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你应该了解的综合管廊支撑系统应用及管廊未来趋势!

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你应该了解的综合管廊支撑系统应用及管廊未来趋势!

发布日期:2019-03-02 作者:江苏雄盛建设工程有限公司 点击:

综合管廊概况

城市综合管廊又称共同沟,它是在城市地下建造的市政公用隧道空间,将电力、通信、供水等市政公用管线,根据规划的要求集中敷设在一个构筑物内,实施统一规划、设计、施工和管理。彻底改变以往各个管道各自建设、各自管理的零乱局面。管线需要维修时不用开挖道路,维修人员和工程车只需要从检修通道进入地下管廊就可施工,既不影响路面交通,又能减少反复开挖导致的浪费,同时还有利于节约集约用地,减少路面井盖设施,降低管线维护成本,延长管线使用寿命。

管廊工程

综合管廊抗震支架应用

1、供水、消防、排水和热水管道支架

采用重型装配式管道成品C型槽钢支吊架:由横向和纵向两种支架,之间通过连接扣件相连,并分别于管廊墙面和地面采用预埋槽道T头螺栓连接方式,根据管廊排布方式,高度1300~2700,间距3000mm,最大承重荷载根据管道荷载计算选用合适的重型截面槽钢。

应用产品:装配式支吊架系统、抗震支撑系统、锚固系统

2、动力电缆、控制电缆支架

采用装配式托臂式支架,与管廊墙体采用预埋槽道T头螺栓连接方式,长度有900mm和1200mm两种规格,间距1000mm,承受最大荷载3.5kN/㎡

应用产品:装配式支吊架系统、抗震支撑系统、锚固系统

消防喷淋管道、动力电缆装配式支架、抗震支撑,采用预埋槽钢和后扩底锚栓与混凝土结构的连接。

3、设备固定

采用预埋槽钢以及T型螺栓进行连接,设备及管线能可调节安装于混凝土结构上,能补偿设计或施工带来的误差。此外,由于不需要额外的焊接和钻孔,对混凝土和钢筋无伤害,不会产生噪音、粉尘、震动,更不会引发火灾。

应用产品:预埋槽钢系统、锚固系统

综合管廊现状与发展趋势

1、建设发展历程

1.1 发展阶段

我国的城市综合建设,从1958年北京市天安门广场下的第一条管廊开始,经历了四个发展阶段:

概念阶段(1978年以前):外国的一些关于管廊的先进经验传到中国,但由于特殊的历史时期使得城市基础设施的发停滞不前。

争议阶段(1978—2000年):随着改革开发的逐步推进和城市化进程的加快,城市的基础设施建设逐步完善和提高,但是由于局部利益和全局利益的冲突以及个别部门的阻挠,尽管众多知名专家的呼吁,管线综合的实施仍是极其困难。

快速发展阶段(2000—2010 年):伴随着当今城市经济建设的快速发展以及城市人口的膨胀,为适应城市发展和建设的需要,结合前一阶段消化的知识和积累的经验,我国的科技工作者和专业技术人员针对管线综合技术进行了理论研究和实践工作,完成了一大批大中城市的城市管线综合规划设计和建设工作。

赶超和创新阶段(2011-2017年):由于政府的强力推动,在建设部做了大量调研工作的基础上,国务院连续发布了一系列的法规,鼓励和提倡社会资本参与到城市基础设施特别是综合管廊的建设上来,我国的综合管廊建设开始呈现蓬勃发展的趋势,大大拉动了国民经济的发展。从建设规模和建设水平来看,已经超越了欧美发达国家成为综合管廊的超级大国。

但从2018年以后,我国综合管廊的建设将进入有序推进阶段,要求各个城市根据当地的实际情况编制更加合理的管廊规划,制订切实可行的建设计划,有序推进综合管廊的建设。

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1.2 发展规模

经过前期漫长的概念和争议阶段,在东部沿海及华南经济发达城市的不断摸索,我国相继建设了大批管廊工程,截止到2015年底我国已建和在建管廊1600km;在国家为了提振经济发展速度,去产能,加快供给侧改革的政策鼓励下,2016年一年完成开工建设2005km,2017年完成开工建设2006km;按照当时的发展规划,以后一直到十三五末每年都是以近2000km的规模发展,最终将超过10000km的规模,我国即将成为名副其实的城市综合管廊超级大国。

