■ 王恒棟

地下空間

我國地下綜合管廊工程技術(shù)進(jìn)展

■ 王恒棟

綜合管廊系指建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。綜合管廊根據(jù)其所收容的管線不同，其性質(zhì)及結(jié)構(gòu)亦有所不同，大致可區(qū)分為干線綜合管廊、支線綜合管廊、纜線綜合管廊（電纜溝）等三種，如圖1、圖2所示。

圖1 干線綜合管廊、支線綜合管廊示意圖

干線綜合管廊主要收容的管線為電力、通訊、給水、排水、燃?xì)?、熱力等管線。干線綜合管廊的斷面通常為圓形或多格箱形，綜合管廊內(nèi)一般要求設(shè)置工作通道及照明、通風(fēng)等設(shè)備，其特點(diǎn)主要為：

（1）穩(wěn)定、大流量的運(yùn)輸。

（2）高度的安全性。

（3）內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊。

（4）兼顧直接供給到穩(wěn)定使用的大型用戶。

（5）一般需要專用的設(shè)備。

（6）管理及運(yùn)營比較簡(jiǎn)單。

支線綜合管廊主要負(fù)責(zé)將各種供給從干線綜合管廊分配、輸送至各直接用戶。其一般設(shè)置在道路的兩旁，收容直接服務(wù)的各種管線。支線綜合管廊的斷面以矩形斷面較為常見，一般為單格或雙格箱形結(jié)構(gòu)。綜合管廊內(nèi)一般要求設(shè)置工作通道及照明、通風(fēng)等設(shè)備，其特點(diǎn)主要為：

（1）有效（內(nèi)部空間）斷面較小。

（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便。

（3）設(shè)備多為常用定型設(shè)備。

（4）一般不直接服務(wù)大型用戶。

纜線綜合管廊主要負(fù)責(zé)將市區(qū)架空的電力、通訊、有線電視、道路照明等電纜收容至埋地的管道。纜線綜合管廊一般設(shè)置在道路的人行道下面，其埋深較淺，一般在 1.5 米左右。纜線綜合管廊的斷面以矩形斷面較為常見，一般不要求設(shè)置工作通道及照明、通風(fēng)等設(shè)備，僅增設(shè)供維修時(shí)用的工作手孔即可，如圖2所示。

圖2 纜線綜合管廊示意圖

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2015〕61 號(hào)）全面貫徹落實(shí)黨的十八大和十八屆二中、三中、四中全會(huì)精神，按照《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》（國發(fā)〔2013〕36 號(hào)）和《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2014〕27 號(hào)）有關(guān)部署，把地下綜合管廊建設(shè)作為履行政府職能、完善城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要內(nèi)容，在繼續(xù)做好試點(diǎn)工程的基礎(chǔ)上，總結(jié)國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和有效做法，逐步提高城市道路配建地下綜合管廊的比例，全面推動(dòng)地下綜合管廊建設(shè)。

《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》（2016 年 2 月 6 日）明確指出 ：“建設(shè)地下綜合管廊。認(rèn)真總結(jié)推廣試點(diǎn)城市經(jīng)驗(yàn)，逐步推開城市地下綜合管廊建設(shè)，統(tǒng)籌各類管線敷設(shè)，綜合利用地下空間資源，提高城市綜合承載能力。各城市要綜合考慮城市發(fā)展遠(yuǎn)景，按照先規(guī)劃、后建設(shè)的原則，編制地下綜合管廊建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃，在年度建設(shè)計(jì)劃中優(yōu)先安排，并預(yù)留和控制地下空間。完善管理制度，確保管廊正常運(yùn)行?！?/p>

我國城市地下綜合管廊正在大規(guī)模建設(shè)，2015 年有 10個(gè)城市作為首批綜合管廊建設(shè)試點(diǎn)城市，2016 年第二批又增加了 15 個(gè)城市。僅 2016 年，我國開工建設(shè)的綜合管廊規(guī)模里程就已經(jīng)突破 2000km，成為世界上綜合管廊建設(shè)規(guī)模最大的國家，在綜合管廊工程建設(shè)領(lǐng)域，取得了新的進(jìn)展。

老城區(qū)穩(wěn)步推進(jìn)

中央及國務(wù)院相關(guān)文件已經(jīng)明確指出“城市新區(qū)、各類園區(qū)、成片開發(fā)區(qū)域新建道路必須同步建設(shè)地下綜合管廊，老城區(qū)要結(jié)合地鐵建設(shè)、河道治理、道路整治、舊城更新、棚戶區(qū)改造等，逐步推進(jìn)地下綜合管廊建設(shè)?！?/p>

