王 昂

（天津國土資源和房屋職業(yè)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，天津 300270）

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市居住人口日益增加，交通擁堵問題、電力、通信、燃?xì)狻⒐┡潘仁姓O(shè)施的維護(hù)和檢修問題等日益嚴(yán)重。十九大報(bào)告指出：要堅(jiān)持新的發(fā)展理念，推動(dòng)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展。為解決由城鎮(zhèn)化帶來的問題，滿足民生的基本需求，提高城市綜合承載力，人們考慮將市政管線統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)置在同一個(gè)密閉空間中，希望通過集中設(shè)置管線來減少后期的反復(fù)開挖，并希望通過這種集中設(shè)置的方式來對管線進(jìn)行統(tǒng)一管理，提高工作效率和地下空間資源的利用率。這種思路經(jīng)過實(shí)踐證明是切實(shí)可行的。于是地下綜合管廊作為一種綜合市政工程迅速發(fā)展起來，然而在其發(fā)揮明顯優(yōu)勢的同時(shí)也出現(xiàn)了各種各樣的問題，有必要對地下綜合管廊進(jìn)行進(jìn)一步探討，為其發(fā)展與施工提供借鑒。

1 地下綜合管廊概述

傳統(tǒng)意義上的地下綜合管廊也叫共同溝或市政綜合溝。它是城市管道的地下綜合走廊，即通過在地下建造一個(gè)隧道空間，將給排水管道、燃?xì)夤艿?、供熱管道、電力及通信管道等市政工程管線集中布置在指定區(qū)域，并設(shè)置專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，形成集約化、現(xiàn)代化管理的現(xiàn)代市政基礎(chǔ)設(shè)施。入廊管線的選擇可參照表1進(jìn)行。

表1 入廊管線選擇表[1]

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)意義中的地下綜合管廊與地鐵、地下道路、地下商業(yè)區(qū)結(jié)合起來，形成了地下立體生活空間。我國目前正在興建的雄安新區(qū)在規(guī)劃設(shè)計(jì)中便采用了這種模式。

與直埋市政管線相比，地下綜合管廊具有綜合性、長效性、低成本性、環(huán)保性、可維護(hù)性、抗震防災(zāi)性、營運(yùn)可靠性、高科技性的特點(diǎn)，但由于受政府體制等因素以及建設(shè)維護(hù)資金量的影響，一般地方依靠財(cái)政投入難以承受[1]。

新城區(qū)的地下綜合管廊建設(shè)受到外界的干擾少，因此其建設(shè)相對較容易。主要需要結(jié)合城市未來的發(fā)展，使管廊在建設(shè)時(shí)預(yù)留至少未來50年發(fā)展所需的空間。老城區(qū)由于管線雜亂，規(guī)劃缺失，建筑物較多，地下綜合管廊在施工中對周圍環(huán)境影響較大，因此在建造地下管廊時(shí)的困難較多。需要根據(jù)實(shí)際情況探索出一條適合老區(qū)地下綜合管廊建設(shè)的新路子。

2 地下綜合管廊的發(fā)展概況

2.1 國外地下綜合管廊的發(fā)展

世界上第一條地下綜合管廊誕生于1833年的法國巴黎。1861年英國在倫敦開始興建地下綜合管廊，1893年德國在漢堡興建了第一條地下綜合管廊。進(jìn)入20世紀(jì)后，美國、西班牙、俄羅斯、日本、匈牙利等國也陸續(xù)開始興建地下綜合管廊。

迄今為止，世界上地下綜合管廊建設(shè)法規(guī)最完善，規(guī)劃最完整，技術(shù)最先進(jìn)，速度最快的國家是日本。到目前為止，日本已建成地下綜合管廊總長度超過2000km，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了地下綜合管廊與地下空間建設(shè)相結(jié)合[2]。

2.2 我國地下綜合管廊的發(fā)展

我國國內(nèi)第一條真正意義上的綜合管廊是1994年在上海張楊路建成的全長約11.13km的綜合管廊，這也是我國建設(shè)綜合管廊的一個(gè)標(biāo)志性起點(diǎn)。隨著國家政策、資金的支持和工程技術(shù)的不斷發(fā)展，許多大中城市不斷開始進(jìn)行綜合管廊建設(shè)的實(shí)踐探索。