1.3 政策法规

早在2005年建设部在其工作要点里就提出:“研究制定地下管线综合建设和管理的政策,减少道路重复开挖率,推广共同沟和地下管廊建设和管理经验”;同时2006年作为国家十一五科技支撑计划就开始进行《城市市政工程综合管廊技术研究与开发》;后来为了配合城市综合的建设,国务院、住建部、财政部和发改委等部委相继颁布了一系列的政策法规,从规划编制、建设区域、科技支撑、投融资、入廊收费等方面给出了详细的指导意见,对我国的综合管廊建设做出了极其重要的推动作用。

1.4 建设标准

在管廊建设的高潮到来之际,标准规范的制订却远远滞后。截止目前,仅有《城市综合管廊技术规范》GB50838(2015年修编)正式颁布实施,《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》GB/T 51274-2017刚刚颁布,行业标准《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》正在征求意见,《城市综合管廊工程防水材料应用技术规程》、《城市综合管廊运营管理标准》、《综合管廊管线工程技术规程》、《城市综合管廊施工及验收规程》等团体标准正在编制过程中,综合管廊的标准图集也没有出台,综合管廊的标准体系还远远没有建立。

2、建设发展现状

2.1 建设模式的发展

最早的综合管廊建设主要分为三种类型:一是为了解决重要节点的交通问题,如北京天安门广场和天津新客站综合管廊项目;二是为了特定区域的功能需要,如广州大学城、上海世博园等项目;三是为了城市的发展需要以及为了探索综合管廊建设经验而建的项目,如上海张杨路等,这些都是政府直接出钱的施工总承包项目,约占目前总项目数量的15%。

由于综合管廊的建设特点,后来出现了诸多EPC模式建设和个别BT模式的综合管廊项目,如海南三亚海榆东路综合管廊EPC项目,珠海横琴管廊BT项目,这些约占总项目数量的10%。

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2.2 规划设计的发展

近几年综合管廊的建设项目数量越来越大,建设规模越来越大,给规划设计带来了严重的挑战。虽然出现了很多成功的案例,但总的来看,规划设计的总体状况是:任务不少、规划不严、规范不足,防水不一。具体体现在如下几个方面:

1)任务饱满,人员不足,水平参差不齐

2)上位规划缺失使综合管廊规划无据可依

3)标准化体系没有建立,标准化尚有很远的路要走

4)二级防水等级设计是否合适争议很大

2.3 土建施工的发展

综合管廊工程的埋深和断面尺寸,处于地铁工程和市政管涵工程之间,总体来讲施工技术难度不高,但由于单个项目的体量越来越大,又有其独特的特点。经过近几年的不断发展,出现了越来越多的创新技术和设备,总体状况可以总结为:现浇为主、滑模为辅、预制方兴,设备重用。具体体现在:

1)散支散拼的支架现浇技术仍占主导地位

在综合管廊本体结构施工方面仍是常规的模板散支散拼的混凝土全现浇施工技术占有主导地位,一方面是这种技术已经非常成熟,技术难度也比较低;另一方面施工技术人员由于工期太紧,无暇研究新的技术。但是这种全现浇技术存在很多问题,如混凝土外观质量较难控制,模板、脚手架和人工等资源投入太多,同时侧墙和顶板一起浇筑后由于顶板拆模时间的问题无法进行快速作业。

2)定型大模板+组合支架整体滑移技术得到快速发展

由于全现浇存在的质量难控制、资源投入大、施工周期长的缺点,一线作业人员开始研究如何快速低成本地保质保量地完成结构施工。经过大家的努力,相继出现了多种形式的滑模施工技术,如单舱可移动模板(如图1)、多舱移动模板台架(如图2)、多舱模板台车(如图3)、液压滑模等,在多个项目的工程实践中取得了良好的效果。

