋與防洪,2013,5:236~239.

[4]劉應明,何瑤,張華.共同溝規劃設計中相關問題分析[J].土木建筑與環境工程,2011,33(S2):94~97.

[5]譚春曉.我國城市地下管線綜合管廊建設前景展望[J].價值工程,2015:311~312.

Brief Probe into the Construction of Urban Utility Tunnel

Xiong Xiaoliang,Liu Hengxin,Cen Yangrun,Zhang Hongjian,Li Huihui,Chen Junhui (Hangzhou Investigation,Design&Research Institute,Hangzhou 310000,China)

Urban utility tunnel engineering has a great significance for the city,can effectively alleviate the urban road water,traffic congestion;Solving repeated excavation of the road;to prevent pipeline rupture accident.But for now,China′s urban utility tunnel construction Gallery develops,slowly,the author of response to this situation,From the domestic utility tunnel development survey,design and construction difficulties,causes of difficulties in popularizing and development prospects to other aspects were discussed.

urban;utility tunnel;difficulty;developing

1672-8262(2016)02-148-03中圖分類號:TU94,TU990.3

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