在《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838-2016）、《城市地下綜合管廊工程規(guī)劃編制指引》中，均建議綜合管廊的建設(shè)區(qū)域?yàn)橥恋馗邚?qiáng)度開發(fā)和管線密集地區(qū)，如：

（1）交通運(yùn)輸繁忙或地下管線較多的城市主干道以及配合軌道交通、地下道路、城市地下綜合體等建設(shè)工程地段。

（2）城市核心區(qū)、中央商務(wù)區(qū)、地下空間高強(qiáng)度成片集中開發(fā)區(qū)、重要廣場(chǎng)、主要道路的交叉口、道路與鐵路或向流的交叉處、過江隧道等。

（3）道路寬度難以滿足直埋敷設(shè)多種管線的路段。

（4）重要的公共空間。

（5）不宜開挖路面的路段。

在城市老（舊）城區(qū)建設(shè)綜合管廊同在新區(qū)建設(shè)綜合管廊有明顯的差異，在老區(qū)建設(shè)綜合管廊要優(yōu)先考慮對(duì)交通及環(huán)境的影響，一般情況下要結(jié)合城市地下空間開發(fā)、舊城改造、道路改造、地下主要管線改造等項(xiàng)目同步進(jìn)行。

在老城區(qū)建設(shè)綜合管廊，基于減少對(duì)交通、周邊環(huán)境的影響，近年來非開挖施工技術(shù)已經(jīng)用于綜合管廊工程建設(shè)，一般采用頂管、盾構(gòu)、暗挖等施工方法。

頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)，以期實(shí)現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

圖3 矩形頂管建造綜合管廊

盾構(gòu)施工法是使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在護(hù)盾的保護(hù)下，在機(jī)內(nèi)安全的進(jìn)行開挖和襯砌作業(yè)，從而構(gòu)筑成隧道的施工方法。

圖4 盾構(gòu)法建造綜合管廊

全線入廊取得突破

中央及國務(wù)院相關(guān)文件已經(jīng)明確指出“凡建有地下綜合管廊的區(qū)域，各類管線必須全部入廊，管廊以外區(qū)域不得新建管線?！睘榱私鉀Q所有管線必須全部入廊的政策要求，《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB50838-2012 進(jìn)行了修編，在 2015版本中，明確規(guī)定地下綜合管廊給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等城市工程管線可納入綜合管廊。

具體什么管線、多少管線應(yīng)該納入綜合管廊當(dāng)中，涉及的影響因素很多，有政策要求、技術(shù)條件約束、建設(shè)和營運(yùn)成本的考量。從綜合管廊工程建設(shè)過程不難發(fā)現(xiàn)，給水、再生水、熱力、電力、通信管線納入綜合管廊比較容易，反對(duì)意見比較少。而雨水、污水、天然氣納入綜合管廊相對(duì)而言，反對(duì)意見相對(duì)比較多。

雨水、污水納入綜合管廊的反對(duì)意見主要集中在這些管道大都是重力流排放，對(duì)綜合管廊的縱坡、高程要求有一定的限制。在這個(gè)問題上，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于提高城市排水防澇能力推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的通知》（建城［2016］174 號(hào)）也給出了明確的指導(dǎo)意見，就是依據(jù)城市地下綜合管廊工程規(guī)劃確定的管廊建設(shè)區(qū)域，結(jié)合地形坡度、管線路由等實(shí)際情況，因地制宜確定雨水管道入廊的敷設(shè)方式。

智慧管廊異軍突起

根據(jù)相關(guān)政策要求，凡建有地下綜合管廊的區(qū)域，各類管線必須全部入廊，管廊以外區(qū)域不得新建管線。在這種條件下，如何保障綜合管廊這個(gè)城市重要生命線的安全，是一個(gè)值得關(guān)注的重要問題。綜合管廊的安全問題，可以概述為以下幾個(gè)方面：

（1）綜合管廊結(jié)構(gòu)本體的安全 ：規(guī)范規(guī)定了綜合管廊的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的安全等級(jí)宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同。在工程設(shè)計(jì)中，做到這個(gè)要求比較容易。

（2）綜合管廊結(jié)構(gòu)本體的耐久性 ：綜合管廊工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為 100 年。因而，要根據(jù)氣候條件、水文地質(zhì)狀況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方法和使用條件等因素進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。綜合管廊工程中所使用的材料要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、受力條件、使用要求和所處環(huán)境等選用，主要材料宜采用高性能混凝土、高強(qiáng)鋼筋。

（3）綜合管廊抗震性能：雖然相對(duì)于地面高層建筑，綜合管廊的地震放大效應(yīng)不明顯，但綜合管廊工程應(yīng)按乙類建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)?？拐鹦阅芨鶕?jù)不同的地震設(shè)防烈度和地震條件，做好抗震的性能化設(shè)計(jì)，主要是地基的液化處理、剛度突變的構(gòu)造處理、地基承載力差異導(dǎo)致的差異沉降控制。

