城市地下综合管廊施工技术研究报告

2016/10/24
来源:沈阳市政集团有限公司 沈阳市政地铁管片有限公司

核心提示:所谓“地下综合管廊”,就是把市政、电力、通讯、燃气、供水排水、热力等各种管线集于一体,在城市道路的地下空间建造一个集约化的隧道。同时设有专门的检修口、吊装口和监测、控制系统,是一种城镇综合管线工程。

1概论

1.1项目名称

《城市地下综合管廊施工技术研究报告》

1.2项目来源

辽宁省住房和城乡建设厅

1.3项目下达时间

2013年6月

1.4目的及意义

所谓“地下综合管廊”,就是把市政、电力、通讯、燃气、供水排水、热力等各种管线集于一体,在城市道路的地下空间建造一个集约化的隧道。同时设有专门的检修口、吊装口和监测、控制系统,是一种城镇综合管线工程。

城市地下综合管廊相当于人体中的一条超级动脉通道。它的建设将给城市从内到外的活力。地下综合管廊可以有效地避免拉链马路的出现,建成之后,只需要在内部进行布线,不需将道路重复挖掘。一旦有新的线缆加入,只要从入口放入即可。

地下综合管廊的建设还起到美化城市的作用,不再设电线杆、电缆线,使城市建设整洁有序。管廊的顶部安装“电子眼”进行全天候监控。当管网遇到问题时,管廊可以凭借监控系统第一时间找出问题。

综合管廊是21世纪新型城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一,它避免了由于埋设或维修管线而导致道路重复开挖的麻烦,由于管线不接触土壤和地下水,因此避免了土壤对管线的腐蚀,延长了管线的使用寿命,它还为城市的发展预留了宝贵的地下空间。同时也是积极响应“一流的规划、一流的设计、一流的建设、一流的质量”的建设一要求。目前科技部、建设部均把综合管廊作为新城建设,旧城全面改造的一项市政管线综合布置的新科技,在全国范围内推广建设。

1.5编制依据

1.5.1《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2011;

1.5.2《地下防水工程施工及验收规范》GB50208-2011;

1.5.3《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2012

1.5.4《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2006

1.5.5《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

2国内外城市地下综合管廊建设概况

2.1国外城市地下综合管廊建设经验

2.1.1法国

法国由于1832年发生了霍乱,当时的研究发现城市的公共卫生系统的建设对于抑制流行瘸的发生与传播至关重要,于是,在第二年,巴黎市着手规划市区下水道系统网络。并在管道中收容自来水(包括饮用水及清洗用的两类自来水)、电信电缆、压缩空气管及交通信号电缆等五种管线,这是历史上最早规划建设的综合管廊型式。

近代以来,巴黎市逐步地推动综合管廊规划建设,在1960年代末,为配合巴黎市副中心LADefense的开发,规期了完整的综合管廊系统,收容自来水、电力、电信、冷热水管及集尘配管等。迄今为止,巴黎市区及郊区的综合管廊总长已达2100公里,堪称世界城市综合管廊里程之首。

2.1.2英国

英国于1861年在伦敦市区内开始建设综合管廊,采用宽4米,高2,5米的半圆形综合管廊断面型式,其收容的管线除包括煤气管、自来水管、污水管外,还圆形综合管廊断面型式,其收容的管线除包括煤气管、自来水管、污水管外,还收容连接用户的供给管线,以及其他电力、电信等。1928年以后,由于发现煤气管道通风不良,故不再收容煤气管线。

迄今,伦敦市区已有22条的综合管廊。伦敦市的综合管廊建设费用均由政府筹措,并为政府所有,而采取出租管道空间的形式给管线单位使用。

2.1.3德国

前西德于1893年,在汉堡市的Kaiser-Wilheim街两侧人行道下方建设450米的综合管廊,收容热力管、自来水管、电力、电信缆线及煤气管,不收容下水道。综合管廊建成后,由于设计技术上的缺陷,在使用中出现了一些问题,主要包括:

自来水管破裂,造成综合管廊内积水;

热水管之绝缘材料,使用后无法全面更换;

由于沿街建筑物配管的需要以及横穿管线的铺设仍常常开挖道路;

