開創(chuàng)地下綜合管廊建設(shè)的新局面——對(duì)綜合管廊建設(shè)一些問題的探討

張　濤 , 黃金生 , 徐　凌, 肖義勇 , 貢怡新

(1.江蘇龍冠新型材料科技有限公司, 江蘇南京 210019;

2.南京市江寧智能混凝土制品工程技術(shù)研究中心, 江蘇南京 210019)

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開創(chuàng)地下綜合管廊建設(shè)的新局面
——對(duì)綜合管廊建設(shè)一些問題的探討

張濤1，2, 黃金生1，2, 徐凌1, 肖義勇1，2, 貢怡新1

(1.江蘇龍冠新型材料科技有限公司, 江蘇南京 210019;

2.南京市江寧智能混凝土制品工程技術(shù)研究中心, 江蘇南京 210019)

【摘要】城市地下綜合管廊的建設(shè)要有超前意識(shí)，加大研發(fā)力度，提高自動(dòng)化程度。留有足夠的空間為管廊今后功能的擴(kuò)展留有余地。老區(qū)地下綜合管廊的建設(shè)，建議采用小型盾構(gòu)機(jī)建造的方案；新區(qū)采用鋼筋混凝土預(yù)制件組裝或圓管的建議。

【關(guān)鍵詞】綜合管廊；盾構(gòu)機(jī)；混凝土預(yù)制件

1建設(shè)地下綜合管廊的必要性

改革開放30年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了飛躍發(fā)展，城市面貌發(fā)生了翻天覆地的變化。城市地上高樓林立，車水馬龍，但在“地上”建設(shè)飛速發(fā)展的同時(shí)，“地下”工程的建設(shè)卻一直停留在傳統(tǒng)模式上。地下工程建設(shè)嚴(yán)重滯后，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。我國(guó)城市反復(fù)開挖的“馬路拉鏈”、街道網(wǎng)式架空線的“空中蜘蛛網(wǎng)”非常普遍，不僅影響了市民的出行，還嚴(yán)重影響了市容環(huán)境。隨著近幾年來大雨內(nèi)澇全城“觀?！薄⒐芫€泄漏爆炸、路面塌陷等事件的頻發(fā)，“地下”問題已引起了廣泛關(guān)注。

解決城市地下的這些問題，需要開發(fā)地下空間，大力發(fā)展綜合管廊建設(shè)是最好的辦法。其意義在于充分利用地下空間，雖然一次性投資較大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，其實(shí)是節(jié)省了許多綜合費(fèi)用開支。而且對(duì)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善城市面貌，保障城市安全都具有不可估量的重要作用，有人稱之推廣“地下綜合管廊”是城市建設(shè)的拐點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

地下綜合管廊是將向城市輸送水、電、熱等各種能源的管道、通訊以及各種排污管線等這些城市的“主動(dòng)脈”集中在管廊內(nèi)，利于維修和保護(hù)。

地下綜合管廊的建設(shè)投資多、規(guī)模大、涉及面廣，建成以后也難于再擴(kuò)容。因此地下綜合管廊的建設(shè)一定要有超前意識(shí)，采用一些先進(jìn)的檢測(cè)和監(jiān)控設(shè)施，達(dá)到較高的先進(jìn)水平，并要符合我國(guó)國(guó)情，既要有創(chuàng)新，也要因地制宜。新區(qū)建設(shè)時(shí)可以全面推開，老區(qū)先易后難，優(yōu)先解決問題比較突出的區(qū)域，逐步有計(jì)劃推進(jìn)。

國(guó)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，明確了對(duì)城市地下管廊建設(shè)的支持政策，加大政府投入和完善融資支持，城市地下綜合管廊的建設(shè)必將進(jìn)入快車道。

本文就城市地下綜合管廊建設(shè)的一些問題提出了探索意見。

2綜合管廊內(nèi)部管線設(shè)置

城市地下綜合管廊是城市管線的集裝箱，包羅萬象，將有如下諸多管線裝入其中。

2.1常規(guī)布設(shè)的管線

供電線、通訊和廣電線、供水管道、排污管道、煤氣管道、照明線、供熱管道、各種監(jiān)控設(shè)施的管線(如煤氣泄漏報(bào)警、監(jiān)控探頭、消防安全設(shè)施) 以及各種智能化線路等等。一般的管線不在這里敘述了，下面對(duì)供水管道和排污管道等需要引起重視的管線作一些說明。

2.1.1供水管道

供水管道要考慮到下列幾類：普通自來水、飲用水(直飲水)、熱水和中水等。

直飲水在國(guó)外很普遍，寫字樓、學(xué)校、公園等公共場(chǎng)所都有直飲水管道，龍頭一開就喝，因此外出就不需要帶礦泉水等飲料，直飲水對(duì)管路的要求較高，不能受到任何污染。