（4）綜合管廊防火性能：綜合管廊主結(jié)構(gòu)體按照耐火極限不低于 3.0h 的不燃性結(jié)構(gòu)體進(jìn)行防火控制。防火的關(guān)鍵還是以防為主，強(qiáng)化管理。在綜合管廊內(nèi)實(shí)行動(dòng)火作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取防火措施。

（5）綜合管廊管線運(yùn)營的安全 ：綜合管廊的日常管理單位應(yīng)建立健全維護(hù)管理制度和工程維護(hù)檔案，并應(yīng)會(huì)同各專業(yè)管線單位編制管線維護(hù)管理辦法、實(shí)施細(xì)則及應(yīng)急預(yù)案。各專業(yè)管線單位應(yīng)配合綜合管廊日常管理單位工作，確保綜合管廊及管線的安全運(yùn)營。各專業(yè)管線單位應(yīng)編制所屬管線的年度維護(hù)維修計(jì)劃，并應(yīng)報(bào)送綜合管廊日常管理單位，經(jīng)協(xié)調(diào)后統(tǒng)一安排管線的維修時(shí)間。

（6）綜合管廊防淹性能：綜合管廊的人員出入口、逃生口、吊裝口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口等露出地面的口部是防止地面積水倒灌的薄弱部位，這些部位應(yīng)滿足城市防洪要求，并應(yīng)采取防止地面水倒灌及小動(dòng)物進(jìn)入的措施。

（7）綜合管廊防人為破壞：綜合管廊的人員出入口、逃生口、吊裝口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口等露出地面的口部同樣是安全的薄弱部位，各類孔口的蓋板應(yīng)設(shè)置在外部使用時(shí)非專業(yè)人員難以開啟的安全裝置，防止人為破壞。

（8）綜合管廊兼顧人防性能：根據(jù)《中華人民共和國人民防空法》的要求，城市的地下交通干線以及其他地下工程的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)兼顧人民防空需要。地下綜合管廊工程是城市的生命線，也應(yīng)當(dāng)兼顧人防的要求。兼顧人防的要求，主要是在戰(zhàn)時(shí)進(jìn)行臨時(shí)的加固、封堵，確保安全。

預(yù)制裝配管廊方興未艾

城市地下綜合管廊工程建設(shè)的突出問題是投資與收益的矛盾突出。在場(chǎng)地開闊、周邊環(huán)境影響較小的情況下，綜合管廊工程的施工一般采用明挖施工。根據(jù)國家建筑工業(yè)化的政策導(dǎo)向，目前在推進(jìn)地下綜合管廊主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，積極推廣應(yīng)用預(yù)制拼裝技術(shù)，提高工程質(zhì)量和安全水平，同時(shí)有效帶動(dòng)工業(yè)構(gòu)件生產(chǎn)、施工設(shè)備制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因而，綜合管廊的施工方式從傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工向預(yù)制裝配方向發(fā)展。在具體的預(yù)制裝配方向，又可以分為預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系和裝配整體結(jié)構(gòu)體系。預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)體系縱向采用預(yù)應(yīng)力筋連接接頭、螺栓連接接頭或承插式接頭。當(dāng)場(chǎng)地條件較差，或易發(fā)生不均勻沉降時(shí)，優(yōu)先采用承插式接頭。裝配整體結(jié)構(gòu)體系需要在現(xiàn)場(chǎng)采用疊合方式進(jìn)行二次混凝土澆筑形成裝配整體。

在城市老（舊）城區(qū)綜合管廊建設(shè)宜結(jié)合地下空間開發(fā)、舊城改造、道路改造、地下主要管線改造等項(xiàng)目同步進(jìn)行。在此類區(qū)域，由于交通、周邊環(huán)境保護(hù)的要求，往往需要采用非開挖施工技術(shù)，把綜合管廊工程建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境的影響降到可接受的限度，一般采用頂管、盾構(gòu)、暗挖等施工方法。

結(jié)語

我國城市地下綜合管廊工程建設(shè)已進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)階段，在綜合管廊工程規(guī)劃理念、設(shè)計(jì)方法及手段、新材料新技術(shù)應(yīng)用等方面，取得了不少新的成果。但在工程建設(shè)方面，建議進(jìn)一步關(guān)注如下幾方面的問題：

（1）綜合管廊工程建設(shè)的安全與保障。

（2）綜合管廊運(yùn)營的安全與保障。

（3）綜合管廊建設(shè)及管理的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）綜合管廊建設(shè)的質(zhì)量保證。

（5）新材料在綜合管廊建設(shè)中的示范應(yīng)用。

（作者單位：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司）