綜合管廊與地下空間結(jié)合建設(shè)研究

史 一 鳴

[上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司, 上?！?00092]

0　引　言

綜合管廊是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。推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè),統(tǒng)籌各類市政管線規(guī)劃、建設(shè)和管理,可解決路面反復(fù)開挖、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問題,有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景觀。

在城市高強(qiáng)度開發(fā)核心區(qū),通常將地下商業(yè)、地下通道、市政管道等多種系統(tǒng)統(tǒng)籌為一體,整個地下空間的使用效率高度集約。在這類區(qū)域建設(shè)綜合管廊時,應(yīng)在空間上統(tǒng)籌考慮規(guī)劃、選線、設(shè)計、施工等,主體結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施等宜結(jié)合建設(shè),并預(yù)先協(xié)調(diào)可能遇到的矛盾。

本文基于相關(guān)案例分析,對綜合管廊與地下空間的結(jié)合建設(shè)進(jìn)行了研究,對結(jié)合建設(shè)的可行性與必要性、斷面形式、附屬節(jié)點設(shè)置、運(yùn)維管理等提出合理的建議。

1　相關(guān)案例分析

1.1　上海徐匯濱江

上海徐匯濱江地下綜合管廊位于上海西岸傳媒港項目內(nèi)[1]。西岸傳媒港項目創(chuàng)新性地突破地塊紅線,將項目內(nèi)全部9個地塊及4條市政道路下方地下空間進(jìn)行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”的開發(fā)。該項目最大的特點在于將地塊與市政道路下地下空間整體開發(fā)結(jié)合,成為一個跨地塊的整體型地下空間。

徐匯濱江管廊橫斷面示意圖如圖1所示。

圖1　徐匯濱江管廊橫斷面示意圖

徐匯濱江綜合管廊與西岸傳媒港地下空間共同結(jié)合建設(shè),管廊坐落于地下空間上部,管廊底板即為-1F頂板,管廊豎向墻體直接落于-1F頂板梁板體系,由-1F頂板結(jié)構(gòu)作為管廊基礎(chǔ)。

綜合管廊采用獨(dú)立分艙方式敷設(shè)市政管線支線,共設(shè)6個艙室,入廊管線有雨水、污水、給水、通訊、電力和燃?xì)?其中龍文路管廊長為460 m,規(guī)劃九路管廊長為420 m。

擬納入管廊的管線為電力、通訊、給水、燃?xì)狻⒂?污)水,除雨(污)水并艙布置在道路兩側(cè)外,其余各艙均為獨(dú)立成艙布置。橫斷面內(nèi)凈尺寸滿足安裝、維護(hù)要求,確保照明、通風(fēng)、排水、消防等設(shè)施所需空間。另外,管廊頂板覆土厚度>1 m。

1.2　北京CBD核心區(qū)

北京CBD核心區(qū)是北京六大高端功能區(qū)之一,是首都經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)聚集和城市建設(shè)最重要的區(qū)域[2]。CBD核心區(qū)位于朝陽區(qū)國貿(mào)橋東北角,東三環(huán)路以東、建國路以北、針織路以西、光華路以南,東西長約為600 m,南北長約為500 m,總占地面積約為30 hm2,地上建筑規(guī)模為270萬m2,地下建筑規(guī)模為140萬m2,總體規(guī)模達(dá)410萬m2。

北京CBD核心區(qū)地下公共空間市政交通基礎(chǔ)設(shè)施項目,是集交通、地下綜合管廊、景觀以及綜合防災(zāi)功能為一體的地下空間建設(shè)項目。綜合管廊分布在井字形道路的下方,分為上管廊和下管廊。上管廊主要是重力流管線雨(污)水、燃?xì)夂碗娦诺?。下管廊主要由電力、熱力、給水和再生水等。