中水(再生水)管道的布設(shè)也應(yīng)該考慮，我國(guó)是水資源貧乏的國(guó)家，水資源的綜合利用是一項(xiàng)基本國(guó)策，中水是指廢水或雨水經(jīng)適當(dāng)處理后達(dá)到一定水質(zhì)指標(biāo)的再生水，可用于城市噴泉、草地澆水、沖廁、洗車、消防等等，也可以用于建筑工程混凝土的養(yǎng)護(hù)，如果輸送到近郊，還可以灌溉農(nóng)用、池塘養(yǎng)魚等等，可用中水的地方很多，白白流失實(shí)在可惜，因此布設(shè)中水管道也很有必要，可以使水資源得到循環(huán)再利用。

2.1.2排污管道

排污管道主要有雨水排放和污水排放二種，沒有一流的下水道，就沒有一流的城市，這句話導(dǎo)出了城市下水道的重要性。

(1) 雨水管道：雨水管是解決城市內(nèi)澇的重要設(shè)施，必須要有足夠的排水能力，同時(shí)也是獲得中水的重要來源。雨水管可以采用鋼絲網(wǎng)水泥管，管道上布設(shè)壓力水針孔細(xì)管自動(dòng)清淤，管道頂部布設(shè)人工清理孔。

(2) 污水管道：污水管也可以用鋼絲網(wǎng)水泥管，同時(shí)也配備自動(dòng)和人工清理口。

2.1.3管廊通風(fēng)系統(tǒng)

在綜合管廊內(nèi)設(shè)置一些通風(fēng)孔洞，當(dāng)出現(xiàn)煤氣泄漏的情況下，還可以用排風(fēng)扇抽氣，并在出風(fēng)口安裝空氣凈化機(jī)，使外排的氣體達(dá)標(biāo)，不造成對(duì)環(huán)境的影響。

2.1.4其他

管廊內(nèi)必須留有足夠的空間，為將來的發(fā)展和功能增加多作考慮，如垃圾運(yùn)輸真空管，一些工礦企業(yè)也可“借用”管廊用于一些氣、液、固體粉末等原材料或成品的運(yùn)送。

3老區(qū)地下綜合管廊的建設(shè)

老區(qū)的問題極為復(fù)雜，市政給排水、燃?xì)?、電力、通訊、廣電等各部門都各自為政。供水爆管要挖、電力擴(kuò)容要挖、各種管線維修要挖，馬路挖坑是一件很平常的事。因此城市道路成了“馬路拉鏈”，嚴(yán)重影響道路交通和市容環(huán)境。由于排水管道容量不足造成的內(nèi)澇，危害最為突出。而對(duì)近30年來建設(shè)的新區(qū)來說，由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高，這些問題倒是并不突出。真正頻繁出現(xiàn)問題的，還是老區(qū)，因此要改造城市面貌，徹底杜絕“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網(wǎng)”和管線事故頻發(fā)的問題，必須重視老區(qū)的地下綜合管廊建設(shè)。

老區(qū)的地下蜘蛛網(wǎng)極為復(fù)雜，建造地下管廊的困難多。但是我們不能回避，也無法回避，要有啃硬骨頭的精神，應(yīng)該引起高度重視，探索一條適合老區(qū)地下綜合管廊建設(shè)的新路子。

采用小型盾構(gòu)機(jī)用于老區(qū)地下綜合管廊的建設(shè)是可行的，其要點(diǎn)如下：

(1)用直徑為3m左右的小型盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，鋼筋混凝土管片的厚度250mm，管內(nèi)空間直徑控制在2.5m左右。

(2)鋼筋混凝土構(gòu)件的指定部位在制造時(shí)埋設(shè)監(jiān)測(cè)探頭，并將測(cè)線引出，用于觀察鋼筋混凝土管廊結(jié)構(gòu)物的沉降和位移，甚至也可以檢測(cè)裂縫的發(fā)生和發(fā)展，以便及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

(3)在管片的指定位置預(yù)留好管線接口，用于從主線管線引出支線管線。

(4)在地下綜合管廊處于道路交叉路口，如需設(shè)置交叉相連的管廊，則要形成“四通”結(jié)構(gòu)，此時(shí)可采用鋼管片，便于切割焊接，形成〝四通〞。在需要設(shè)立集水井的部位也可用鋼管片，便于切割開口布設(shè)集水坑，在混凝土管片上設(shè)置預(yù)埋件以便與鋼管片焊接。

(5)管廊內(nèi)的集水坑設(shè)置自動(dòng)抽水裝置，將積水直接送入排污管道。

(6)地下綜合管廊內(nèi)安裝輕型鋼軌架，在鋼架上架設(shè)輕型鋼軌(圖1)，這樣管道支線可以在輕型鋼軌下部穿過，輕型鋼軌用于小車行走。前期用于管廊內(nèi)運(yùn)送管道、器材等，平時(shí)小車上安放一些自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器，小車靠遙控裝置自動(dòng)行走，采集管廊內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)(如空氣中煤氣濃度等)，必要時(shí)帶人觀察檢查以及進(jìn)行設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng)，如果在鋼架梁上鋪設(shè)木板，不用行走小車時(shí)還可作為人行通道。

