李寧

摘要：盾構(gòu)法在城市地下管廊施工中的科學合理運用有著明顯的優(yōu)勢， 一定程度上有助于降低施工作業(yè)對地面的占用和破壞，而且產(chǎn)生的噪音和揚塵比較小，符合安全文明施工的要求，能促使工程項目施工建設(shè)取得更大的綜合效益。本文主要以深圳市城市軌道交通14號線共建管廊工程為例，重點從入廊管線設(shè)計、管廊斷面布置、平縱布置、管廊附屬系統(tǒng)設(shè)計等方面，對盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計進行簡要闡述和分析，希望對城市綜合管廊工程科學合理的應(yīng)用盾構(gòu)法有所啟示。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計城市軌道交通入廊管線設(shè)計管廊斷面布置平縱布置

Discussion and Analysis of Key Points in Design of Shield Utility Tunnel

LI Ning

（Changchun Branch of Shenzhen Municipal Design and Research Institute Co.， Ltd.， Changchun， Jilin， 130000 China）

Abstract： The scientific and rational application of shield method in the construction of urban underground utility tunnel has obvious advantages. To a certain extent， it helps to reduce the occupation and damage of construction operations to the ground， and the noise and dust generated are relatively small， which meets the requirements of safe and civilized construction， and can promote the construction of engineering projects to achieve greater comprehensive benefits. This article mainly takes the joint construction of a utility tunnel project of Shenzhen Urban Rail Transit Line 14 as an example， focusing on the design of the shield utility tunnel from the aspects of the corridor pipeline design， the layout of the pipe gallery section， the horizontal and vertical layout， and the design of the auxiliary system of the utility tunnel. The design is briefly elaborated and analyzed， hoping to give some enlightenment to the scientific and reasonable application of the shield method in the urban shield utility tunnel.

Key Words： Shield construction; Utility tunnel design; Urban rail transit; Corridor pipeline design; Pipe gallery section layout;Horizontal and vertical layout

近年來，我國出臺了相關(guān)政策和指導性文件，明確要求在城市規(guī)劃和建設(shè)過程中穩(wěn)步推進城市地下綜合管廊建設(shè)，并加強這方面的管理和監(jiān)督，確保城市安全運行，有效提高城市的綜合承載力，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展[1]。廣東省在城市化建設(shè)中也在積極相應(yīng)國家的政策和號召，在地鐵施工的同時，不斷健全和完善綜合管廊。綜合管廊與深圳城市軌道交通14號線共建，就是一項科學的規(guī)劃設(shè)計，是提高城市綜合競爭力的科學舉措，也符合綜合管廊規(guī)劃與建設(shè)的有關(guān)要求和標準。為確保工程項目建設(shè)取得更大的效益，強調(diào)準確把握綜合管廊設(shè)計的要點和關(guān)鍵，確保規(guī)劃設(shè)計和布局科學合理，并將盾構(gòu)法等科學應(yīng)用其中，有效提高綜合管廊建設(shè)的標準和質(zhì)量。

1工程項目概況

本工程主要位于羅湖區(qū)、龍崗區(qū)，沿線主要為中臺地和沖洪積平原地貌，整體上兩端低、中間高，局部地區(qū)地形有起伏。工程沿線的水系比較發(fā)達，包含了很多河流和水利設(shè)施。14號線共建管廊涉及2處河道，2處供水工程、1處水庫藍線、2處林區(qū)等。由于城市開發(fā)較為迅速，地上建筑較多，管廊路由除沿市政道路外，需穿越兩個既有小區(qū)。該工程項目的管廊為通過性干線管廊，主要納入給水大管徑輸水干線（2xDN1600），電力220kV、110kV干線，再生水大管徑干線（DN600-DN1000）以及預(yù)留通信干線。綜合管廊近期北側(cè)與黃閣路（16號線）綜合管廊相連，南側(cè)與羅湖區(qū)綜合管廊連接，遠期將與布龍路、平安大道、橫崗一號路規(guī)劃綜合管廊相連。管廊斷面主要分為三/四個艙室?？傮w上來說，工程項目的施工難度比較大，需要對工程進行科學的規(guī)劃設(shè)計，對各項不穩(wěn)定因素和風險隱患等進行有效監(jiān)管，盡可能降低施工中的安全隱患，實現(xiàn)工程項目建設(shè)綜合效益最大化。