北京CBD核心區(qū)綜合管廊斷面示意圖如圖2所示。

圖2　北京CBD核心區(qū)綜合管廊斷面示意圖

2　必要性與可行性

2.1　必要性分析

在城市核心區(qū)人員密集,行車交通存在較大壓力,不同地塊的開發(fā)商可能不同,建設(shè)需求和時序很難協(xié)調(diào)一致。在開發(fā)建設(shè)不同步的情況下,傳統(tǒng)直埋市政管線很可能需要不斷更新升級,從而導(dǎo)致重復(fù)破路現(xiàn)象。因此,為了有效、集約地利用地下空間資源,建設(shè)綜合管廊將大大提升地下資源的開發(fā)效率,有效避免因增加功能或擴(kuò)大容量而造成的道路重復(fù)開挖,減少對城市交通和市容的影響,提高市政管線的服務(wù)能力和管理水平。

此外,在城市核心開發(fā)區(qū)域,地下空間的開發(fā)率較高,且涉及多個工程的銜接,如地下商業(yè)、地下交通、地下人行及停車等。為使整個地下結(jié)構(gòu)及功能高效有序,必然會涉及多個工程聯(lián)動、整合建設(shè)。綜合管廊作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要環(huán)節(jié),應(yīng)盡量與地下工程系統(tǒng)結(jié)合建設(shè),一方面減少管線直埋對于地下空間資源的浪費(fèi);另一方面,可以大大縮短工程造價及建設(shè)工期。

2.2　可行性分析

綜合管廊與地下空間的結(jié)合建設(shè)通過合理的技術(shù)手段,可將管廊的主體結(jié)構(gòu)與地下空間進(jìn)行整合,集約利用地下資源。常規(guī)的管廊出線口、吊裝口、逃生口、通風(fēng)口等可進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,利用地下空間的主體或附屬空間進(jìn)行歸并,提高空間的利用率。

此外,傳統(tǒng)單建式管廊的建設(shè)成本中基坑開挖、支護(hù)、主體結(jié)構(gòu)等占重要比例。而與地下空間結(jié)合建設(shè)后,無需單獨(dú)進(jìn)行基坑開挖,主體結(jié)構(gòu)與地下工程結(jié)合建設(shè)后也可大大減少工程量。經(jīng)初步測算,單建雙艙型綜合管廊建安成本約7千萬元/km;如采取與地下空間結(jié)建形式,建安成本可降低至2.8千萬元/km左右。

因此,綜合管廊與地下空間的結(jié)合建設(shè),無論在技術(shù)手段還是經(jīng)濟(jì)角度都具有一定的可行性。

3　結(jié)建形式分析

3.1　結(jié)建結(jié)構(gòu)

綜合管廊一般設(shè)置于淺層地下空間,與地下空間結(jié)合建設(shè)時,建議敷設(shè)于地面覆土層,與地下空間布局相結(jié)合。管廊應(yīng)盡量避開地下環(huán)路隧道出入口、下沉廣場、地下空間消防逃生樓梯以及地面通風(fēng)口,在滿足各類設(shè)施功能的前提下,實現(xiàn)與地下其他設(shè)施的有機(jī)融合。一般情況下,綜合管廊的底板可與地下空間頂板共建,部分路段與其他設(shè)施的側(cè)壁共建,集約高效,經(jīng)濟(jì)可行。

綜合管廊道路位置橫斷面示意圖如圖3所示。

圖3　綜合管廊道路位置橫斷面示意圖

3.2　入廊管線

與地下空間結(jié)合建設(shè)的綜合管廊通常位于城市核心區(qū)域,所涉及的各類市政管線包括給水(再生水)、電力、通信、燃?xì)?、熱力、?污)水、供能管道等。除燃?xì)夤艿劳?其他管線的入廊條件和要求可參考單建式管廊。

