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摘要:隨著智能自動化的提出,“智慧城市”理念應(yīng)運而生并得到快速發(fā)展,而綜合管廊的建設(shè)極大推動了智慧城市的發(fā)展,其建設(shè)水平對市政工程管理能力有著巨大的影響。本文以實際工程為依托,闡述了城市綜合管廊的設(shè)計原則、布局方式、施工技術(shù),并從功能布置、給排水設(shè)計等方面對綜合管廊在實際工程中的具體應(yīng)用展開討論,為類似工程提供經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:綜合管廊;市政工程;建設(shè)應(yīng)用
1工程概況
該工程主要是在北京市通州運河核心區(qū)的北側(cè)修建環(huán)形隧道,竣工之后,機動車將從地下行駛,可使地面交通得到凈化,是建造運河核心區(qū)復(fù)合型地下空間的重要項目之一。本工程線路位于永順鎮(zhèn)新建村,在支路的出口處連接新華北路、通燕高速和北關(guān)大道,本工程新建的綜合管廊長約10.3km,為環(huán)網(wǎng)狀布置,目前工程已經(jīng)完工投入使用。
2城市綜合管廊設(shè)計原則
在設(shè)計城市綜合管廊時,必須要遵循以下原則。
2.1整體協(xié)調(diào)性原則
為了確保該工程的成功建設(shè),避免地下管道與其他服務(wù)性工程之間產(chǎn)生沖突,需要結(jié)合實際規(guī)劃地下空間,合理安排管道的鋪設(shè)位置,因此,在城市綜合管廊的建設(shè)過程中應(yīng)確保其整體的協(xié)調(diào)性,從全局出發(fā),統(tǒng)籌考慮和安排。
2.2整體規(guī)劃原則
城市綜合管廊與城市道路兩者之間存在著緊密的聯(lián)系,在施工時兩者應(yīng)相互協(xié)調(diào),要盡量使建筑設(shè)計和規(guī)劃保持同步。規(guī)劃和調(diào)整地下綜合管廊時以道路設(shè)計為基準,同時考慮到后期的使用情況,盡量預(yù)留一部分空間,使工作人員在維修和保養(yǎng)時更加便捷。在城市建設(shè)中要遵循“先管廊后道路”的設(shè)計原則。
2.3增強發(fā)展意識原則
鑒于我國目前對城市綜合管廊的分期建設(shè)存在著一些不合理之處,建議采用一次性投資的建設(shè)方式。在施工時,若出現(xiàn)現(xiàn)實與預(yù)估結(jié)果不一致的現(xiàn)象,則城市綜合管廊的建設(shè)勢必會受到巨大的影響,不僅可能會導(dǎo)致財力和人力的浪費,而且可能會使城市出現(xiàn)停水停電和道路擁擠等異常狀況,對城市的運轉(zhuǎn)帶來惡劣的影響。
3城市綜合管廊的布局
在規(guī)劃城市綜合管廊的布局時,應(yīng)注意以下方面。(1)綜合管廊建設(shè)工程開始前,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有發(fā)展狀況劃分功能區(qū),相關(guān)負責(zé)人首先要及時與負責(zé)地下交通和商業(yè)街以及防護設(shè)施的工作人員溝通,再開展綜合管廊建設(shè)工作。(2)通常會選擇城區(qū)核心位置或交通頻繁的區(qū)域作為城市綜合管廊的位置。但是該位置的選擇也不是一成不變的,道路、鐵路和河流的交叉匯集口也可作為綜合管廊的位置,值得注意的是,在埋設(shè)管道時要優(yōu)先考慮需求量大的區(qū)域,同時確保管線無交叉現(xiàn)象。(3)施工過程中要防止對建筑物造成影響,使管線長度足夠短,以滿足道路規(guī)劃的要求,此外綜合管廊工程施工還需設(shè)置控制中心,這樣才能及時、有效地監(jiān)測和管理綜合管廊,位置可選擇在公共建筑附近,保證工程的順利實施和應(yīng)用。
4城市綜合管廊技術(shù)
4.1“明挖現(xiàn)澆”技術(shù)