因沿街用户的增加,规划断面未预估需求量的增长,使得综合管廊断面空间不足,为了新增用户,不得不在下再增设直埋管线。

尽管有这些缺失,经过经验总结与反思,综合管廊的建设理念,在当时仍获得很高的评价,因此,在1959年又在布白鲁他市建设了300米长的综合管廊,用以收容煤气管和自来水管。

前东德,于1964年,在苏尔市(Suhl)及哈利市(Halle)开始建设综合管廊的试点计划,到1970年共完成15公里以上的综合管廊,并开始投入营运,同时也拟定在全国推广综合管廊网络系统的计划。前东德综合管廊收容的管线包括雨水管、污水管、饮用水管、热水管、工业用水干管、电力、电缆、通讯电缆、路灯用电缆及煤气管等。

2.1.4西班牙

西班牙在1933年开始计划建设综合管廊,1953年马德里市首先开始进行综合管廊的规划与建设,当时称为服务综合管廊计划(Planfor ServiceGalleries),以后演变成目前广泛使用的综合管廊管道系统。经市政府官员调查结果发现,建设综合管廊的道路,路面开挖的次数大幅减少,路面塌陷与交通阻塞的现象也碍以消除,道路寿命也比其他道路显著延长,在技术和经济上都收到了满意的效果,于是,综合管廊逐步得以推广,到1970年止,已完成总长51公里。马德里的综合管廊分为槽(crib)与井(shaft)二种,前者为供给管,埋深较浅,后者为干线综合管廊,设技在道路底下较深处且规模较大,它收容除煤气管外的其他所有管线。另外有一家私人自来水公司拥有41公里长的综合管廊,也是收容除煤气管外的其他所有管线。历经40年的论证马德里市政官员对综合管廊的技术与经济效益均感满意。马德里的综合管廊内所敷设的电力缆线原被限制在15KV以内,主要是为预防火灾或爆炸,但随着电缆材料的不断改进,目前已允许电压增至138KV,至今没有发生任何事故,

2.1.5美国

美国自1960年代起,即开始了综合管廊的研究,在当时看来,传统的直埋管线和架空缆线所能占用的土地曰益减少而且成本愈来愈高,随着管线种类的日益增多,因道路开挖而影响城市交通,破坏城市景观。研究结果认为,在技术上、管理上,城市发展上,社会成本上建设综合管廊都是可行且必要的,只有建设成本的分摊难以形成定论,因此,1971年美国公共工程协会(American PublicWorksAssociation)和交通部联邦高速公路管理局赞助进行城市综合管廊可行性研究,针对美国独特的城市形态,评估其可行性。

1970年,美国在WhitePlans市中心建设综合管廊,其它如大学校园内,军事机关或为特别目的而建设综合管廊,但均不成系统网络,除了煤气管外,几乎所有管线均收容在综合管廊内。此外,美国较具代表性的综合管廊还有纽约市从束河下穿越并连接Astoria和Hell Gate Generatio Plants的隧道(Consolidated Edison Tunnel),该隧道长约1554米,高约67米,收容有345KV输配电力缆线、电信缆线、污水管和自来水干线。而阿拉斯加的Fairbanks和Nome建设的政府所有的综合管廊系统,是为防止自来水和污水受到冰冻。Faizhanks系统长约有六个廊区,而Nome系统是唯一将整个城市市区的供水和污水系统纳入,沟体长约4022米。而且是以木材建造的。

2.1.6日本

日本综合管廊建设开始于1926年,在关东大地震之后,日本政府针对地震导致的管线大面积破坏,在东京都复兴计划中试点建设了三处综合管廊:

(1)九段阪综合管廊,位于人行道下净宽3M,高2M的干线综合管廊,长度270M,为钢筋混凝土箱涵构造;

(2)滨町金座街综合管廊,为设于人行道下的电缆沟,只收容缆线类;