在上海徐匯濱江綜合管廊內(nèi)納入燃?xì)夤艿繹4],經(jīng)相關(guān)單位部門及專家的論證,認(rèn)為燃?xì)馊肜瓤尚?主要原因有:① 當(dāng)燃?xì)庑孤┲帘ㄏ孪摅w積濃度20%時,開啟事故通風(fēng),并切斷主管道內(nèi)燃?xì)?通過放散裝置將管內(nèi)壓力釋放。即艙室內(nèi)燃?xì)膺h(yuǎn)未達(dá)到爆炸濃度時就有相關(guān)措施對其進(jìn)行安全排險;② 燃?xì)夤芫€在艙室內(nèi)盡量減少分支口的設(shè)置,切斷閥設(shè)在管線艙室外,采用填砂直埋敷設(shè)。燃?xì)馀撌业孛娌捎梅阑鸬仄翰牧?艙室內(nèi)所有電氣設(shè)備均采用防爆設(shè)備;③ 燃?xì)馀撌枭⒉捎玫孛媸枭⒎桨?。燃?xì)馀摲阑鸱謪^(qū)的劃分在滿足規(guī)范要求同時,艙室通往-1F的所有開口均采用防火與密閉2種措施進(jìn)行封堵,確保燃?xì)庑孤┎粫Φ叵驴臻g造成影響。

因此,結(jié)建式管廊不納入燃?xì)夤艿离m然是規(guī)范強(qiáng)條,但經(jīng)合理的技術(shù)論證和措施仍有一定的入廊可能。燃?xì)馊肜纫环矫嫘柚?jǐn)慎論證,另一方面也可以大膽創(chuàng)新,提出適合工程特性的可行性方案。

3.3　附屬系統(tǒng)

3.3.1吊裝口

結(jié)合建設(shè)的綜合管廊一般設(shè)置于淺層地下空間,管廊吊裝口的設(shè)置可類似于常規(guī)單建管廊。因結(jié)合建設(shè)后管廊覆土較淺,吊裝口可省去夾層,采取由地面直投至管廊層的做法。

如由地面直投物料存在限制因素,綜合管廊投料還可通過地下空間下沉廣場實現(xiàn)物料由地面轉(zhuǎn)運(yùn)至地下空間投料專用通道內(nèi),在通道內(nèi)利用板車等形式將物料橫向運(yùn)輸至綜合管廊各艙室下部,在管廊各艙室底板(即地下空間頂板)增設(shè)吊裝孔,采用電動葫蘆將物料從管廊投料室向上吊運(yùn)至綜合管廊內(nèi)部,完成物料運(yùn)輸?shù)娜窟^程,實現(xiàn)投放管材、設(shè)備等的功能。

將地面物料進(jìn)入口部與下沉廣場相結(jié)合,輔以景觀綠化,實現(xiàn)有機(jī)融合的同時,避免了地面口部繁多,影響生態(tài)容貌的問題。綜合管廊投料口尺寸根據(jù)最大管道的管徑以及單根管道長度進(jìn)行確定,考慮預(yù)留空間,且管廊投料室可作為物料、設(shè)備的存儲室,實現(xiàn)功能整合,節(jié)約空間。

壯士斷腕，是一種勇氣，更是一種修為?！拔覀兊闹鲗?dǎo)思想是借勢、借力、借人、借船出海，構(gòu)建一個直供、聯(lián)營、代理、開放市場的平臺?！眳俏暮谜f，“從2014年至今，營銷上我們只做了兩件事：搭平臺和做內(nèi)部的十大統(tǒng)一，包括統(tǒng)一品牌、統(tǒng)一銷售、統(tǒng)一運(yùn)輸、統(tǒng)一市場、統(tǒng)一價格等等，效果和市場反應(yīng)都不錯。未來公司將根據(jù)產(chǎn)品類別，擬在現(xiàn)有銷售分公司的基礎(chǔ)上，建立更為專業(yè)的銷售公司，努力提高鉀肥產(chǎn)品的盈利水平。同時，將化工產(chǎn)品推向市場，找尋新的利潤增長點，并根據(jù)市場變化及時調(diào)整銷售策略。”