雖然經(jīng)過幾十年發(fā)展，但是我國在對綜合管廊的研究和實(shí)踐方面仍然處于起步階段，相比國外，我國在管理模式、建設(shè)技術(shù)、投資規(guī)模、資金籌措等方面仍有較大的差距。

2.3 我國地下綜合管廊發(fā)展趨勢

我國綜合管廊經(jīng)過起步階段的探索后，逐漸明晰該領(lǐng)域所存在的主要問題及優(yōu)化方向。今后我國綜合管廊將在以下方面進(jìn)行改進(jìn)。

1）法規(guī)制度方面：加強(qiáng)相關(guān)法規(guī)制度的建設(shè)，建立專門的管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行專職管理，在地下綜合管廊的規(guī)劃設(shè)計(jì)中建立地下空間整體規(guī)劃。

2）整體設(shè)計(jì)方面：目前我國一部分地下綜合管廊與人防工程結(jié)合考慮，這種規(guī)劃設(shè)計(jì)思路具有很強(qiáng)的實(shí)用性。從目前政策導(dǎo)向看，地下綜合管廊與海綿城市建設(shè)技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。地下綜合管廊與地下空間建設(shè)相結(jié)合也成為新興城區(qū)的建設(shè)首選。

3）管理及運(yùn)營方面：目前我國的地下綜合管廊投資模式單一，各方利益協(xié)調(diào)難度大，有償使用模式推廣困難。今后的地下綜合管廊必將更多地引入社會(huì)資本，采取BOT模式、TOT模式或BT模式進(jìn)行建設(shè)。在采取多種資本投入的同時(shí)，地下綜合管廊建立合理的收費(fèi)機(jī)制也是今后的一個(gè)發(fā)展方向。在地下綜合管廊的運(yùn)維過程中，采用先進(jìn)的管理理念，樹立FM管理理念是解決地下綜合管廊維護(hù)管理的一種有效途徑。今后地下綜合管廊的管理將逐步建立信息管理智能化平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)及云計(jì)算、智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能維護(hù)系統(tǒng)等信息技術(shù)，將管廊內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備與信息管理智能化平臺(tái)互相聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)管廊內(nèi)情況與智能化平臺(tái)實(shí)施聯(lián)通互動(dòng)，動(dòng)態(tài)可視化，實(shí)時(shí)了解內(nèi)部情況；隨時(shí)掌握管廊內(nèi)情況，對管廊進(jìn)行實(shí)時(shí)有效管理，將管廊內(nèi)的各種信息進(jìn)行整合和共享，方便信息保存、查詢及利用[3]。

4）工程技術(shù)方面：地下綜合管廊采用預(yù)制拼裝技術(shù)是國內(nèi)外地下綜合管廊的發(fā)展趨勢之一。在設(shè)計(jì)施工中采用“BIM+GIS”技術(shù)已經(jīng)成為我國工程發(fā)展的必然結(jié)果。即通過三維數(shù)字建模與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)行地下綜合管廊及其內(nèi)部管線的三維模擬，有效模擬出管線的碰撞以及管線出現(xiàn)破裂時(shí)的最優(yōu)疏導(dǎo)方案，避免人員傷亡及能源浪費(fèi)。另外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在地下綜合管廊的日常監(jiān)測和維護(hù)中必然越來越多地采用智能化監(jiān)控平臺(tái)。利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用等信息化技術(shù)，進(jìn)行管道信息系統(tǒng)建設(shè)，為管道信息共享、現(xiàn)場操作、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控、快速維搶、完整性管理和決策提供全方位的信息支撐，實(shí)現(xiàn)管控一體化，決策智能化。實(shí)現(xiàn)管道設(shè)施三維數(shù)字化、可視化，現(xiàn)場情況與數(shù)值模擬實(shí)時(shí)交匯，管線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集，應(yīng)急措施自動(dòng)分析選擇。