通常情況下,施工時選取“明挖現(xiàn)澆”技術(shù)。該方法具有覆蓋面積廣、施工效率高、技術(shù)較簡便的特點,適用于平坦道路。在面積較大的工程被劃分成多個施工段的情況下,此方法可實現(xiàn)同步施工,具有加快施工進度、縮短工程時間的優(yōu)點。但是,由于該項目的涉及面較廣,所以會影響到人們的出行和交通運輸。建設(shè)過程中需開挖鋪設(shè)管道,采用大型挖掘設(shè)備,并以井點降水為輔助手段,以加快工程進度、減少投資[1]。
4.2盾構(gòu)法
盾構(gòu)法是在城市綜合管廊工程中應(yīng)用的一種施工軟土隧道的方法,機械化程度高,施工方便,有利于施工人員管理,同時盾構(gòu)法安全性較高,施工進度快,施工過程中沉降控制容易。由于地層掘進、挖掘運輸及接縫防滲是盾構(gòu)法的三大特點,所以操作人員必須具有很強的綜合能力和對該項技術(shù)的專業(yè)操作能力。目前,盾構(gòu)法也隨著管廊工程的快速發(fā)展而得到了施工人員的普遍使用,該方法覆蓋范圍小、影響小,但是靈活性較低,沉降現(xiàn)象難控制,操作成本高,因此施工時若使用該方法其工程造價會非常高。
4.3淺埋暗挖法
淺埋暗挖法適用于地下淺層操作,由于它具有埋深較淺的特點,因此對于地層巖性較差和地形環(huán)境十分復(fù)雜的區(qū)域來說,淺埋暗挖法比“明挖現(xiàn)澆”和盾構(gòu)法更加適合,而且可確保操作的順利性和施工的完整性。由于城區(qū)人流量大、交通較為頻繁,在該區(qū)域施工時不可避免地會對居民生活造成影響,而此方法靈活性高,具有多種施工形式,覆蓋范圍小,影響也小,可完美解決城市施工產(chǎn)生的問題[2]。在城市綜合管廊建設(shè)中應(yīng)用淺埋暗挖法可以采用多種輔助工法,利用多種形式的挖掘方法,并保障支護的有效性,使其和附近的圍巖起到聯(lián)合支護體系的作用。
5綜合管廊在市政工程建設(shè)中的應(yīng)用
5.1管廊功能設(shè)置
該項目工程的核心是設(shè)計管廊的功能,這對工程管理建設(shè)的品質(zhì)具有較大影響。但是,不同的工程對所建造管廊的要求也不同,使管廊的整體建設(shè)發(fā)生了新的改變。根據(jù)城市化地下管線建設(shè)工作開展的需要,對相應(yīng)的管廊建設(shè)歸納總結(jié)之后,主要有以下幾點:一是建設(shè)防火管道時注意其功能的設(shè)計;二是在設(shè)計安全出口時注意其功能化設(shè)置;三是加強管理管廊的安全性和智能化建設(shè);四是加強管廊通風(fēng)性能的檢測和管理工作,以完善管廊整體功能。
5.2給排水設(shè)計
給排水設(shè)計在建設(shè)管廊的過程中具有十分重要的地位。明確相對應(yīng)的給排水施工操作即可掌握該工程建設(shè)的控制要點。因為綜合管廊的建設(shè)位地點是距離地面3~5m之間的地方,因此排水工作是重中之重。在該管廊建設(shè)項目中,若要使整體性能達到標準需重點落實各個區(qū)域內(nèi)的排水措施,檢測其是否符合設(shè)計要求、是否具有良好的排水性能。
5.3管廊管線敷設(shè)設(shè)計
該綜合管廊建設(shè)工程最重要的部分是線路的鋪設(shè),是管廊建設(shè)中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),關(guān)系著施工是否能夠順利開展,市政管道建設(shè)工作能否達到設(shè)計標準。只有達到標準時才能在施工過程中收集并整理管廊建設(shè)的要點,使之得到落實,最終使管廊建設(shè)具有可依照的科學(xué)基礎(chǔ),推動綜合管廊建設(shè)的發(fā)展。因此,要結(jié)合實際條件和操作要求以及地下空間等多種因素保障管線合理鋪設(shè)。圖1為管廊鋪設(shè)現(xiàn)場。
5.4管廊標識系統(tǒng)設(shè)計
在對管廊施工的過程中,其相對應(yīng)的標識體系也具有十分重要的作用,只有明確建設(shè)管理中各個部分的控制標識,才能保證管廊的建造過程順利實施。為了確保管廊施工順利開展,主要在于對管廊操作時查看其標識是否存在不小心被觸動的風(fēng)險,對此要嚴格按照標準要求和設(shè)計宗旨設(shè)計控制標識,以免對市政工程建設(shè)中的管廊設(shè)計工作造成無法挽救的損失。
