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綜合管廊支撐系統應用及管廊未來趨勢!

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綜合管廊支撐系統應用及管廊未來趨勢!

發布日期:2018-05-26 09:27 來源:http://www.lynzjdhx.cn 點擊:

綜合管廊支撐系統應用及管廊未來趨勢!


綜合管廊概況


城市綜合管廊又稱共同溝,它是在城市地下建造的市政公用隧道空間,將電力、通信、供水等市政公用管線,根據規劃的要求集中敷設在一個構筑物內,實施統一規劃、設計、施工和管理。徹底改變以往各個管道各自建設、各自管理的零亂局面。管線需要維修時不用開挖道路,維修人員和工程車只需要從檢修通道進入地下管廊就可施工,既不影響路面交通,又能減少反復開挖導致的浪費,同時還有利于節約集約用地,減少路面井蓋設施,降低管線維護成本,延長管線使用壽命。


綜合管廊抗震支架應用


1.供水、消防、排水和熱水管道支架




采用重型裝配式管道成品C型槽鋼支吊架:由橫向和縱向兩種支架,之間通過連接扣件相連,并分別于管廊墻面和地面采用預埋槽道T頭螺栓連接方式,根據管廊排布方式,高度1300~2700,間距3000mm,最大承重荷載根據管道荷載計算選用合適的重型截面槽鋼。


應用產品:裝配式支吊架系統、抗震支撐系統、錨固系統



供水、排水和熱水管道重型裝配式支架、抗震支撐和控制電纜裝配式支架、抗震支撐,采用預埋槽鋼和后擴底錨栓與混凝土結構的連接。


2.動力電纜、控制電纜支架



采用裝配式托臂式支架,與管廊墻體采用預埋槽道T頭螺栓連接方式,長度有900mm和1200mm兩種規格,間距1000mm,承受最大荷載3.5kN/㎡


應用產品:裝配式支吊架系統、抗震支撐系統、錨固系統



消防噴淋管道、動力電纜裝配式支架、抗震支撐,采用預埋槽鋼和后擴底錨栓與混凝土結構的連接。


3.設備固定


采用預埋槽鋼以及T型螺栓進行連接,設備及管線能可調節安裝于混凝土結構上,能補償設計或施工帶來的誤差。此外,由于不需要額外的焊接和鉆孔,對混凝土和鋼筋無傷害,不會產生噪音、粉塵、震動,更不會引發火災。


應用產品:預埋槽鋼系統、錨固系統


綜合管廊現狀與發展趨勢


1

建設發展歷程


1.1 發展階段


我國的城市綜合建設,從1958年北京市天安門廣場下的第一條管廊開始,經歷了四個發展階段:


概念階段(1978年以前):外國的一些關于管廊的先進經驗傳到中國,但由于特殊的歷史時期使得城市基礎設施的發停滯不前。


爭議階段(1978—2000年):隨著改革開發的逐步推進和城市化進程的加快,城市的基礎設施建設逐步完善和提高,但是由于局部利益和全局利益的沖突以及個別部門的阻撓,盡管眾多知名專家的呼吁,管線綜合的實施仍是極其困難。


快速發展階段(2000—2010 年):伴隨著當今城市經濟建設的快速發展以及城市人口的膨脹,為適應城市發展和建設的需要,結合前一階段消化的知識和積累的經驗,我國的科技工作者和專業技術人員針對管線綜合技術進行了理論研究和實踐工作,完成了一大批大中城市的城市管線綜合規劃設計和建設工作。


趕超和創新階段(2011-2017年):由于政府的強力推動,在建設部做了大量調研工作的基礎上,國務院連續發布了一系列的法規,鼓勵和提倡社會資本參與到城市基礎設施特別是綜合管廊的建設上來,我國的綜合管廊建設開始呈現蓬勃發展的趨勢,大大拉動了國民經濟的發展。從建設規模和建設水平來看,已經超越了歐美發達國家成為綜合管廊的超級大國。


但從2018年以后,我國綜合管廊的建設將進入有序推進階段,要求各個城市根據當地的實際情況編制更加合理的管廊規劃,制訂切實可行的建設計劃,有序推進綜合管廊的建設。


1.2 發展規模


經過前期漫長的概念和爭議階段,在東部沿海及華南經濟發達城市的不斷摸索,我國相繼建設了大批管廊工程,截止到2015年底我國已建和在建管廊1600km;在國家為了提振經濟發展速度,去產能,加快供給側改革的政策鼓勵下,2016年一年完成開工建設2005km,2017年完成開工建設2006km;按照當時的發展規劃,以后一直到十三五末每年都是以近2000km的規模發展,最終將超過10000km的規模,我國即將成為名副其實的城市綜合管廊超級大國。