3 地下綜合管廊的工程要點(diǎn)

3.1 地下管廊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

地下綜合管廊的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的原則，在地下綜合管廊設(shè)計(jì)之前需事先建立管線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，在城市地下綜合管廊設(shè)計(jì)時(shí)，前期必須做好各個(gè)專業(yè)的調(diào)查研究工作，設(shè)計(jì)全過程必須堅(jiān)持專業(yè)化的原則，從多角度多專業(yè)綜合考慮管廊的設(shè)計(jì)，同時(shí)要預(yù)留地下綜合管廊的擴(kuò)展接口，為以后的接駁提供條件[4]。

城市地下綜合管廊的平縱斷面走向需結(jié)合城市地下綜合管廊沿線的規(guī)劃用地情況、預(yù)估征地拆遷情況、工程地質(zhì)情況及道路條件確定。目前在確定城市地下綜合管廊平面布置時(shí)通常優(yōu)先考慮將地下綜合管廊布置在道路下方，較為常用的布置方式有：在道路中央布置（位于路中綠化帶下方）、在道路兩側(cè)布置以及道路單側(cè)布置（位于路側(cè)綠化帶下方）。地下綜合管廊的橫斷面形式與施工方法有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合管廊內(nèi)管線的布置情況，并綜合考慮管廊內(nèi)管線是否兼容、管線的后期管理和維修以及設(shè)置的管線類型等要求，并結(jié)合施工風(fēng)險(xiǎn)及經(jīng)濟(jì)合理性來選擇最佳的橫斷面尺寸、倉室布局。常見的橫斷面形式為矩形、圓形、馬蹄形及組合斷面形式。常見斷面形式如圖1所示。

圖1 常見地下綜合管廊斷面形式

我國地下綜合管廊多采用明挖法施工，明挖法施工的綜合管廊斷面形式可采用圖2所示斷面形式。

在設(shè)計(jì)地下綜合管廊時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行消防、通風(fēng)、排水、照明及供電等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證地下綜合管廊在運(yùn)維過程中的正常持續(xù)使用。

3.2 地下綜合管廊的施工要點(diǎn)

1）重視施工前期準(zhǔn)備工作

施工前應(yīng)備齊工程所需的相關(guān)圖集、規(guī)范、施工標(biāo)準(zhǔn)、施工心法等資料。通過圖紙審核、圖紙會(huì)審及技術(shù)交底等措施使各方參建人員能夠?qū)こ逃腥轿坏募?xì)致理解。當(dāng)施工準(zhǔn)備作業(yè)就緒后，應(yīng)該通過施工項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人進(jìn)行專業(yè)會(huì)審，然后將施工市核結(jié)果進(jìn)行備案整理。

2）合理選擇施工工法

目前我國的地下綜合管廊施工采用的施工方法有：明挖法、盾構(gòu)法、礦山法、頂管法及明挖預(yù)制拼裝法。根據(jù)實(shí)際工程情況，選取合理的施工方法能夠直接影響工程的造價(jià)、安全、工期及維護(hù)。常用工法的比選如表2所示。

圖2 明挖法地下綜合管廊常用斷面形式

表2 常用工法比選

3）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

在管理制度及施工工序上要嚴(yán)抓質(zhì)量，建立完善的質(zhì)量管理制度，保證施工材料與設(shè)備的質(zhì)量，嚴(yán)格控制施工工序，對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督和管理，同時(shí)要做好工程監(jiān)理工作。

重視測量控制。在施工中應(yīng)注意在關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵位置加密布置監(jiān)測點(diǎn)或者加強(qiáng)監(jiān)控量測頻率，保證放線的精度，保證工程變形出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施。

當(dāng)采用明挖法施工時(shí)，要尤其重視深基坑施工安全。在富水地區(qū)要嚴(yán)格要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。在開挖過程中要嚴(yán)格按照要求先撐后挖，分層分段對稱開挖，嚴(yán)禁超挖。

