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        世博文化公園綜合管廊改造工程設(shè)計(jì)方案研究

        2023-12-04 08:29:56孫繼成
        城市道橋與防洪 2023年11期
        關(guān)鍵詞:工程

        孫繼成

        [上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司,上海市 200125]

        0 引 言

        綜合管廊,又稱(chēng)“綜合管道”或“共同溝”,指建于城市地下用于容納兩類(lèi)及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施[1]。從1994 年的上海張楊路綜合管廊算起,綜合管廊在國(guó)內(nèi)的發(fā)展已有29 年。隨著城市建設(shè)的發(fā)展,綜合管廊項(xiàng)目建設(shè)在全國(guó)各地如火如荼的開(kāi)展。截止到2021 年底,我國(guó)綜合管廊建成里程數(shù)達(dá)到6 707 km,其中2021 年新建綜合管廊為1 800 km[2],城市綜合管廊的建設(shè)已成為衡量城市發(fā)展水平的重要標(biāo)志[3]。

        近年來(lái),北京、上海等超大型城市的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出由增量發(fā)展向存量更新轉(zhuǎn)變的風(fēng)向,城市用地變得越來(lái)越精細(xì)化[4]。一些早期建設(shè)的市政設(shè)施如綜合管廊與城市更新發(fā)展之間出現(xiàn)沖突的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,如何因地制宜的開(kāi)展綜合管廊建設(shè),平衡已建綜合管廊與城市發(fā)展之間的矛盾也是今后綜合管廊改造工程中需要面對(duì)的重要問(wèn)題。本文以世博文化公園綜合管廊改造工程為例,對(duì)城市更新過(guò)程中遇到的綜合管廊改造設(shè)計(jì)方案和要點(diǎn)進(jìn)行了介紹,以供相關(guān)設(shè)計(jì)人員參考。

        1 工程概況

        現(xiàn)狀世博綜合管廊建于2009 年,綜合管廊沿博成路、國(guó)展路、后灘路、白蓮涇路敷設(shè),其中國(guó)展路(夏滌路—高科西路)為雙艙,其余為單艙??傞L(zhǎng)為6.4 km,其中打浦路隧道和上南路段為管線直埋敷設(shè)。敷設(shè)有電力、通信電纜和給水管線,主要為沿線地塊提供市政供應(yīng)服務(wù)的管線提供通道,定位為支線型綜合管廊(見(jiàn)圖1)。

        圖1 世博浦東園區(qū)綜合管廊現(xiàn)狀示意圖

        根據(jù)最新區(qū)域控規(guī),現(xiàn)狀世博管廊(夏滌路以東段)所在區(qū)域位于規(guī)劃世博文化公園范圍內(nèi),該公園是上海市重大文化體育設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目,建成后,將成為上海中心城區(qū)黃浦江沿岸的生態(tài)地標(biāo)。園區(qū)內(nèi)部需要進(jìn)行大規(guī)模的公園景觀建設(shè),原有的土地性質(zhì)也發(fā)生變化,僅保留包括大歌劇院、溫室和保留世博場(chǎng)館群為主的建筑群。

        為了保證世博文化公園綠化景觀的連續(xù)性以及滿足地區(qū)規(guī)劃調(diào)整對(duì)綜合管廊的要求,規(guī)劃提出園區(qū)內(nèi)的綜合管廊除保留夏滌路以東段(博成路)和薈萃110 kV 變電站以東段(國(guó)展路)外,其余予以拆除。同時(shí)規(guī)劃沿夏滌路(博成路至國(guó)展路段)建設(shè)綜合管廊,以滿足保留綜合管廊環(huán)形運(yùn)行的要求(見(jiàn)圖2),這也是本工程研究的背景。

        圖2 規(guī)劃新建綜合管廊平面示意圖

        2 總體方案

        2.1 改造工程整體原則

        結(jié)合公園設(shè)計(jì)方案及周邊建構(gòu)筑物保留情況,本次改造工程遵循的整體原則為:

        (1)確保施工期間保留段管廊使用功能的完整;

        (2)不能影響園區(qū)內(nèi)近期保留設(shè)施的正常運(yùn)行。

        2.2 改造工程時(shí)序安排

        由于園區(qū)施工進(jìn)度安排的不同,世博文化公園綜合管廊改造工程難以同步實(shí)施完畢,按照實(shí)施先后順序主要分為三個(gè)子項(xiàng),見(jiàn)圖3。

        圖3 綜合管廊改造示意圖

        (1)連通工程:對(duì)廢棄段和保留段管廊的拆除端口處進(jìn)行系統(tǒng)切割和連通,確保后續(xù)施工期間夏滌路東側(cè)現(xiàn)狀保留段管廊的正常運(yùn)行。

        (2)處置工程:對(duì)夏滌路西側(cè)廢棄段管廊進(jìn)行拆除,確保公園項(xiàng)目的實(shí)施。處置現(xiàn)狀綜合管廊長(zhǎng)度約1 990 m。

        (3)新建工程:新建夏滌路(博成路—國(guó)展路)綜合管廊,與保留段綜合管廊連接,從而形成管廊環(huán)路,發(fā)揮世博片區(qū)綜合管廊的服務(wù)功能。新建綜合管廊長(zhǎng)度約380 m。

        3 改造工程設(shè)計(jì)方案

        3.1 綜合管廊連通工程

        本次設(shè)計(jì)時(shí),為保證夏滌路西側(cè)綜合管廊拆除后保留段綜合管廊的正常使用,需要先進(jìn)行綜合管廊內(nèi)部各機(jī)電系統(tǒng)的連通。在進(jìn)行綜合管廊切割位置選取時(shí),結(jié)合不同機(jī)電系統(tǒng)的分區(qū)方式進(jìn)行選取,以減少機(jī)電系統(tǒng)的連通工作量。切割位置確定為原通風(fēng)口(即防火分區(qū)處)處,從而保留完整的防火分區(qū)、通風(fēng)分區(qū)以及排水分區(qū),僅需考慮照明、供電以及監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的連通。

        供電系統(tǒng)部分,由于公園的實(shí)施,2 座原分變電站被拆除,為了保證由原分變電所供電的保留段管廊的正常運(yùn)行,于夏滌路南北兩側(cè)分別新設(shè)一處動(dòng)力配電裝置電源,用于向該部分管廊供電,待后期新建管廊建成后拆除。

        監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)則采用線路臨時(shí)性反向貫通的方式進(jìn)行環(huán)通。利用保留段綜合管廊通信線路反向貫通,形成環(huán)網(wǎng)。

        3.2 綜合管廊處置工程

        拆除段現(xiàn)狀綜合管廊為單艙,平均埋深約2.2 m。處置范圍為:博成路0+000~0+924.1,國(guó)展路0+540~1+391.9,后灘路0+047~0+490。除去部分直埋段管線,總拆除長(zhǎng)度約為1 990 m。

        綜合管廊處置工程可以分成土建部分和機(jī)電部分,工序?yàn)橄炔鸪龣C(jī)電系統(tǒng),后拆除土建部分。

        (1)機(jī)電系統(tǒng)處置

        根據(jù)各機(jī)電系統(tǒng)的功能特性及施工安全的考慮,不同系統(tǒng)的拆除順序依次為:監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。施工時(shí)按照順序予以拆除即可。

