城市综合管廊的设计要点与施工技术研究论文_汪俊伟

城市综合管廊的设计要点与施工技术研究论文_汪俊伟

上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司武汉分公司 湖北武汉 430077

摘要:工程技术人员应该从设计方面入手,学习国外先进设计理念,结合各个城市现阶段发展需求和远期规划发展方向,建成一批适应我国城市经济发展、节约地下空间资源、减灾防灾、改善城市环境的地下综合管廊。

关键词:综合管廊;基础设施;设计要点;施工技术

引言

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城市道路重复开挖,避免了土壤对管线的腐蚀,延长了管线的使用寿命。同时,由于综合管廊的集中敷设管线方式,为城市的发展节省了宝贵的地下空间,为城市管线实现信息化建设管理创造了良好的条件。

1城市综合管廊概述

(1)综合管廊定义

建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施。将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。

(2)综合管廊类型

综合管廊根据其所容纳的管线不同,其性质及结构亦有所不同,大致可区分为干线综合管廊、支线综合管廊、缆线管廊三种。

(3)综合管廊施工方法

城市综合管廊施工主要有明挖施工、暗挖施工以及预制拼装三种施工方法。其中明挖施工主要应用于城市道路浅层空间管廊施工之中。暗挖施工大多应用于需要深层次挖掘的管廊施工或者城市中心地带管廊施工中。预制拼装施工在会展中心集中区域或者现代化工业集中区域中应用比较多。

2 综合管廊的技术优势

综合管廊的突出优势是将城市各类市政设施如通信、防火、照明、电力、给排水、燃气等管线统一规划和管理,这种统筹规划及运营管理的设计思路,具有如下技术优势。

2.1 提高城市管理水平

一方面按照物权法(草案)的规定,政府拥有城市道路红线范围内的所有物权,政府代表国家和城市市民监管市政管线运营商的运营行为。另一方面政府必须允许运营商按照市场准则进入市政管线的投资行为,给予合法进入市政管线运营商在合法经营时,管线占用城市道路地下空间的使用权,为保障城市市政管线功能的正常运转,政府可利用市政综合管廊这一公共资源作为监管平台,来加强对市政管线运营商的管理,极大地提高了管理的效率和质量。

2.2 集约利用城市地下空间

随城市地下空间被认为是不可再生的有限资源和宝贵财富,而地下管线主要占据地下10米以内的地下空间,也是开发程度最高的地下空间部分。因此在城市地下空间的开放和利用中,应统筹空间开发和管线建设的相互关系,地下管线综合管廊模式有利于集约管线占据断面空间,有利于与地铁、道路、地下街及地下防空等建筑结合,提高城市地下空间开发利用的综合效益。

2.3 全寿命工程成本效益好

建造综合管廊能够有效地延长管廊内管线的使用寿命;有利于各种管线的维护、更换、增容和集中管理,减少维护成本;有利于实现智能化管理,提高管理效率,符合管道管理智能化发展方向的需要;克服了城市发展与市政管线规划之间的矛盾,有利于城市美观和交通通畅,避免了施工过程中不同管线彼此干扰,使管线质量更有保证。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,综合管廊结构具有一定的坚固性,能抵御一定的冲击荷载,具有防灾性能。

不可否认,目前的城市综合管廊系统在前期的建设投入成本很大,然而一旦建成,其后期运营维护的费用大大降低,具有非常显著的全寿命经济效益。首先,综合管廊避免了后续补充管线或者更换管线时需要反复开挖路面的可能,减少了管养对城市陆面交通的影响,从而节省了大量的维护、管理和修复费用;其次,各类管道系统不进行统筹规划的话很容易受到地下水及土壤化学物质的腐蚀,其使用寿命将大大折扣,而综合管廊系统中各类管线的运营环境可以进行控制,使用寿命大大提高。

3 城市综合管廊设计要点分析

3.1 平面设计要点

在对管廊进行平面设计时,设计人员要充分考虑城市的发展。例如:管线种类及容量、城市道路、轨道交通规划等设施;同时这些设施的建设也要能够在城市管线的设置基础上,在综合管廊开展全面布局之前,做好安全措施,需要对管网进行全面普查,并根据普查结果对管廊进行分析,在必要的时候,还要进行专题报道,进而确保综合管廊建设的可行性。因此,设计人员在进行管廊的平面设计过程中,要尽可能的保证管线能够与城市道路之间保持平行关系,如果管线上方是铁路,则需要保证与铁路保持垂直关系。