2綜合管廊建設(shè)的作用意義

在城市規(guī)劃和設(shè)計過程中穩(wěn)步推進綜合管廊建設(shè)有著重要的作用意義，一定程度上實現(xiàn)了地下空間的有效利用，尤其是推進城市軌道交通和綜合管廊協(xié)同建設(shè)。這方面工作的開展也有助于實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，能夠為未來城市管線的擴容、增設(shè)預(yù)留空間，方便管線維護、調(diào)整、管理等方面工作的實施，而且還避免了擴建時候重復開挖造成的不利影響，有助于延長管線使用壽命[2]，確保其運行的安全穩(wěn)定性。綜合管廊的規(guī)劃建設(shè)強調(diào)實現(xiàn)市政管線的集中敷設(shè)、統(tǒng)一管理，強調(diào)在綜合的考慮和分析管線全壽命周期、社會效益等的基礎(chǔ)上科學設(shè)計，這方面工作的開展一定程度上有利于城市發(fā)展及管理。綜合管廊建設(shè)在很大程度上提高了城市的綜合防災(zāi)抗災(zāi)能力，加上的那層鋼筋混凝土保護層，可以起到比較好的降低地震、臺風、冰凍、侵蝕等造成的影響的作用效果。此外，綜合管廊建設(shè)與城市軌道交通協(xié)同建設(shè)，還有助于減少對地鐵、管線遷改和交通疏解的影響。

3影響綜合管廊規(guī)劃建設(shè)的因素分析

在綜合管廊規(guī)劃建設(shè)的過程中要求對各項影響因素有全面的了解和準確的把握，重點對這些因素進行監(jiān)督和控制，以確保規(guī)劃建設(shè)的科學合理性和安全可靠性，實現(xiàn)綜合效益最大化。需要考慮和分析布局的科學合理性，如果布局不合理，將直接影響其功能和作用的發(fā)揮，為確保管廊規(guī)劃布局方案的經(jīng)濟可行性和安全可靠性，在規(guī)劃設(shè)計的時候需要綜合的考慮和分析經(jīng)濟成本、城市功能、道路、市政管線等方面的因素。第一，綜合管廊工程一般投資建設(shè)費用大，且短期經(jīng)濟效益不明顯，在規(guī)劃設(shè)計的時候需要綜合考慮和分析經(jīng)濟因素，正確以最小的投入取得愈大的社會效益。第二，綜合管廊是一項基礎(chǔ)性的市政設(shè)施項目，在規(guī)劃布局的時候還需要綜合分析城市功能，對城市用地和空間布局等進行科學分析，一般可以將其建設(shè)在高密度開發(fā)區(qū)、城市中心區(qū)或交通運輸非常繁忙不宜開挖的地段[3]。第三，要綜合的考慮和分析道路因素，一般強調(diào)在新建道路下、需改擴建的道路下或者是交通流量大、交通運輸繁忙的主干道規(guī)劃和布置綜合管廊，以免因重復開挖造成不必要的影響和損傷。

4盾構(gòu)施工綜合管廊規(guī)劃設(shè)計

盾構(gòu)法主要指的是使用機械暗挖隧道的施工方法，在一些斷面單一的隧道工程項目施工建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛，該方法在城市地下管廊施工中的科學合理運用有著明顯的優(yōu)勢，如施工的進度比較快，且產(chǎn)生的噪音和揚塵比較小，施工作業(yè)對地面的占用和破壞小，且對城市交通的影響小，在城市地下綜合管廊施工中得到了科學應(yīng)用[4]。