重視混凝土的施工質(zhì)量。由于綜合管廊結(jié)構(gòu)工程施工的主要作業(yè)面位于地面以下，受地下水、作業(yè)場地、原有市政管線等因素的影響，混凝土的質(zhì)量控制相比較于一般市政工程顯得更加有難度，同時(shí)綜合管廊工程具有隱蔽性，更要重點(diǎn)把控混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

做好附屬結(jié)構(gòu)預(yù)埋預(yù)留施工質(zhì)量控制。綜合管廊主體結(jié)構(gòu)施工中要仔細(xì)核對圖紙，確定各種工程管線預(yù)埋及預(yù)留孔，要根據(jù)設(shè)計(jì)管線的實(shí)際數(shù)量、管徑及位置等預(yù)留預(yù)埋，每次澆注混凝土前認(rèn)真檢查預(yù)留孔道和預(yù)埋件數(shù)量位置是否符合圖紙要求，檢查無誤后方能澆注混凝土。

4）建立完備的應(yīng)急處理措施

綜合管廊多在已建成的城區(qū)施工，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，無論采用何種施工工法均不可避免地對施工周邊的建構(gòu)筑物及地下管道產(chǎn)生影響。在施工前制訂嚴(yán)密可行的應(yīng)急處理措施。應(yīng)急預(yù)案不僅包含程序、制度上的應(yīng)急步驟，更要包含對工程自身風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)估及應(yīng)急預(yù)案、對工程周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)估及應(yīng)急處理預(yù)案。在綜合管廊施工前，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估并制定完備可行的應(yīng)急處理措施具有不可忽視的必要性，也是綜合管廊施工過程的要點(diǎn)之一。

3.3 地下綜合管廊防水要點(diǎn)[5]

地下綜合管廊防水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面因素，如：水文地質(zhì)狀況、施工方法、氣候條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用條件等。一般情況下，地下綜合管廊的防水等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為二級(jí)。地下綜合管廊的防水設(shè)計(jì)應(yīng)以防為主，以排為輔，并遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，經(jīng)濟(jì)合理”的設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)時(shí)要堅(jiān)持以防為主、多道設(shè)防、剛?cè)嵯酀?jì)的設(shè)計(jì)理念。以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為基礎(chǔ)，以接縫（施工縫、變形縫等）防水為重點(diǎn)，在必要位置設(shè)置防水加強(qiáng)層進(jìn)行防水。

明挖法多采用防水混凝土+全外包防水層做法。噴錨暗挖法防水常用做法是除采用防水混凝土外，尚應(yīng)在初支與二襯間預(yù)鋪防水卷材、防水涂料或塑料防水板形成襯墊防水系統(tǒng)，利用該防水層將圍巖內(nèi)的水與二襯隔開。盾構(gòu)法多采用抗?jié)B管片外涂防水涂料的防水設(shè)計(jì)。盾構(gòu)法施工防水的重點(diǎn)是襯砌接縫處的防水，接縫防水的關(guān)鍵是接縫面防水密封材料選擇及其設(shè)置方式。預(yù)制拼裝法主體結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)與盾構(gòu)法類似，多采用預(yù)制主管外涂防水涂料設(shè)計(jì)。防水的核心為預(yù)制管節(jié)相互間形成整體。管廊拼縫防水應(yīng)采用預(yù)制成型彈性密封墊為護(hù)腰防水措施，防水溝槽形式、放水截面尺寸應(yīng)與防水彈性密封墊的尺寸及形式相匹配。

4 結(jié)語

地下綜合管廊作為一種優(yōu)勢明顯的市政基礎(chǔ)工程，出現(xiàn)在越來越多的城市中。由于其涉及社會(huì)、地質(zhì)、規(guī)劃、巖土、給排水、消防、人防、電力、監(jiān)測、信號(hào)等多專業(yè)，在實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)施工時(shí)要細(xì)致全面考慮各方面的情況，牢牢抓住每個(gè)專業(yè)的要點(diǎn)。只有這樣才能保證地下綜合管廊在實(shí)際使用時(shí)能夠按設(shè)想要求發(fā)揮最大作用。