岳霜

安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230051

引言

2013年以來(lái)，國(guó)家和地方發(fā)布了一系列相關(guān)政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為城市綜合管廊的規(guī)劃建設(shè)提供了法律依據(jù)，有效推動(dòng)了不同地下公用基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)的快速發(fā)展。

1 我國(guó)綜合管廊建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 綜合管廊結(jié)構(gòu)類型

綜合管廊一般可分三種，干線綜合管廊、支線綜合管廊和纜線綜合管廊。干線綜合管廊通常用于容納城市主干線項(xiàng)目的管線，根據(jù)不同入廊管線獨(dú)立分倉(cāng)構(gòu)造，多設(shè)置在城市主干道或綠化帶下。支線綜合管廊通常采用單艙或雙艙建設(shè)，主要用于容納城市配給工程管道，通常設(shè)置在道路綠化帶下、人行道和非機(jī)動(dòng)車道下。纜線綜合管廊通常是明挖淺埋的方式建設(shè)，多位于人行道下方，主要用于敷設(shè)電力電纜和通信電纜，一般內(nèi)部空間也較小。

綜合管廊的結(jié)構(gòu)類型主要分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)在施工前，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，施工工藝，設(shè)備和材料，現(xiàn)場(chǎng)整體澆筑的綜合管廊，并在對(duì)各分部進(jìn)行驗(yàn)收合格后澆筑混凝土，其能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、工藝、設(shè)備、消防等要求完成各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，但現(xiàn)場(chǎng)施工工序繁多，養(yǎng)護(hù)受現(xiàn)場(chǎng)人工及天氣影響大、施工工期長(zhǎng)。預(yù)制鋼筋混凝土管廊通常是將結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠中制造，通過(guò)運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)吊裝組裝成一個(gè)整體。其能保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工質(zhì)量、提高施工效率，縮短工程周期，節(jié)約建造成本。但其容錯(cuò)率低、運(yùn)輸?shù)跹b條件限制大，多用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)斷面，一般情況下，運(yùn)輸和吊裝時(shí)預(yù)制構(gòu)件強(qiáng)度通常不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接、預(yù)制構(gòu)件之間的后澆帶應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，后澆部分混凝土應(yīng)提高1～2個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，預(yù)制綜合管廊的縱向長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)截面尺寸、吊裝機(jī)械、運(yùn)輸條件和其他施工過(guò)程的限制條件綜合確定[1]。

1.2 相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

2013年以來(lái)，國(guó)家先后印發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見(jiàn)》和《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》，之后，國(guó)家相關(guān)部門發(fā)布的一系列政策法規(guī)，各地政府也制定了相應(yīng)的管理辦法，明確了規(guī)劃引領(lǐng)、統(tǒng)籌建設(shè)的綜合管廊建設(shè)目標(biāo)和整體思路，提出因地制宜地統(tǒng)籌地下綜合管廊建設(shè)的要求，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一要求，結(jié)合不同地區(qū)實(shí)際，科學(xué)確定城市地下管線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展模式。

除相關(guān)政策法規(guī)外，現(xiàn)行關(guān)于綜合管廊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》《城市綜合管廊防水工程技術(shù)規(guī)程》《城市綜合管廊施工及驗(yàn)收規(guī)程》《城市地下綜合管廊運(yùn)行維護(hù)及安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》以及電力、燃?xì)?、給排水、結(jié)構(gòu)、消防各專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，其中 《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》提出對(duì)管廊與地上空間綜合利用、環(huán)境景觀應(yīng)提前銜接、協(xié)調(diào)，并對(duì)綜合管廊的總體設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)、附件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收提出了具體要求，例如抗震設(shè)防類別乙類，建筑物的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)I級(jí)，防水等級(jí)Ⅱ級(jí)等。