結(jié)建式管廊吊裝口設(shè)置示意圖如圖4所示。

圖4　結(jié)建式管廊吊裝口設(shè)置示意圖

3.3.2通風(fēng)口

通常單建管廊通風(fēng)口需在管廊結(jié)構(gòu)上側(cè)或外側(cè)增加附屬通風(fēng)機(jī)房及出地面通風(fēng)口,管廊結(jié)構(gòu)寬度及高度均需增加。

結(jié)建后,綜合管廊通風(fēng)可通過在管廊頂板以上構(gòu)建土建風(fēng)道,與管廊各艙室連接,通風(fēng)機(jī)房設(shè)置于管廊旁側(cè)未利用空間或占用管廊下部地下空間部分設(shè)備房,采用自然進(jìn)風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)的形式,考慮事故排煙措施。

管廊進(jìn)、排風(fēng)風(fēng)道最終與地下空間通風(fēng)豎井相結(jié)合,共同從下沉廣場、中央綠化帶、路側(cè)綠化帶等區(qū)域完成與外部自然空間的連通,實現(xiàn)共建風(fēng)井、集約高效、節(jié)省地上地下空間的效果。

結(jié)建式管廊通風(fēng)設(shè)置示意圖如圖5所示。

圖5　結(jié)建式管廊通風(fēng)設(shè)置示意圖

3.3.3人員逃生口

單建式管廊可結(jié)合吊裝口、通風(fēng)口設(shè)置人員逃生口,通常由管廊內(nèi)部設(shè)置逃生通道,并設(shè)置地面逃生口部。

結(jié)建式綜合管廊逃生可通過在管廊底板(即地下空間頂板)增設(shè)人孔及逃生爬梯,向下逃生至地下空間商業(yè)層,并經(jīng)避難走道至地下空間消防疏散樓梯,逃生至室外,消防疏散樓梯為共建設(shè)施。

結(jié)建式管廊人員逃生口設(shè)置示意圖如圖6所示。

圖6　結(jié)建式管廊人員逃生口設(shè)置示意圖

3.3.4出線口

管線分支口(出線艙)是綜合管廊內(nèi)部管線和外部直埋管線相銜接的部位,管廊內(nèi)管線出艙后,通過過路預(yù)埋套管延伸至道路外側(cè)用戶。單建式綜合管廊在出線口部一般需抬升頂板2 m左右,方便管廊內(nèi)管線向兩側(cè)分支管線。

部分管廊與地下空間結(jié)建形式:采取管廊底板與地下空間頂板結(jié)建,管廊覆土通常較淺,在出線口部如采取常規(guī)做法,需將管廊整體下壓,影響下部地下空間的凈高。此處可考慮將管廊內(nèi)管線由管廊下部引出的做法,即管廊底板開孔,并在橫向兩側(cè)分別擴(kuò)出一間空腔,管廊內(nèi)管線由底板引出,并向兩側(cè)地塊分支。出線形式還利用綜合管廊下部的地下空間,建立出線獨(dú)立室或閥門室,并向兩側(cè)構(gòu)建出線通道,形似-1F閣樓,實現(xiàn)出線功能的同時,不切斷商業(yè)及原有通道,充分利用地下空間。

結(jié)建式管廊出線口設(shè)置示意圖如圖7所示。

3.3.5控制中心

綜合管廊的控制中心最好緊鄰綜合管廊的主線工程,之間設(shè)置盡可能短的地下聯(lián)絡(luò)通道,以方便從監(jiān)控中心進(jìn)入到綜合管廊內(nèi)部。單建式管廊控制中心,特別是區(qū)域性的總控中心,一般需獨(dú)立占地,單獨(dú)建設(shè)管理用房。