(3)东京后火车站至昭和街的综合管廊,也是设于人行道下,净宽约3.3M,高约2.1M,收容电力、电信、自来水及煤气等管线。后来,由于建设费用分摊缺乏共识,且当时政府对管线单位没有适当的补助制度,又因刚刚大地震后,经济萧条,存有挖掘道路影响交通的危机,因此没有继续推动综合管廊的建设。直到1955年后,由于汽车量快速增长,积极新建、扩建道路,埋设各类管线,为避免经常开挖道路影响交通,1959年又再度于东京都淀桥旧净水厂及新宿西口建设综合管廊;1962年政府宣布禁止开挖道路,并于1963年四月颁布了“综合管廊特别措施法”,制定建设费用的分摊办法,拟定长期的发展计划,从公布了综合管廊专法后,首先在尼崎地区建设综合管廊889M,同时在全国各大城市拟定五年期的综合管廊连续建设计划,1993年~1997年为日本综合管廊的建设高峰期,至1997年已完成干管446公里,较著名的有东京银座综合管廊,青山共同淘、麻布综合管廊、幕张副都心、横滨M21综合管廊、多摩新市镇综合管廊(设置垃圾输送管),其它各大城市,大阪、京都、各古屋、冈山市、爱知县等均大量进行综合管廊建设,至2001年,据统计日本全国已兴建超过600公里的综合管廊,在亚洲地区名列第一。

2.1.7其他国家

俄罗斯的莫斯科,列宁格勒及基辅市等大都市,均建有综合管廊系统,其建设时期不可考,可能在冷战时期国防上的需要而兴建,其设计方式分为单室及双室断面,而且大都采用预制式。

瑞典斯德哥尔摩市在二战期间原已经建造一条30公里长,直径8米的管沟原为民防用,二战后着重于地下管沟的建设,每年利用综合管廊收容自来水管,雨水管、污水管、暖气管及电力、电信等服务性管线,效果良好,后又陆续建造了25~30公里。

芬兰的赫尔辛基目前建有36km长的综合管廊,主要位于市中心区,收容的管线主要为给水管以及供热、供能管线、电缆等.赫尔辛基综合管廊最大的特点是 其埋设于岩层中,埋深达30~80米,可不沿道路建设而取直线线路,因此线路的长度可减少30%。综合管廊的造价可达每米3500~5000英镑。

此外,挪威奥斯陆、瑞士苏黎士、波兰华沙、莱比锡等城市,都有综合管廊的建设实例。

2.2国内及台湾地区综合管廊的发展状况

2.2.1台湾地区

台湾地区近十年来,对综合管廊建设的推动不遗余力,成果丰硕。台湾地区自1980年代即开始研究评估综合管廊建设方案,1990年制定了“公共管线埋设拆迁问题处理方案”来积极推动综合管廊建设,首先从立法方面进行研究,1992年委托“中华道路协会”进行“共同管道法立法的研究”,2000年5月30臼通过立法程序,同年6月14日正式公布实施。2001年12月颁布母法施行细则及建设经费分摊办法及综合管廊工程设计标准,并授权当地政府制订综合管廊的维护办法。至此台湾地区继日本之后成为亚洲具有综合管廊最完备法律基础的地区。

台湾结合新建道路,新区开发、城市再开发、轨道交通系统、铁路地下化及其它重大工程优先推动综合管廊建设,台北,高雄、台中等大城市己完成了系统网络的规划并逐步建成,此外,己完成建设的还包括新近施工中的台湾高速铁路沿线五大新站新市区的开发。到2002年,台湾综合管廊的建设已逾150公里,累积的经验,足可供我国其它地区的借鉴。

2.2.2国内大陆地区

我国大陆地区于1958年在北京天安门广场下建设了第一条综合管廊,之后,综合管廊的建设一直没有得到有力的推动。直到1990年,天津市为解决新客站处行人、管道与穿越多股铁道而兴建长50m,宽10.0m,高5.00m的隧道,同时拨出宽约2.5m作为综合管廊,用于收容上下水道、电力、电缆等管线。1994年上海浦东新区,张杨路建造两条支管综合管廊,宽5.9m,高2.6m,长11.5公里,收容煤气、通信、上水、电力等管线,这是我国较具规模的综合管廊。张杨路综合管廊的大胆实践使国内在综合管廊建设技术方面积累了比较成熟的经验。但因共同沟与城市规划的不协调、后期运营管理中法规体系的不健全等原因,导致综合管廊建成后未能全部投入使用,造成了投资的浪费,由此而对综合管廊的建设进行了深入的反思和研究,尤其在综合管廊费用分摊、运营管理及相关法制标准建设方面的研究目益受到重视。