        (2)土建部分處置

        若僅拆除綜合管廊突出地面的上部結(jié)構(gòu)和地下夾層部分,則可能對(duì)后續(xù)工程實(shí)施產(chǎn)生障礙,增加二次拆除費(fèi)用;若按照土建結(jié)構(gòu)全部拆除模式,則可能會(huì)加大工程費(fèi)用。因此在對(duì)現(xiàn)狀綜合管廊進(jìn)行拆除時(shí),需要結(jié)合工程所在地實(shí)際情況,對(duì)綜合管廊的拆除方式進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。本次綜合管廊處置共涉及約1 900 m 的綜合管廊,結(jié)合世博文化公園設(shè)計(jì)方案,其中約270 m 現(xiàn)狀綜合管廊位于規(guī)劃景觀湖區(qū)域,約300 m 現(xiàn)狀綜合管廊位于規(guī)劃地下室區(qū)域,約1 420 m 現(xiàn)狀綜合管廊位于公園填挖方區(qū)域(即設(shè)計(jì)標(biāo)高與現(xiàn)狀標(biāo)高不一致區(qū)域)。因此處置方案可根據(jù)綜合管廊所處區(qū)域的不同分為部分挖除、全挖除和填埋三種處置方式。

        a. 部分挖除

        部分挖除主要針對(duì)處于規(guī)劃景觀湖區(qū)域的綜合管廊。景觀湖湖底標(biāo)高0.30 m,湖面常水位2.80 m,綜合管廊平均頂標(biāo)高2.30 m,與景觀湖沖突。對(duì)位于公園湖底以上部分的綜合管廊結(jié)構(gòu)予以拆除,湖底以下部分結(jié)構(gòu)保留,利用湖區(qū)開(kāi)挖土方原地回填內(nèi)部空倉(cāng)至湖底標(biāo)高。該段管廊處置施工與公園湖泊開(kāi)挖同步進(jìn)行,節(jié)約施工成本。

        b. 全挖除

        全挖除主要針對(duì)處于規(guī)劃地下室區(qū)域。由于兩者在高程上存在沖突,為了避免綜合管廊土建結(jié)構(gòu)對(duì)后續(xù)地下室開(kāi)挖施工造成影響,該段綜合管廊采取土建結(jié)構(gòu)全部拆除的方式進(jìn)行處置。

        c. 填埋

        填埋主要針對(duì)位于公園填挖方區(qū)域的現(xiàn)狀綜合管廊。這部分綜合管廊采取整體回填的方式,將頂板開(kāi)洞后,向內(nèi)部空腔回填50%棄渣結(jié)合50%氣泡混合輕質(zhì)土,頂板以上回填部分回填土應(yīng)滿足綠化種植要求,以滿足公園綠化的需求。

        經(jīng)測(cè)算,這種分區(qū)處置的拆除方式相比于全拆除的拆除方式就工程費(fèi)用方面節(jié)約工程費(fèi)用約50%。

        3.3 綜合管廊新建工程

        新建夏滌路綜合管廊功能定位為支線型綜合管廊,同時(shí)考慮到與原有管廊的銜接,因此采用單艙斷面形式,外結(jié)構(gòu)尺寸與現(xiàn)狀單艙管廊一致,即3.3 m×3.8 m(見(jiàn)圖4)。新建綜合管廊長(zhǎng)度約380 m。入廊管線與現(xiàn)狀綜合管廊一致,具體為:1 根DN300 給水管、24 孔通信線纜、21 孔10 kV 電力線纜。

        圖4 夏滌路管廊艙型圖(單位:mm)

        考慮到夏滌路道路東側(cè)為盧浦大橋,其下部承臺(tái)較大,難以布置綜合管廊,同時(shí)由于夏滌路不設(shè)置綠化帶,因此綜合管廊設(shè)置在夏滌路西側(cè)人行道下方。綜合管廊西側(cè)結(jié)構(gòu)邊線與道路紅線西邊線重疊,上部覆土按不少于3.0 m 控制。綜合管廊附屬設(shè)施如通風(fēng)口、吊裝口、逃生口、管線分支口等均結(jié)合行道樹(shù)綠化隔離帶進(jìn)行設(shè)置。消防、監(jiān)控等系統(tǒng)接入保留段綜合管廊系統(tǒng)。