1.3 工程建設(shè)模式

各級(jí)管理部門發(fā)布的一系列政策法規(guī)明確，城市綜合管廊與地下軌道交通、下穿通道、人防工程、電力電信設(shè)施、給排水設(shè)施等公用基礎(chǔ)設(shè)施的整體性規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)，將成為城市發(fā)展建設(shè)的重要模式。工程實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)發(fā)生新建地下工程與已建成地下構(gòu)筑物、電力管線，通信線纜、給排水管道或其他規(guī)劃的地下空間相互影響，很多時(shí)候因地下情況復(fù)雜，場(chǎng)地條件限制，導(dǎo)致解決問(wèn)題技術(shù)難度大、經(jīng)濟(jì)成本高和施工風(fēng)險(xiǎn)大，影響工程建設(shè)工期。故應(yīng)從前期規(guī)劃入手，綜合統(tǒng)籌考慮地下空間的總體布局，減少相互矛盾，避免重復(fù)建設(shè)，有效降低投資成本和社會(huì)影響。因此，城市綜合管廊與其他地下空間設(shè)施一體化規(guī)劃建設(shè)已成為目前有效解決地下空間建設(shè)問(wèn)題的主要趨勢(shì)和重要模式。

2 東莞火車站綜合管廊工程概況

東莞火車站TOD開(kāi)發(fā)規(guī)劃地域內(nèi)有多處110kV及220kV高壓架空線，特別是沿方中路的110kV寒峽線、板西乙線、寒橋線及220kV寒板甲乙線，以及貫穿規(guī)劃區(qū)域的110kV板峽甲乙茶線，對(duì)該區(qū)域的交通組織、用地開(kāi)發(fā)、城市景觀影響較大。其中220kV寒扳甲乙線N22-N23段線路位于東莞市荼山鎮(zhèn)東莞火車站TOD開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)，影響開(kāi)發(fā)建設(shè)。為盤活東莞火車站周邊片區(qū)土地，擬將TOD區(qū)域內(nèi)及其周邊的7回架空線路改為電纜線路。根據(jù)推薦電纜路徑方案，本工程新建電纜隧道沿月湖路、桑茶快速、荼山北路建設(shè)，全線長(zhǎng)約12.3km。其中沿桑茶快速路東延線段位于荼山鎮(zhèn)中心建成區(qū)，電纜管線敷設(shè)空間有限，為充分利用地下空間，有必要建設(shè)綜合性地下管廊。

本工程綜合管廊在擬建桑茶快速路東延線市政工程道路范圍南側(cè)，位于輔路和人行道范圍。基坑開(kāi)挖深度在3.0m～13.5m之間，茶山大道接變電站節(jié)點(diǎn)處開(kāi)挖深度13.5m。除局部填方段外，其余開(kāi)挖深度均超5.0m，屬于開(kāi)挖深度超過(guò)5.0m，部分路段極為復(fù)雜的基深基坑工程。

對(duì)于綜合管廊的結(jié)構(gòu)類型，因項(xiàng)目處于城區(qū)，對(duì)比預(yù)制裝配式綜合管廊，受場(chǎng)地條件、大件運(yùn)輸、吊裝等條件限制，結(jié)合工程體量綜合對(duì)比，除個(gè)別下穿節(jié)點(diǎn)頂管外，綜合管廊設(shè)計(jì)均采用C40現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在施工時(shí)，為加快現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的實(shí)施進(jìn)度，方案中采用可整體滑動(dòng)式鋼模板，以減少施工支模時(shí)間，縮短施工工期[2]。

3 綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 與軌道交通整合建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合管廊GL1+680～GL1+740范圍為廣深高鐵線范圍，鐵路采用高路基形式，與綜合管廊交角約77°，原安泰路在該處已實(shí)施頂四孔隧道，經(jīng)綜合比選：①改造利用現(xiàn)狀隧道南側(cè)一孔通過(guò)，管廊該處局部斷開(kāi)；②管廊截面形式不變，對(duì)鐵路路基注漿加固，軌道采用扣軌與縱梁加固或D型便梁加固后，在道路外側(cè)預(yù)制頂推法施工；③管廊在該處分倉(cāng)變換為圓形截面，采用頂管法施工，管間間距應(yīng)滿足頂管規(guī)范相關(guān)要求。經(jīng)綜合考慮場(chǎng)地條件情況、工期進(jìn)度要求及對(duì)高鐵路基影響等，最終選擇方案三，結(jié)構(gòu)變換為圓形截面，采用頂管法施工下穿該高鐵線路基。