1.3 政策法規


早在2005年建設部在其工作要點里就提出:“研究制定地下管線綜合建設和管理的政策,減少道路重復開挖率,推廣共同溝和地下管廊建設和管理經驗”;同時2006年作為國家十一五科技支撐計劃就開始進行《城市市政工程綜合管廊技術研究與開發》;后來為了配合城市綜合的建設,國務院、住建部、財政部和發改委等部委相繼頒布了一系列的政策法規,從規劃編制、建設區域、科技支撐、投融資、入廊收費等方面給出了詳細的指導意見,對我國的綜合管廊建設做出了極其重要的推動作用。


1.4 建設標準


在管廊建設的高潮到來之際,標準規范的制訂卻遠遠滯后。截止目前,僅有《城市綜合管廊技術規范》GB50838(2015年修編)正式頒布實施,《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術規范》GB/T 51274-2017剛剛頒布,行業標準《城市地下綜合管廊運行維護及安全技術標準》正在征求意見,《城市綜合管廊工程防水材料應用技術規程》、《城市綜合管廊運營管理標準》、《綜合管廊管線工程技術規程》、《城市綜合管廊施工及驗收規程》等團體標準正在編制過程中,綜合管廊的標準圖集也沒有出臺,綜合管廊的標準體系還遠遠沒有建立。


2

建設發展現狀


2.1 建設模式的發展


最早的綜合管廊建設主要分為三種類型:一是為了解決重要節點的交通問題,如北京天安門廣場和天津新客站綜合管廊項目;二是為了特定區域的功能需要,如廣州大學城、上海世博園等項目;三是為了城市的發展需要以及為了探索綜合管廊建設經驗而建的項目,如上海張楊路等,這些都是政府直接出錢的施工總承包項目,約占目前總項目數量的15%。


由于綜合管廊的建設特點,后來出現了諸多EPC模式建設和個別BT模式的綜合管廊項目,如海南三亞海榆東路綜合管廊EPC項目,珠海橫琴管廊BT項目,這些約占總項目數量的10%。


2.2 規劃設計的發展


近幾年綜合管廊的建設項目數量越來越大,建設規模越來越大,給規劃設計帶來了嚴重的挑戰。雖然出現了很多成功的案例,但總的來看,規劃設計的總體狀況是:任務不少、規劃不嚴、規范不足,防水不一。具體體現在如下幾個方面:


1)任務飽滿,人員不足,水平參差不齊


2)上位規劃缺失使綜合管廊規劃無據可依


3)標準化體系沒有建立,標準化尚有很遠的路要走


4)二級防水等級設計是否合適爭議很大


2.3 土建施工的發展


綜合管廊工程的埋深和斷面尺寸,處于地鐵工程和市政管涵工程之間,總體來講施工技術難度不高,但由于單個項目的體量越來越大,又有其獨特的特點。經過近幾年的不斷發展,出現了越來越多的創新技術和設備,總體狀況可以總結為:現澆為主、滑模為輔、預制方興,設備重用。具體體現在:


1)散支散拼的支架現澆技術仍占主導地位


在綜合管廊本體結構施工方面仍是常規的模板散支散拼的混凝土全現澆施工技術占有主導地位,一方面是這種技術已經非常成熟,技術難度也比較低;另一方面施工技術人員由于工期太緊,無暇研究新的技術。但是這種全現澆技術存在很多問題,如混凝土外觀質量較難控制,模板、腳手架和人工等資源投入太多,同時側墻和頂板一起澆筑后由于頂板拆模時間的問題無法進行快速作業。


2)定型大模板+組合支架整體滑移技術得到快速發展


由于全現澆存在的質量難控制、資源投入大、施工周期長的缺點,一線作業人員開始研究如何快速低成本地保質保量地完成結構施工。經過大家的努力,相繼出現了多種形式的滑模施工技術,如單艙可移動模板(如圖1)、多艙移動模板臺架(如圖2)、多艙模板臺車(如圖3)、液壓滑模等,在多個項目的工程實踐中取得了良好的效果。


3)不同條件下的預制裝配技術大行其道


地上的建筑工業化正開展的如火如荼,地下工程特別是綜合管廊的預制裝配技術也得到了快速發展,在國內工程實踐中出現了多種預制裝配技術(如圖4),這些技術各有其適用范圍和技術特點,項目要根據自己的實際工程特點和要求適當選用。