6綜合管廊在市政工程中的應(yīng)用優(yōu)勢
(1)有利于提高市政管線的規(guī)范性。我國傳統(tǒng)的管線敷設(shè)工作常采取管線直埋的方法,其特點在于施工便捷、技術(shù)難點較少,但也存在明顯的局限性,即對周邊環(huán)境的干擾作用較強,易導(dǎo)致人們的出行受到影響,交通運輸成本也隨之增加。并且隨著城市的發(fā)展,市政工程的建設(shè)規(guī)模逐步擴大,管線類型豐富、總量較多,對管理方法提出較高的要求。在綜合管廊的工程模式下,可整合多類專業(yè)的管線,以便更為高效地開展地下管線的相關(guān)管理工作。(2)有利于提高經(jīng)濟效益。較之于傳統(tǒng)的管線直埋方式,雖然綜合管廊的前期建設(shè)成本較高,但建成后的運行穩(wěn)定性較佳,后期為之投入的維護費用較少。關(guān)于綜合管廊的綜合效益優(yōu)勢主要可從如下三方面分析:①新管道施工中幾乎不涉及路面開挖作業(yè),因此對城市現(xiàn)狀道路運行狀況的影響微乎其微,綜合管廊現(xiàn)場的各項建設(shè)工作可以有條不紊地開展,施工期間的管理工作量較小、難度較低,可省去大量成本;②在管線直埋的方式下,雨水和土壤對管線的侵蝕作用較強,嚴重影響管道的耐久性;采用綜合管廊的模式后可以實現(xiàn)對管線的全面防護,管線的受損概率減小,為之投入的維護成本較低;③在管線直埋的方案中,施工缺乏可控性,即管線的填埋位置和高度容易由于控制不當而出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致各類管線間存在交叉問題,同時填埋過程中反復(fù)開挖上方的路面,對路面交通帶來影響。
7綜合管廊建設(shè)應(yīng)注意的幾個問題
在設(shè)計綜合管廊時,需要注意以下幾點。(1)為了使人們在遇到緊急情況時可以迅速完成撤離,在設(shè)計逃生孔時,其內(nèi)徑的直徑至少為800mm,個數(shù)至少為2個,同時要把投料口和通風(fēng)口也考慮在內(nèi),結(jié)合以上兩者來完成逃生口的設(shè)計。(2)投料口的大小要根據(jù)人員和機械裝置來確定,要確保其設(shè)計的尺寸不僅可使人員自由通過,還要確保施工的相關(guān)設(shè)備也能自由通過,且以最小允許量即可。除此之外,投料口最大間距不宜超過400m,自然通風(fēng)方式的通風(fēng)口最大間距不宜超過200m。(3)在設(shè)計逃生孔時,若選用明挖的方式要確保每個間距至多為200m,否則其間距的具體數(shù)值要結(jié)合地形、埋深、通風(fēng)以及消防措施等因素來考慮。(4)確保逃生孔位置處可外連爬梯,設(shè)計一個允許所有人員可從里面打開而僅允許專業(yè)人員從外面打開的蓋板,確保逃生孔的安全性。(5)對綜合管廊的外漏部位實施嚴格的防水測試,確保其防水性能可達到城市防洪災(zāi)的標準;尤其要重點審查管廊和其他管線相連接的地方,確保接縫具有良好的防水、防差異沉降性能[3-4]。(6)要結(jié)合所選用的管線類型和數(shù)量多少來確定標準斷面的內(nèi)凈高,干線部分至少為2.1m,支線部分至少為1.9m,交叉部分至少為1.4m,如果發(fā)現(xiàn)某處凈高達不到最小標準時,連接時可選用排管方式?;ゲ桓蓴_的工程管線可以設(shè)在綜合管廊中的同一艙內(nèi),若工程管線兩兩互相干擾,則應(yīng)當分別設(shè)在不同的空間內(nèi)。
8結(jié)束語
總之,若要提高市政工程建設(shè)的管理能力,在對項目開展施工時,要嚴格按照相關(guān)技術(shù)標準和設(shè)計要求操作,重點審查綜合管廊設(shè)計是否符合要求,確保市政工程建設(shè)管理的整體能力可通過綜合管廊設(shè)計得到充分的發(fā)揮。
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作者:劉長榮 單位:中鐵十六局集團地鐵工程有限公司