綜合管廊與深圳城市軌道交通14號線共建項目中科學利用盾構(gòu)施工，能取得更理想的綜合效益。例如，（1）在清水河站以北-布吉區(qū)段周圍有很多建筑物，且環(huán)境比較復雜，如果使用明挖法的話，交通疏解的難度比較大，且線路改遷量、房屋拆遷量大，還會對周圍人們的生活造成極大的影響。盾構(gòu)法在施工作業(yè)的時候?qū)Φ缆芳肮芫€影響小，比較適合該區(qū)段。（2）在布吉-石芽嶺區(qū)、石芽嶺-鹽排高速區(qū)、鹽排高速—黃閣路區(qū)段施工可能影響該區(qū)域范圍內(nèi)36棟建筑物，且施工的時候需要嚴格的控制地表沉降，因此需要優(yōu)先選擇盾構(gòu)法。

5盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計要點關(guān)鍵

5.1入廊管線設(shè)計

綜合管廊設(shè)計首先需要確保入廊管線設(shè)計的科學合理性，根據(jù)實際項目的需要，對入廊管線設(shè)計進行科學規(guī)劃和調(diào)整。（1）促使燃氣管道進入綜合管廊，一定程度上有助于保護燃氣管道不被壓壞、不受土壤腐蝕，同時也方便管道的安裝檢修，但也存在一定的風險性，如管道泄漏、爆炸事故等，在規(guī)劃設(shè)計的時候需要配置一定的儀表設(shè)備對其進行科學監(jiān)測，確保其運行的安全穩(wěn)定性。此外，還需要在綜合的分析安全、運行成本、投資等多個因素的基礎(chǔ)上，考慮是否將燃氣管道納入綜合管廊。（2）還需要對排水管線設(shè)計進行綜合的考慮和分析，以確保雨水、污水管線規(guī)劃設(shè)計的科學合理性。一般情況下，污水管不進入地下綜合管廊，主要是綜合管理在規(guī)劃設(shè)計的時候一般不設(shè)縱坡或者是縱坡很小，如果要將污水管線進入綜合管廊，則需要依照污水輸送的相關(guān)標準和要求對綜合管廊的坡度進行敷設(shè)，需要加深管廊埋深，從而增加了綜合管廊規(guī)劃建設(shè)的投資成本。而且，污水管在規(guī)劃設(shè)計的時候，還需要科學規(guī)范的設(shè)置透氣系統(tǒng)、污水檢查井等，管線的接入口比較多，如果將污水管進入綜合管廊，很可能會造成綜合管廊結(jié)構(gòu)規(guī)模擴大的情況。（3）電力電纜在綜合管廊建設(shè)需要納入的重要管線，一般情況下需要在綜合考慮和分析該區(qū)域管廊專項規(guī)劃、年度建設(shè)等的基礎(chǔ)上，同步同步入廊敷設(shè)[5]。

5.2管廊斷面布置

綜合管廊建設(shè)和規(guī)劃設(shè)計還需要科學對管廊斷面進行調(diào)整，確保斷面布置的科學合理性。管廊斷面的布置和確定與采用的施工工藝和方法、容納的管線種類、地質(zhì)條件等密切相關(guān)，需要對這些因素進行綜合考慮和分析，對此有全面、準確的把握，以確保橫斷面設(shè)計切實滿足實際工程項目各類管線布置、敷設(shè)空間、維修空間、安全運行、擴容空間等的需要。在橫斷面設(shè)計的時候需要做到綜合管廊內(nèi)各管線設(shè)置合理且不相互干擾，盡量緊湊，預(yù)留適度發(fā)展空間。例如，深圳市軌道交通14號線共建綜合管廊在規(guī)劃設(shè)計的時候，受位置的影響，不能進行大規(guī)模的開挖建設(shè)，主要采用的還是盾構(gòu)施工工藝，在設(shè)計的時候需要對原來規(guī)劃的管廊斷面進行科學調(diào)整，采用盾構(gòu)圓形斷面形式，內(nèi)徑7.7m，外徑8.5m，以切實滿足實際項目的需要。龍崗段綜合管廊盾構(gòu)段面容納管線主要有干線給水管道、再生水、10kV電力、通信、多回路高壓電力等。