4)頂管、盾構已開始在繁華城區展露頭角


隨著綜合管廊的建設規模越來越多,管廊的施工環境也越來越復雜,特別是在繁華城區施工,越來越多地用到了盾構和頂管技術。


5)新型管廊施工機械不斷出現


隨著管廊項目規模的不斷增大,出現了越來越多的新型管廊施工機械,如代替大型吊車的雙向自行走桁架吊裝系統,解決預制構件拼裝精度問題的預制管廊拼裝車(圖5),用于明挖的U型盾構機(圖6),集開挖支護、構件拼裝和基坑回填于一體的移動護盾管廊建造機(圖7),在很大程度上都可以減輕工人的勞動強度,降低施工技術難度。


2.4 運營管理的發展


國內管廊建設起步較晚,直到2015年才開始大規模的建設,近幾年的建設管廊項目都還未進入全面運營管理期,運營管理方面的總體狀況為:經驗不足、法規不全、平臺不專、標準不一,具體表現在:


1)目前尚無成熟的經驗可以借鑒


2)收費模式及違約責任尚無法可依


3)智慧運營管理的標準嚴重缺乏


4)真正的智慧管理平臺還沒有出現


3

重大技術進展


我國的城市綜合管廊經過這么多年的建設發展,在規劃設計、土建施工和運營管理方面取得很大的技術進步,并在其中起到了重要的作用。歸納起來,大概有以下幾個方面:


3.1 綠色建造理念


作者首次提出了綜合管廊的綠色建造概念,并給出了實現綠色建造的352理念,即要實現綜合管廊的綠色建造,必須采用綠色規劃、綠色設計、綠色施工三個手段,遵照線路最優、斷面最優、資源投入最少、廢棄物排放最少、對周邊環境影響最小五條原則,最終達到四節一環保、高效低成本兩大目的。


3.2 集約規劃設計理念和方法


在進行綜合管廊的規劃設計時,要考慮目前及未來要建設的地鐵、地下商業、地下快速路等其他地下空間的項目,統籌考慮,集約規劃,統一建設,否則將會帶來規劃節點沖突問題、周邊環境保護難題、施工成本增加難題。


3.3 整體模板滑移技術


整體模板滑移技術對于長距離線性地下結構有著諸多優點,模板腳手架投入大大減少,投入勞動力少,現場施工環境好,速度快,成本低。


3.4 預制裝配成套技術


由于荷載的復雜多變及防水的要求,地下綜合管廊的預制裝配施工比建筑工程的類型更多樣、技術更先進、要求更嚴格。


3.5 基于BIM的智慧管理技術


BIM技術在綜合管廊的規劃設計和施工階段已經開始推廣應用,在運營管理階段也開始嘗試應用,特別是目前多數的管廊項目都是PPP模式,所以全壽命的BIM應用技術變得可能和必要,它將在隨后的運營管理過程中發揮巨大的作用。


4

典型工程及指標記錄

經過幾十年的建設實踐,我國的綜合管廊建設規模及數量已經超過了歐美發達國家,成為了管廊的超級大國,其中出現了一些典型的案例,詳見表1。


5

未來發展趨勢


十三五期間是綜合管廊的建設高潮期,雖然由于各種原因將由前三年的大干快上階段進入了有序推進階段,但是經過這么多年的建設實踐,人們越來越認識到管廊已經是城市建設發展的內在需要,“在新區建設、舊城改造、道路新(改、擴)建,在重要地段和管線密集區等肯定要建設綜合管廊”(《國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》國辦發〔2014〕27號),預計在2020年后將進入一個平穩的建設期,每年的建設規模將在800km左右。


整體移動模架技術、疊合裝配式技術、多艙組合預制技術、節點整體預制技術等快速綠色的建造技術將在接下來的綜合管廊建設中得到廣泛應用。各種規范標準都將在十三五期間編制完成;經過大量的工程實踐,標準圖集將編撰完成。


十四五時期應該是管廊運營管理的關鍵時期,各種管理問題相繼出現。PPP平臺公司要理順與政府、管線單位、施工方、銀行、市民等各種復雜的關系,充分利用智慧管理平臺,加強智能收費管理,挖掘大數據為已所用。智慧平臺建設將會有一個質的飛越,但是管廊公司與管線單位的矛盾將日益突出,肯定會出現長期虧損的項目公司。


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