3)不同条件下的预制装配技术大行其道

地上的建筑工业化正开展的如火如荼,地下工程特别是综合管廊的预制装配技术也得到了快速发展,在国内工程实践中出现了多种预制装配技术(如图4),这些技术各有其适用范围和技术特点,项目要根据自己的实际工程特点和要求适当选用。

4)顶管、盾构已开始在繁华城区展露头角

随着综合管廊的建设规模越来越多,管廊的施工环境也越来越复杂,特别是在繁华城区施工,越来越多地用到了盾构和顶管技术。

5)新型管廊施工机械不断出现

随着管廊项目规模的不断增大,出现了越来越多的新型管廊施工机械,如代替大型吊车的双向自行走桁架吊装系统,解决预制构件拼装精度问题的预制管廊拼装车,用于明挖的U型盾构机,集开挖支护、构件拼装和基坑回填于一体的移动护盾管廊建造机(图7),在很大程度上都可以减轻工人的劳动强度,降低施工技术难度。

2.4 运营管理的发展

国内管廊建设起步较晚,直到2015年才开始大规模的建设,近几年的建设管廊项目都还未进入全面运营管理期,运营管理方面的总体状况为:经验不足、法规不全、平台不专、标准不一,具体表现在:

1)目前尚无成熟的经验可以借鉴

2)收费模式及违约责任尚无法可依

3)智慧运营管理的标准严重缺乏

4)真正的智慧管理平台还没有出现

3、重大技术进展

我国的城市综合管廊经过这么多年的建设发展,在规划设计、土建施工和运营管理方面取得很大的技术进步,并在其中起到了重要的作用。归纳起来,大概有以下几个方面:

3.1 绿色建造理念

提出了综合管廊的绿色建造概念,并给出了实现绿色建造的352理念,即要实现综合管廊的绿色建造,必须采用绿色规划、绿色设计、绿色施工三个手段,遵照线路最优、断面最优、资源投入最少、废弃物排放最少、对周边环境影响最小五条原则,最终达到四节一环保、高效低成本两大目的。

3.2 集约规划设计理念和方法

在进行综合管廊的规划设计时,要考虑目前及未来要建设的地铁、地下商业、地下快速路等其他地下空间的项目,统筹考虑,集约规划,统一建设,否则将会带来规划节点冲突问题、周边环境保护难题、施工成本增加难题。

3.3 整体模板滑移技术

整体模板滑移技术对于长距离线性地下结构有着诸多优点,模板脚手架投入大大减少,投入劳动力少,现场施工环境好,速度快,成本低。

3.4 预制装配成套技术

由于荷载的复杂多变及防水的要求,地下综合管廊的预制装配施工比建筑工程的类型更多样、技术更先进、要求更严格。

3.5 基于BIM的智慧管理技术

BIM技术在综合管廊的规划设计和施工阶段已经开始推广应用,在运营管理阶段也开始尝试应用,特别是目前多数的管廊项目都是PPP模式,所以全寿命的BIM应用技术变得可能和必要,它将在随后的运营管理过程中发挥巨大的作用。

4、典型工程及指标记录

经过几十年的建设实践,我国的综合管廊建设规模及数量已经超过了欧美发达国家,成为了管廊的超级大国,其中出现了一些典型的案例,详见表1。

未来发展趋势

十三五期间是综合管廊的建设高潮期,虽然由于各种原因将由前三年的大干快上阶段进入了有序推进阶段,但是经过这么多年的建设实践,人们越来越认识到管廊已经是城市建设发展的内在需要,“在新区建设、旧城改造、道路新(改、扩)建,在重要地段和管线密集区等肯定要建设综合管廊”(《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》国办发〔2014〕27号),预计在2020年后将进入一个平稳的建设期,每年的建设规模将在800km左右。

整体移动模架技术、叠合装配式技术、多舱组合预制技术、节点整体预制技术等快速绿色的建造技术将在接下来的综合管廊建设中得到广泛应用。各种规范标准都将在十三五期间编制完成;经过大量的工程实践,标准图集将编撰完成。

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