城市建设地下综合管廊施工技术难点的深层解析

城市建设地下综合管廊施工技术难点的深层解析

河南四建股份有限公司河南开封475000

摘要:随着城镇现代化进程的不断加快,城市建设配套的市政管线作为城市的“生命脉络”也在不断地扩充扩容。城市地下综合管廊随着城市现代化建设进程的不断发展孕育而出,地下综合管廊的建设,大大的缓解了因城镇化建设进程过快所带来的“城市内涝”、“空中蜘蛛网”等问题,并且能有效解决城市发展过程中道路反复挖掘的问题。从国内来看,我国的地下综合管廊发展速度缓慢,笔者结合这一问题对地下综合管廊施工技术难点进行研究和探讨,希望能为未来地下综合管廊的发展建设和规划提供参考。

关键词:地下综合管廊;施工技术;难点

引言:改革开放以来,我国城镇化建设正在经历一个快速发展的阶段。与城镇化的快速发展相比,城市的基础配套设施建设相对滞后,造成的“城市内涝”、“管网老化严重”、“管线管理体制混乱”等问题,对城市形象和人们的日常生活造成了极大的影响,所以加快地下管廊建设、提高城市生命线的运行效率、节约土地资源、美化市容是势在必行的。地下综合管廊建设是推动我国经济建设、维护城镇化长久发展的一项重要举措。

一、地下综合管廊概述

城市地下综合管廊俗称“共同沟”,是指设置于地面下可同时容纳包括电力、电信、供水、煤气、交通信号、闭路电视等两种及以上的公共基础设施,并拥有完备的排水、照明、通讯、监控等辅助设施功能的地下箱(管)涵“廊道”,是城市建设现代化、科技化、集约化的标志之一,也是城市地下空间充分利用的象征,更是城市公用管线敷设综合化、廊道化的发展新趋势。建成的城市市政管网地下综合管廊,维修人员可以通过专门通道进入综合管廊中铺设新管线或进行维护、维修破裂管线,避免或减少地面被反复开挖;管廊中的管线不接触地下水和土壤,能有效避免化学物质的腐蚀,延长使用寿命;可以避免城市建设中导致土体变形并进一步引发管线破裂的事故等。

最早开始建设综合管廊的城市是法国巴黎,巴黎海拔较低,年平均降雨量达642mm。但是巴黎很少发生由于下雨积水引发的内涝。在欧洲国家,地下综合管廊被定为公共产品,在产权分配上,政府通过财政来支持地下综合管廊的建设运营,而管线单位只负责租用。通过这种运营方式,避免了多主体建设等问题,为未来地下综合管廊的建设维护提供了便利,从而促进其规模和建设水平都达到世界前列。德国和瑞士的地下综合管廊建设水平也处于世界领先行列,其相同之处在于依靠立法明确了各部门对地下综合管廊的职责,促进各部门共同为地下综合管廊的建设发挥积极作用。总体来说欧洲一些国家和地区的地下综合管廊的建设技术已经比较成熟,对于地下综合管廊的研究侧重在管理方面,使其更加的人性化、科学化。

在我国城市市政基础设施建设中,地下综合管廊建设还属于新型项目,建设规模不大,对其研究还停留在突破技术难点,合理规划等方面,能为建立合理的地下综合管廊管理模式提供的参考还相对较少。我国是属于政府主导下的市场经济体制,在基础设施建设中,对于带有公益性质的市政项目,避免不了市场失灵的情况,必将受到政府的约束,所以对于地下综合管廊的研究要采取政策先行的原则,根据实际发展需要,制定出相应的、符合地下综合管廊特点的政策条例,保证地下综合管廊建设合法、有序的进行。

二、地下综合管廊分类

1、按功能进行分类

地下综合管廊按功能可分为干线综合管廊、支线综合管廊以及干支线综合管廊。其中干线综合管廊的内部空间大可同时容纳多种管线,因此干线综合管廊在结构形式和建设材质上要求相对高,因此干线的建设、运营造价高,与支线管廊相衔接,通常将其设置在道路中央地下较深的地方,而支线管廊与干线相比内部空间相对小,其与干线和用户之间相连接,通常位于人行道之下,由于支线管廊内敷设管道的运输量较小,因此支线管廊建设材质较干线管廊相比要求相对稍低,建设和运营造价也低于干线管廊造价,而且埋藏相对较浅。