        本工程以不大于400 m 設(shè)通風(fēng)區(qū)間,以不大于200 m 設(shè)防火區(qū)間,每約1.5 km 設(shè)分變電所。在每個(gè)通風(fēng)區(qū)間兩端設(shè)通風(fēng)口,每個(gè)防火區(qū)間內(nèi)設(shè)逃生口,分變電所及通風(fēng)區(qū)間兩端的逃生口與通風(fēng)口合建,通風(fēng)口等露出地面部分需與公園景觀相結(jié)合,采用清水混凝土樣式。本工程綜合管廊節(jié)點(diǎn)有:吊裝口、管線分支口、通風(fēng)口、逃生口、交叉節(jié)點(diǎn)等。吊裝口、通風(fēng)口、逃生口等節(jié)點(diǎn)合并設(shè)置,節(jié)點(diǎn)數(shù)量見(jiàn)表1。

        表1 節(jié)點(diǎn)數(shù)量表

        本次新建380 m 綜合管廊共分為4 個(gè)防火分區(qū),其中防火分區(qū)1 和4 與保留段綜合管廊防火分區(qū)對(duì)接(見(jiàn)圖5)。消防系統(tǒng)方面,保留段綜合管廊消防采用臨時(shí)高壓水噴霧系統(tǒng),新建綜合管廊按新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),選用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng),采用全淹沒(méi)保護(hù)系統(tǒng),按中危險(xiǎn)級(jí)設(shè)計(jì)。對(duì)于部分與新建綜合管廊處于同一防火分區(qū)的保留段綜合管廊,保留原消防系統(tǒng),同時(shí)增設(shè)超細(xì)干粉滅火系統(tǒng),保護(hù)范圍向保留段綜合管廊延伸5 m。

        圖5 新建管廊防火分區(qū)示意圖

        由于本段綜合管廊長(zhǎng)度較短,且保留段綜合管廊已建有管理中心,因此新建綜合管廊監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)按納入保留段綜合管廊管理中心統(tǒng)一管理考慮。由于保留段綜合管廊建設(shè)距今已有十余年,因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮供電和監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有所差異,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。若在改造綜合管廊時(shí)同步更新保留段綜合管廊機(jī)電系統(tǒng),則會(huì)產(chǎn)生較大的成本。經(jīng)過(guò)與現(xiàn)狀綜合管廊權(quán)屬單位、運(yùn)維管理單位的溝通,供電系統(tǒng)部分由控制中心引出新建10 kV 纜線進(jìn)行供電,并形成環(huán)網(wǎng),監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)單獨(dú)接入現(xiàn)狀綜合管廊管理中心?,F(xiàn)狀綜合管廊管理中心同步進(jìn)行擴(kuò)容,增設(shè)弱電柜、供電等配套設(shè)施以滿足新增系統(tǒng)的接入。

        4 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

        新建綜合管廊在夏滌路- 博成路、夏滌路- 國(guó)展路交叉結(jié)點(diǎn)需要與保留段綜合管廊進(jìn)行接艙。與新建工程不同,在進(jìn)行新舊管廊對(duì)接時(shí)需要考慮設(shè)計(jì)方案對(duì)于綜合管廊原有結(jié)構(gòu)以及防水的影響,需要在不破壞保留段綜合管廊結(jié)構(gòu)和功能的前提下予以接入。

        在北側(cè)夏滌路與博成路連接節(jié)點(diǎn)處,新建綜合管廊和保留段綜合管廊均為單艙,將連接節(jié)點(diǎn)處保留段綜合管廊南側(cè)土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除,西側(cè)予以封堵,北側(cè)土建結(jié)構(gòu)予以保留,同時(shí)在節(jié)點(diǎn)北側(cè)和西側(cè)預(yù)留管線分支口以供管線接入需求(見(jiàn)圖6)。廊內(nèi)通信管線、給水管線沿新建管廊東側(cè)鋪設(shè),電力管線沿夏滌路管廊西側(cè)鋪設(shè),均順接至保留段博成路管廊。