随着我国综合国力的提升,特别是城市建设的高标准要求,综合管廊的优点与综合效益,己为广大的城市建设和管理工作者所接受。然而,由于经济政治体制的差别,国外比较成熟的综合管廊管理运作体制不能直接用于我国,而且这方面涉及的因素复杂,国内正在对此进行探索与实践,总体来看,还没有形成系统,专门针对综合管廊的建设技术标准和管理模式还没有建立。尽管如此,国内综合管廊还是以不可阻挡的趋势发展着,以实践推动对综合管廊的深入研究。

近年来,国内许多城市都在积极创造条件规划建设综合管廊,特别是在规划和建设中的新区,如深圳中心区、安亭新镇、松江大学城、广州大学城、昆明呈贡新区、宁波东部新城等几乎全部规划建设了综合管廊,以及奥运村和世博园也在积极地进行综合管廊规划的研究。由于在老城区建设综合管廊成本过高,即使在发达国家也比较慎重,国内的综合管廊建设还处于起步阶段,选择新规划城区进行试点建设是积累经验的有效方法。随着国内许多城市对地下空间综合开发的日益重视,地下空间专项规划也在许多城市和地区开展起来。综合管廊作为地下空间开发的一个重要方面,也获得了进一步发展的机遇,因此,在城市地下空间综合开发中整合规划建设综合管廊己成为明显的趋势。

到2004年,国内已建成的综合管廊总长度大约为40多公里,主要分布在上海、广州、北京等大城市,其规模最大的当属广州大学城综合管廊,总长17.4公里,其次为上海张杨路综合管廊有11.5公里,上海安亭汽车城综合管廊5.75公罩,深圳大梅沙一盐田坳综合管廊,全长2.675公里,其断面高2.85米,宽2.4米,北京中关村1.9公里,其他地区的已建综合管廊多为l公里以内的综合管廊,包括上海松江大学城综合管廊、杭州城站广场综合管廊。

3、沈阳市浑南新城地下综合管廊项目技术分析

3.1施工内容

浑南新城综合管廊成井字形布局(参见图9),主要纳入电力、电信管线。标准段主要施工内容:预制管廊生产和现场安装以及管廊现浇施工等。非标准段主要施工内容:通风口、投料口、管线接出口等建设内容。

3.2具体部位及结构尺寸

标准段:全运北路约5.2公里;沈中大街约2.6公里。非标准段:全运北路约2.6公里;沈中大街约1.2公里。管廊工程总长度约11.6公里。标准断面尺寸为宽2.6米,高2.4米,壁厚0.3(预制0.25)米。

3.3工程特点

3.3.1浑南新城综合管廊土建工程采取现浇与预制相结合的施工设计理念,加快了施工速度,提高了产品质量,特别在施工过路段、地表水发生地段、管线障碍段等采用预制方法施工效果显著。

3.3.2工期紧、模板量大。现浇混凝土采用抗渗标号要求 P6,抗冻等级F200,C30防水混凝土。预制混凝土采用抗渗标号要求P6,抗冻等级F200,C40防水混凝土。

3.3.3 施工缝预埋止水钢板,变形缝采用带钢边橡胶止水带综合预防。

3.3.4 预制方涵采取企口形式,承口、插口采用高精度加工的模具生产,预应力采用钢绞线张拉安装。

4、包头市新都市中心区综合管廊项目技术分析

4.1建设规模

包头市新都市中心区是集政务、商务、金融、会展、文化休闲、高档居住、总部经济等为一体的城市中心区。根据城市市政公用管线布局和包头市新都市中心区总体规划,为推动包头市新都市中心区的开发建设进程,拟在城市道路下建造市政配套设施共用的综合管廊,将电力、通信、给水、中水、供热等市政管线集中为一体,达到地下空间的综合利用和资源共享。(参见图10)

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