綜合管廊與軌道交通整合建設(shè)時(shí)，按照先地下、后地上，先規(guī)劃、后建設(shè)原則，應(yīng)當(dāng)充分考慮兩者的建設(shè)時(shí)序、空間關(guān)系，條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用合建方案。在條件限制需采用分建方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)建設(shè)時(shí)間順序和空間位置關(guān)系，明確工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)銜接和保護(hù)措施，提出相應(yīng)的技術(shù)要求，并預(yù)留后續(xù)建設(shè)實(shí)施的空間和技術(shù)條件。

在結(jié)構(gòu)實(shí)施方案的選擇上，應(yīng)統(tǒng)籌考慮管廊與軌道交通的結(jié)構(gòu)情況。當(dāng)軌道交通采用明挖法時(shí)，兩者可考慮采用整體式結(jié)構(gòu)，按照同槽基坑進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。而當(dāng)軌道交通采用暗挖法，可適當(dāng)加大軌道交通暗挖斷面整體實(shí)施，或管廊考慮能否共同利用臨時(shí)工程和設(shè)施。軌道交通采用頂推、盾構(gòu)時(shí)且不能整體建設(shè)時(shí)，應(yīng)預(yù)留足夠的安全空間或采取保護(hù)措施。在兩者工程出現(xiàn)交叉時(shí)，應(yīng)對(duì)節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，采取措施減小應(yīng)力集中和地基不均勻沉降帶來(lái)的不利影響。

綜合管廊與軌道交通采用整體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)結(jié)合交通相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定整體結(jié)構(gòu)方案，其中結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、安全等級(jí)、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、防水等級(jí)以及結(jié)構(gòu)耐久性等相關(guān)的技術(shù)要求按照其中較大較嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)確定，結(jié)構(gòu)模型分析應(yīng)當(dāng)對(duì)綜合管廊和軌道交通的設(shè)計(jì)荷載準(zhǔn)確計(jì)算，不得遺漏，對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析。

3.2 與地下公共通道建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程GL0+620～GL1+280范圍為茶山中心區(qū)，桑茶快速東延線工程在茶興路、茶京路采用連續(xù)下穿隧道形式，道路北側(cè)有廠區(qū)、公園、鎮(zhèn)政府大樓、變電站，變電站需通過(guò)支線接入本工程，南側(cè)緊鄰茶山醫(yī)院、綜合商業(yè)廣場(chǎng)、街居民區(qū)，下穿通道與綜合管廊并列穿過(guò)，現(xiàn)場(chǎng)條件極為復(fù)雜，基坑深度大，交通疏導(dǎo)難度大，對(duì)設(shè)計(jì)施工均有較高要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，結(jié)合綜合管廊工期限制，該節(jié)點(diǎn)分五期實(shí)施，一二期施工南側(cè)綜合管廊，三四期施工中間下穿通道，五期施工北側(cè)節(jié)點(diǎn)，其中交通疏解分六期實(shí)施。

一般當(dāng)綜合管廊與地下公共通道進(jìn)行一體化建設(shè)時(shí)，需根據(jù)規(guī)劃布局結(jié)合各自的功能需求、空間布局、建設(shè)周期等綜合考慮。一般在場(chǎng)地條件允許時(shí)，管廊與地下通道采用整體式結(jié)構(gòu)方案，可以減少場(chǎng)地占用、減輕交通疏解壓力、降低工程造價(jià)，設(shè)計(jì)時(shí)其荷載取值、作用組合、計(jì)算理論等需要同時(shí)滿足現(xiàn)行的管廊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及城市橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定；受場(chǎng)地、交通條件限制采用分離式結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)對(duì)兩構(gòu)者間受力狀態(tài)、施工順序綜合考慮，其安全凈距應(yīng)滿足規(guī)范要求，支護(hù)方案可按施工順序協(xié)同考慮，結(jié)構(gòu)間填充方案根據(jù)結(jié)構(gòu)間距、覆土厚度等細(xì)化設(shè)計(jì)，應(yīng)按照先地下、后地上的要求，合理安排時(shí)序，考慮相互影響，需地基處理時(shí)應(yīng)整體性、系統(tǒng)性設(shè)計(jì)。