        圖6 新建夏滌路與博成路節(jié)點(diǎn)示意圖

        在南側(cè)夏滌路與國(guó)展路連接節(jié)點(diǎn)處,保留段綜合管廊為雙艙,分為電力艙和綜合艙,新建綜合管廊為單艙(綜合艙)。綜合管廊內(nèi)共有三類(lèi)管線需要接入,其中信息和給水管道需要接入國(guó)展路綜合艙,電力纜線需要接入國(guó)展路電力艙。若采用與博成路相交節(jié)點(diǎn)類(lèi)似的處理方式,破除靠近新建綜合管廊一側(cè)的側(cè)墻和頂板,但是由于該節(jié)點(diǎn)西側(cè)仍有部分綜合管廊予以保留,該種施工方式需要在保留段綜合管廊中間位置破除側(cè)墻和頂板,對(duì)于保留段綜合管廊主體結(jié)構(gòu)破壞較大,也對(duì)新舊綜合管廊接合處防水也提出了更高要求。

        考慮到博成路與夏滌路路口有管線出入要求,需要設(shè)置管線分支口,因此對(duì)夏滌路- 博成路節(jié)點(diǎn)采用外包結(jié)構(gòu)+ 局部開(kāi)孔的方式進(jìn)行處理(見(jiàn)圖7)。根據(jù)廊內(nèi)管線連通需求,于保留段綜合管廊北側(cè)墻體開(kāi)方孔進(jìn)行信息管線的連接,于頂板開(kāi)圓孔進(jìn)行給水管道的連接。電力纜線方面,在保留段管廊綜合艙和電力艙頂板上方施做一圈外部結(jié)構(gòu)墻體,凈高為1.5 m,形成頂板上方抬升區(qū)域,電力纜線經(jīng)新建綜合管廊從上方跨越保留段管廊,經(jīng)國(guó)展路綜合管廊電力艙頂部開(kāi)孔向下。同時(shí)頂板上方施做的外包結(jié)構(gòu)兼做管線分支口,滿足綜合管廊的進(jìn)出線要求,給水管道和電力纜線直接從頂部空間接出,保留段綜合艙頂板開(kāi)孔以便信息管線經(jīng)管線分支口接出。該種接艙方式最大限度的減少了對(duì)于保留段管廊本體結(jié)構(gòu)的破壞,同時(shí)保證了綜合管廊新舊結(jié)構(gòu)接合的防水效果。

        圖7 新建夏滌路與國(guó)展路節(jié)點(diǎn)示意圖

        5 結(jié) 語(yǔ)

        本文以世博文化公園綜合管廊改造工程為例,較為系統(tǒng)的論述了世博文化公園綜合管廊改造過(guò)程中涉及的連通、處置及新建三個(gè)階段,并對(duì)各個(gè)階段中的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹。本工程共計(jì)處置原綜合管廊長(zhǎng)度約1 900 m,新建綜合管廊長(zhǎng)度約380 m,工程實(shí)施完成后新建綜合管廊將與現(xiàn)狀綜合管廊融合,形成夏滌路- 博成路- 白蓮涇路- 國(guó)展路的新綜合管廊環(huán)狀體系,為保障世博濱江地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航。

        設(shè)計(jì)方案充分考慮了工程周邊復(fù)雜的客觀條件以及世博文化公園的同步實(shí)施進(jìn)度,遵循分階段實(shí)施,因地制宜的原則,在滿足現(xiàn)有城市更新開(kāi)發(fā)需求的基礎(chǔ)上,保留了現(xiàn)狀綜合管廊的功能,減少了對(duì)其正常運(yùn)行的影響,同時(shí)降低了工程的施工成本,具有較強(qiáng)的可實(shí)施性,望為后續(xù)相似工程提供參考。

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