圖7　結(jié)建式管廊出線口設(shè)置示意圖

綜合管廊與地下空間結(jié)建后,為集約化利用資源,建議管廊的控制中心與其他地下建筑共建、共用。

3.4　運(yùn)維管理

由于建設(shè)綜合管廊的每個城市均存在不同的投資、建設(shè)管理體制和模式,參與管廊建設(shè)的各管線單位情況各異,因此每個建設(shè)綜合管廊的城市均應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況制定相關(guān)的管理辦法。

綜合管廊主要是為城市市政管線系統(tǒng)服務(wù),其運(yùn)維管理的界面有別與其他地下空間工程。綜合管廊的管理主要是自身系統(tǒng)及管廊內(nèi)容納管線的日常管理及維護(hù)工作。管廊自身系統(tǒng)包括管廊的土建系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)。管廊內(nèi)容納管線的日常管理主要為管廊內(nèi)容納的電力(高、中壓電力線路)、給水、再生水、通信管線等正常運(yùn)行的管線管理。

綜合管廊與地下空間可以采取分離的運(yùn)維管理模式,也可以探索統(tǒng)一的運(yùn)維管理模式。統(tǒng)一的運(yùn)維管理模式需進(jìn)一步協(xié)調(diào)管廊與地下空間的物業(yè)內(nèi)容、運(yùn)維范圍、費(fèi)用分?jǐn)偟取?/p>

4　相關(guān)建議

(1) 建立統(tǒng)一的規(guī)劃、建設(shè)、管理機(jī)制。相關(guān)主管部門應(yīng)建立統(tǒng)籌的規(guī)劃建設(shè)觀念,把綜合管廊與地下空間工程作為統(tǒng)一的整體。在規(guī)劃階段,應(yīng)把市政管線、管廊規(guī)劃與城市地下空間利用規(guī)劃有效結(jié)合。相關(guān)規(guī)劃部門應(yīng)做好地塊的規(guī)劃工作,明確地塊開發(fā)內(nèi)容與邊界條件,確保管廊的主體結(jié)構(gòu)、相關(guān)附屬設(shè)施等能與地塊有效銜接。建議后續(xù)運(yùn)維管理與地下空間運(yùn)維整合,建立統(tǒng)一有序的值班、巡視、維護(hù)、維修等管理制度。

(2) 綜合管廊與地下空間結(jié)合建設(shè)后,相關(guān)節(jié)點要比單建式管廊復(fù)雜很多。建議積極運(yùn)用BIM軟件進(jìn)行各專業(yè)間的三維協(xié)同化設(shè)計,進(jìn)行三維碰撞檢查,提高設(shè)計水平,并能直接用來指導(dǎo)后續(xù)施工。

(3) 在建設(shè)投資上,可以積極探索和尋求多渠道的融資,將綜合管廊概念從規(guī)劃層面引入,將部分建設(shè)成本分?jǐn)偧{入地下空間開發(fā)中,靈活利用社會資本彌補(bǔ)資金缺口。

5　結(jié)　語

綜合管廊與地下空間結(jié)合建設(shè)是使整個地下空間的使用效率高度集約的有效手段,在建設(shè)成本和建設(shè)周期上具有明顯的優(yōu)勢。綜合管廊的主體結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)施宜與地下空間整合歸并建設(shè),結(jié)合建設(shè)的形式應(yīng)根據(jù)總體工程方案靈活設(shè)置,但綜合管廊盡量設(shè)置于淺覆土層。主管部門應(yīng)盡早建立統(tǒng)一的規(guī)劃、建設(shè)、管理機(jī)制,確保管廊的主體結(jié)構(gòu)、相關(guān)附屬設(shè)施等能與地下空間、地塊有效銜接。需進(jìn)一步探索統(tǒng)一的運(yùn)維管理模式,尋求適合本地的物業(yè)管理界面、運(yùn)維范圍、費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制等。

收稿日期：2018-04-04