5.3平縱布置

綜合管廊設(shè)置在道路下，一般需要確保管廊中心線與道路中心線平行，如果綜合管廊穿越城市主干路、鐵路、軌道交通等的時候，盡量要做到垂直穿越。在規(guī)劃設(shè)計的時候需要盡量滿足綜合管廊與其它管線的交叉要求以及通風口、出入口等結(jié)構(gòu)引出地面的要求。在豎向設(shè)計的時候，需要綜合的考慮和分析綜合管廊上相交管線橫過空間、地上構(gòu)筑物基礎(chǔ)、盾構(gòu)深度、地質(zhì)條件、綜合井深度等的成本，。如果綜合管廊穿越河道的時候，則需要選擇在河床最穩(wěn)定的河段，并科學合理的確定管廊與河道間距。

5.4管廊附屬系統(tǒng)

在綜合管廊設(shè)計時候需合理規(guī)劃綜合井平面位置及功能設(shè)計，綜合井平面位置選定要結(jié)合規(guī)劃管線銜接位置，規(guī)劃管廊與其他管廊、管線銜接位置，通風、消防、吊裝需求，規(guī)劃用地空間等因素。綜合井功能設(shè)計包含管線設(shè)備吊裝、人員出入/逃生、消防、通風、供電、照明、監(jiān)控及報警、排水等設(shè)計。合理的規(guī)劃盾構(gòu)綜合管廊井位以及井內(nèi)各專業(yè)功能設(shè)計，才能實現(xiàn)整個管廊系統(tǒng)的科學合理性，保證綜合管廊建成后，安全、高效運行[6]。

6結(jié)語

綜上所述，新時期在推進城市規(guī)劃建設(shè)的時候，需要穩(wěn)步推進城市地下綜合管廊建設(shè)，并加強這方面的管理和監(jiān)督，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。盾構(gòu)法在城市地下管廊施工中的科學合理運用有著明顯的優(yōu)勢，在城市地下管廊規(guī)劃建設(shè)的時候需要充分認識到這一點，并根據(jù)實際工程項目的需要，對入廊管線設(shè)計、管廊斷面布置、平縱布置、管廊附屬系統(tǒng)設(shè)計等進行綜合考慮和分析，明確設(shè)計要點和關(guān)鍵，以確保設(shè)計的科學合理性，實現(xiàn)工程項目建設(shè)綜合效益最大化，有效提高綜合管廊建設(shè)的標準和質(zhì)量。

參考文獻

[1]黃萍，林杰欽.基于層次分析法的 DFT 城市綜合管廊盾構(gòu)施工風險評價研究[J].安全與環(huán)境工程，2020（5）：120-125.

[2]李鳴，邱昌，蔣少武，等.盾構(gòu)隧道管廊內(nèi)分艙結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)[J].建筑施工，2020（2）：101-103.

[3]王全勝，李洋，楊聚輝，等.綜合管廊 U 型盾構(gòu)機械化施工工法研究與應(yīng)用[J].隧道建設(shè)，2018（5）：839-845.

[4]劉天雄，陳輝華，李瑚均.復合地層盾構(gòu)施工安全影響因素及安全事故致因機理[J].鐵道科學與工程學報，2020（1）：272-278.

[5]黃志堂，王峰，李娟，等.盾構(gòu)隧道下穿高速公路加寬區(qū)管樁施工技術(shù)[J].四川建材，2020（2）：111-113.

[6]仲崇軍，李勝，張玉珠，等.盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計要點探討[J].中國給水排水，2019，35（2）：67-71，78.

2039501186249