在結(jié)構(gòu)受力分析時(shí)，可分區(qū)段根據(jù)覆土厚度和地面荷載、地下水標(biāo)高、圍巖情況按最不利狀態(tài)考慮，對(duì)于結(jié)構(gòu)斷面突變、局部存在較大集中荷載，或者基礎(chǔ)類型不同、地基地質(zhì)有顯著差異，沿縱向可能產(chǎn)生不均勻沉降，應(yīng)當(dāng)按整體性進(jìn)行建模驗(yàn)算。主體結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，裝飾裝修、附屬結(jié)構(gòu)可以根據(jù)其使用性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，更換難易程度確定其使用年限。在空間受力作用較為集中的區(qū)段，應(yīng)當(dāng)按照空間結(jié)構(gòu)綜合進(jìn)行分析驗(yàn)算，根據(jù)結(jié)構(gòu)大小、地層條件等科學(xué)設(shè)置變形縫、后澆帶。

3.3 與河道交叉節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合管廊在GL1+180處為寒溪內(nèi)河，河涌?jī)魧捈s20m，交角45°，河道一側(cè)為地然坡面，另一側(cè)片石擋墻，節(jié)點(diǎn)北側(cè)為現(xiàn)狀道路跨河橋梁，因橋梁標(biāo)高不滿足桑茶快速路改造，需拆除后建造箱涵，箱涵南端位于綜合管廊線位上。該段地質(zhì)條件較差，從上至下為素填土、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、中砂層（鉆孔未穿透），管廊位于中砂層。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后推薦兩種方案，一是采用截面變換為圓形，兩端設(shè)轉(zhuǎn)換井后頂管施工；二是圍堰后灌注樁支護(hù)開(kāi)挖。經(jīng)綜合比選，因轉(zhuǎn)換井設(shè)置復(fù)雜、場(chǎng)地條件限制、地質(zhì)條件差，設(shè)計(jì)選取支護(hù)開(kāi)挖施工，基坑開(kāi)挖深度8.5m，采用鋼筋混凝土灌注樁和超緩凝素混凝土樁的咬合樁形式，基坑內(nèi)水泥土攪拌樁格柵狀加固。

綜合管廊穿越河道時(shí)，小型河道一般可采用頂管施工或枯水期分幅明挖施工；徑流較大河道多采用頂管、沉管或盾構(gòu)法施工。需根據(jù)管廊類型、大小，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況、周邊環(huán)境條件、工程造價(jià)等綜合考慮選取。

3.4 人防的整合建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

按城市建設(shè)規(guī)劃，綜合管廊需要與人防工程進(jìn)行整合設(shè)計(jì)時(shí)，按照人防建設(shè)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌地下空間和工程建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)空間布局做好平站轉(zhuǎn)換，綜合考慮消防分區(qū)、出口節(jié)點(diǎn)、通風(fēng)實(shí)施等布置，以便于戰(zhàn)時(shí)能夠利用綜合管廊的已有設(shè)備。當(dāng)區(qū)段綜合管廊考慮人民防空設(shè)計(jì)時(shí)，管廊應(yīng)與地下人防設(shè)施劃分為不同的防護(hù)單元，管廊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、倉(cāng)位布局等應(yīng)滿足人防工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求；當(dāng)區(qū)段綜合管廊不考慮人民防空設(shè)計(jì)時(shí)，按照防護(hù)區(qū)內(nèi)與防護(hù)區(qū)外分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，銜接段按人防工程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市地下管線是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”，綜合管廊與其他地下基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行一體化建設(shè)，不僅能夠充分利用地下空間，統(tǒng)籌考慮各結(jié)構(gòu)的空間布局，減少重復(fù)開(kāi)挖建設(shè)和對(duì)道路、綠化的破壞，減少對(duì)民眾出行影響，還能夠縮短施工工期，降低建造成本，地下空間結(jié)構(gòu)的一體化的整合建設(shè)也將成為我國(guó)管廊建設(shè)的重點(diǎn)模式之一。在進(jìn)行整合建設(shè)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持規(guī)劃引領(lǐng)、統(tǒng)籌建設(shè)的基本原則，合理安排時(shí)序、科學(xué)系統(tǒng)布局，以提高城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的整體性、系統(tǒng)性。