圖1　綜合管廊內(nèi)供小車行走的輕型鋼軌架示意

老區(qū)道路中間用小型盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)建設(shè)地下綜合管廊的方法，可以顯著減少對(duì)道路通行效率的影響以及環(huán)境的破壞，另外，可采用微型盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的方法埋設(shè)支線管路，微型盾構(gòu)機(jī)的規(guī)格很多，最小的直徑只有15cm，只需在道路二側(cè)局部開挖即可，這樣可以在夜間施工而不影響白天的道路通行。

4新區(qū)地下綜合管廊的建設(shè)

我國(guó)城市地下綜合管廊起步較晚，雖然在1958年北京建設(shè)了全國(guó)第一條綜合管廊，但以后一直止步不前，近20年來才得到重視，1994年上海浦東新區(qū)建設(shè)了11.125km，之后廣州大學(xué)城建設(shè)了17.4km，珠海橫琴新區(qū)建了33.4km等等。

新區(qū)的地下綜合管廊建設(shè)，相對(duì)比較容易一些，受到外界的干擾也少，但是新區(qū)的地下管廊建設(shè)要考慮到城市的未來發(fā)展，管廊功能的增加，應(yīng)留有足夠的管廊空間，至少保持到50年不落后。

地下綜合管廊建設(shè)，通常建在道路中間地下3m以下，先挖槽再建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物，鋼筋混凝土構(gòu)筑物有現(xiàn)澆和預(yù)制構(gòu)件二種，現(xiàn)澆法施工工期長(zhǎng)，對(duì)護(hù)坡的要求高，尤其雨季施工難度大，而用預(yù)制構(gòu)件組裝的方法不僅施工質(zhì)量高，而且施工期短，對(duì)周圍環(huán)境的影響小，因此通常優(yōu)先采用預(yù)制構(gòu)件的方法。

預(yù)制構(gòu)件法的型式較多，目前主要是矩形整體結(jié)構(gòu)，建議采用組合式預(yù)制件，將每節(jié)管廊分成四部分，即分成1塊底板、2塊側(cè)墻板和1塊頂板等四件，頂板制成圓弧狀，再進(jìn)行組裝，采用這種組合式“拼裝”方法，吊裝和運(yùn)輸都比較方便。如果將管廊制成鋼筋混凝土圓管，不論從挖掘土方和對(duì)護(hù)坡要求，還是管廊頂部的受力狀態(tài)，頂部呈拱型結(jié)構(gòu)都比較有利，要比矩形結(jié)構(gòu)好得多。

采用預(yù)制構(gòu)件的建設(shè)方案，可以在給定位置預(yù)留好出口接頭，便于和支管連接，完全可以不用現(xiàn)澆混凝土接頭。

應(yīng)該指出，新建小區(qū)的地下綜合管廊也可以采用小型盾構(gòu)機(jī)建造的方法。

5結(jié)束語和討論

城市地下綜合管廊的建設(shè)對(duì)改善水電、通訊等管線安全水平和提高防災(zāi)抗災(zāi)能力具有重要作用，本文對(duì)城市地下綜合管廊的建設(shè)提出一些意見和建議：

(1)城市地下綜合管廊的建設(shè)要有超前意識(shí)，充分留有余地，以滿是今后管廊功能擴(kuò)大的需要。

(2)加大對(duì)城市老區(qū)地下綜合管廊的研發(fā)力度，真正對(duì)城市安全造成威脅的還是一些老區(qū)，要有啃硬骨頭的精神和勇氣。本文提議用小型盾構(gòu)機(jī)建造地下管廊的方案，北方重工沈陽集團(tuán)生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)最小盾構(gòu)機(jī)直徑為3.24m，雖然偏大一些，但對(duì)一些工程還是可用的，三一集團(tuán)也生產(chǎn)了多種小型盾構(gòu)機(jī)和頂管機(jī)，直徑從0.8m到4m, 世界上最小微型盾構(gòu)機(jī)直徑為0.15m，因此已有可用于從主線引出支線鉆孔的配套設(shè)備。

(3)新區(qū)城市地下綜合管廊的建設(shè)已有一些比較成熟的經(jīng)驗(yàn)，在吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)已有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷加以完善和創(chuàng)新，建議采用鋼筋混凝土預(yù)制件組合的現(xiàn)場(chǎng)拼裝法，管廊頂部采用圓弧形結(jié)構(gòu)，或者管廊采用鋼筋混凝土預(yù)制圓管式結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

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[3]徐行軍. 新型城市公用市政隧道共同溝建議[J].福建建筑,2006(5).

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

【中圖分類號(hào)】TU990.3

[作者簡(jiǎn)介]張濤(1978～)，男，碩士，工程師，主要從事新型混凝土預(yù)制件的開發(fā)與研究。

[定稿日期]2015-09-21