2、按施工方法分类

其施工的方式分为明挖式和暗挖式。明挖法要对外界周边的环境进行考察,根据土质以及附近的水位来进行分析,从而因地制宜,对于不同地质条件和周边环境选择适宜的支护形式和施工方法,由于挖的较深时,周边的土会随之下滑,因此就可以结合附近的坡或者对于重力墙的应用来对于其进行支撑。而暗挖式则是通过对地层进行勘探考察后再选择合适的暗挖方法。例如当地层土质松软,不利于支撑和挖方时,可以选用顶管法或盾构进行施工。当然不利的地质条件会增加地下工程建设和运营成本。

3、按施工工艺分类

可分为现浇式和预制拼装式。前者随着施工一起进行,施工周期长对环境干扰大,而后者则可以通过提前的制定来进行实现,有利于加快工程的速度,并且将造价降到最低,但再度与后者进行应用的过程中要加强对于实际情况的测量,将误差降到最低。

三、地下综合管廊施工技术难点

1、综合管廊在结构设计、施工时,应考虑如下不利情况

(1)由于地基土层复杂性,综合管廊在埋置后可能产生不均匀沉降,应相隔一定距离设置变形缝,变形缝中间设置柔性止水带,外侧用密封膏密封。

(2)在地基性质急剧变化处以及可能发生液化的地基处设置柔性连接或进行地基处理。

(3)前期勘察时,勘探孔之间都有一定间距应加强施工过程中的验槽工作,当地基条件不好时应进行地基加固处理避免不均匀或过大的沉降

(4)当地下构筑物与综合管廊有交接时,交接处必须采用弹性铰连接,连接处做好防水措施

(5)当综合管廊与地铁共筑时,必须验算地铁车辆运行引起的震动对综合管廊内各种管线的影响如有必要,应加设弹性支座等各种减震、隔震设施

2、技术方面的选择

(1)施工方法的选择

盾构技术应用较少的原因在于:

①现有管廊项目基本集中在政府规划新城区中,场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许,所以建设单位会更倾向于选择施工简单、造价低的大开挖方式施工;

②即使是在老城区,地下管线密集且位置难以准确定位,也会给盾构或者顶进技术造成很大的不便。

预制装配式施工技术应用较少的原因在于:

①预制装配式箱涵施工会出现大量接口,其密封性、防水性能、抗不均匀沉降能力难以保证;

②箱涵接口费用、运输及吊装费用增加无疑加大了成本支出;

③断面千变万化,无法形成标准化设计,管廊预制投入太大,同时管廊出风口、下料口、逃生口等特殊节点的预制较难;

④预制装配式施工还没有形成规模,生产厂数量少。

(2)管廊断面的选择

一方面,断面形式的选择与所采取的施工方法有关。用于地下综合管廊的钢筋混凝土箱涵的断面形状主要有三种,圆型、矩型和异型:明挖现浇施工时宜采用矩形断面,这样的内部空间使用方面比较高效;采用明挖预制装配施工时宜采用矩形断面或圆形断面,这样施工的标准化、模块化比较易于实现;采用非开挖技术时宜采用圆形断面、异形断面,主要是考虑受力性能好、易于施工。另一方面,断面形式的选择还需要考虑舱室分隔问题。国标中对于分舱问题比较严格,强制规定天然气管道必须独立舱室敷设,热力管道不与电力电缆同舱敷设,而且为了避免信号干扰,110kV及以上电力电缆不应与通信电缆同侧布置。国家电网公司对电力电缆纳入综合管廊也有相应规定,要求电力舱应采用独立舱体建设。在现有技术水平的限制下,过分强调安全,而造成管廊断面出现三仓、四仓设计,相应的附属系统成倍增加,导致项目投资大幅增加。根据工程量核算,每增加一个舱体,其土建及附属设施造价就要提高20%-25%,并且相对来说多仓结构的廊道还弱化了运营期管廊的集约化管理功效

结语:总而言之,在经过多年的地下工程施工实践中,地下综合管廊施工的技术性和功能性的问题已基本上解决,不过地下综合管廊的施工仍需在更加工业、更加节能方面多加改进。与此同时,在日后施工的实际操作中,施工部门还需制定更加详细的施工规范以保证地下综合管廊的工程质量。

参考文献:

[1]王文杏.综合管廊建设与管理的政策体系研究[D].西安建筑科技大学,2017.

[2]熊晓亮.城市地下综合管廊探讨[J].思想政治工作研究,2016(02):63.

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