3.2 断面设计要点

断面设计在城市综合管廊的设计过程中,可以说是设计的核心内容,工作人员在管廊的断面设计上,需要根据现阶段的管廊设计需求进行建设,同时还要结合施工方法以及管线安装要求,在当前的发展过程中,管廊的使用寿命一般都会设置在100年,我国相关人员对城市管线的分析工作中,对管线容量进行了远期预测,预测的年限大致为20年,因此,两者的预测期限差距非常明显。

3.3 结构设计

综合管廊的结构设计主要是管道的尺寸拟定和构造连接等。管道尺寸的确定是需要根据结构计算分析建立的,但还需要考虑管道作为地下结构应该满足基本的耐腐蚀性能。一般要求,管道的最小厚度要满足25cm,且钢筋保护层厚度不低于5cm,对于结构内部的钢筋层保护厚度可以适当减少,但应不低于2.5cm。

综合管廊除了满足结构安全设计要求外,还需要特别注重防水和防腐构造。水渗漏不仅影响管廊结构本身的耐久性,还影响管廊内部各种管道的使用寿命;管廊腐蚀则直接影响管廊自身的承载力和使用寿命。首先,应该进行防水处理,特别是构造连接处,结构设计本身应该能够具有较高的防水等级。此外,还应该在局部构造连接处采用防水构造,防水复合层及止水橡胶带。最后进行表面的防水涂料处理。防腐蚀方面,在防水处理的时候填入防腐材料就可以达到目的,特别需要对管廊内部金属构件进行防腐处理,应该在除锈后进行环氧沥青层涂抹以形成防腐。

4 综合管廊的施工技术

城市环境的综合管廊施工可以采用预制和现浇两种工艺。显然,现浇施工技术具有难度低、工艺简单、结构完整性好、防水性能好等优点,但存在施工工期长、对现场环境影响大、不利于大面积大范围施工建造等问题。预制施工工艺则能够显著地提高施工建设效率,且对现场环境的影响很小,但存在防水效果不好、节段连接等问题。总体而言,预制和现浇施工各有其优点和缺点,系统总结如下:

预制管廊的优点:(1)各类构件能够在预制厂高质量高效率完成,钢筋绑扎到位、混凝土保护层厚度准确、振捣密实、养护充分等;(2)施工成品质量可以得到最大的保证;(3)施工对环境影响很小;(4)施工工期短,建设效率高。

缺点:(1)防水问题突出,预制管廊节段之间连接、管廊与垫层之间的防水连接等问题;(2)整体性相对差,不均匀沉降影响大;(3)双孔复杂管廊预制难。

现浇管廊的优点:(1)管廊的整体性好,对地震和不均匀沉降作用等具有较好抵抗力;(2)现浇管廊的设计、施工等标准较多,规范明确,标准齐全;(3)现浇方法的工程造价相对较低。

缺点:(1)现场施工的质量较难保证,容易出现病害和裂缝;(2)施工工期长、建设效率低,对环境影响大,很容易影响城市交通、市民生产和生活等。

综合管廊的施工过程相对于城市地铁等建造工艺简单,主要通过边坡开挖→ 支档开挖→管廊主体施工→基坑回填等工艺组成,其中,预制和现浇构成了管廊主体施工工序。需要注意的是,基坑回填过程中需要严格控制回填施工质量,控制压实度,保证密实防水,这样才能提高综合管廊的运营使用年限。

结束语

城市的综合发展离不开城市给水、排水、电力、通讯、热力、燃气等部门综合作业协同发展。由于各个部门都自成体系,每个体系内都有自己特定的一套管路施工,通过使用地下空间,帮助地上各项工程服务。由于各个部门需要铺设的管线较多,都在地下施工,容易出现混乱现象。针对这些问题就需要城市综合管廊发挥积极作用,通过规划整个城市的各条管路可以行走的路线,帮助建设一个整体的城市综合性的地下管道系统。

参考文献:

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[2]邓蕾蕾.城市综合管廊的设计研究[J].中国水运,2016,02:74-75.

[3]王彦祥,窦荣舟,颜炳魁.谈综合管廊的设计优化[J].山西建筑,2016,12:118-119.

[4]胡咏祥.城市综合管廊设计重点及实例应用探究[J].建设科技,2016,08:152-153.

论文作者:汪俊伟

论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期

论文发表时间:2018/11/26

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