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止于至善

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学、河北工大、北京交大硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员、混凝土耐久性专业委员会委员,全国混凝土标准化技术委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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城市地下综合管廊在技术层面呈现的问题与对策分析  

2017-07-28 08:28:11|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  我国城市化密集度的发展是扭曲的,按照传统的规划理念已经很难满足发展现状的要求,与居住相配套的市政管线,如中水、排水、雨水、自来水、电力、通信、燃气、热力如果各走各自的路由,对于检修及增容都是一个挑战,往往花费是成倍的增长,加之容量富余量受限于地方规划指数影响,发展城市大管廊势在必行。

  国际城市地下综合管廊发展现状 

  综合管廊也称为共同沟、综合管沟、共同管道,是指在地下建造一个公用的隧道空间,把多种公用管线集中铺设在一起。综合管廊根据其所容纳的管线不同,其性质及结构亦有所不同,大致可分为干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊、干支线混合综合管廊四种。

  干线综合管廊一般设置于机动车道或道路中央下方,主要连接原站(如自来水厂、发电厂、燃气制造厂等)与支线综合管廊。其一般不直接服务于沿线地区。沟内主要容纳的管线为电力、通讯、自来水、热力等管线,有时根据需要也将排水管线容纳在内。在干线综合管廊内,电力主要从超高压变电站输送至一、二次变电站,通讯主要为转接局之间的信号传输,燃气主要为燃气厂至高压调压站之间的输送。干线综合管廊的断面通常为圆形或多格箱形,综合管廊内一般要求设置工作通道及照明、通风等设备。

  地下综合管廊是市政管线集约化建设的趋势,也是城市基础设施现代化建设的方向。传统的市政管线直埋方式,不但造成了城市道路的反复开挖,而且对城市地下空间资源本身也是一种浪费,未来的架设方式应该是沿城市道路下构筑综合管廊,将各种管线集约化,采取综合管廊的方式铺设。

  在国外,地下综合管廊是综合利用地下空间的一种手段,一些发达国家已实现了将市政设施的地下供、排水管网发展到地下大型供水系统、地下大型能源供应系统、地下大型排水及污水处理系统,与地下轨道交通和地下街道相结合,构成完整的地下空间综合利用系统。

  欧美是地下综合管廊的发源地。世界上第一条管廊在巴黎建成,随后该理念推广到欧美各国。日本是当今管廊技术最成熟的国家,这个和日本地域有很大关系,规划建设一直沿用1964年制定的相关措施条例,各在野党执政期间一直延续使该条例不断完善。由于日本处于环太平洋火山地震带,一旦遇到地震破坏,恢复期大部分精力及费用都要放在开挖及回填过程中,如果将综合管线放置在管廊内,管道与管廊侧壁变为柔性连接,管道抗震补偿措施可以更大范围的使用,基本不受地震时土体的位移影响,如果维修也是区域更换及系统性能检查,对管廊上交通无影响。

  我国地下综合管廊存在的实际问题 

  首先,最主要的一个问题就是没有宏观规划,小型规划随意改线,缺乏政策的连续性。

  上海市张扬路综合管廊。1994年上海浦东新区张扬路综合管廊建成投入使用,截至2005年共建成综合管廊约11km,断面为2.4X2.4m,平均造价约为2500万元/km。供水、电力、通信、广播电视、消防等管道和电缆都以层架形式进入综合管廊,燃气管道置于上方专用空间。综合管廊内有足够空间供维修检测人员走动和工作。

  佳术斯市综合管廊。该综合管廊高2.3m,3.2 m,将市政基础管线整合于一个混凝土框架空间内。管廊中间是一条通道,两边墙壁上被水泥板分为上、中、下三层,管廊上层为强、弱电区,中层为给排水区,下层为供热、供气区。管廊总长为2km,平均造价约为1200万元/km

  佛山市综合管廊。佛山市首期综合管廊形成一个环状综合管廊网,横截面宽为3.2m(部分地段宽为4 m)、高为2.8m,平均每公里造价约为2300多万元,全长共9.37km。综合管廊内仅有动力电缆(高压线)、通信电缆、供水管道3种管线。动力电缆和通信电缆在管沟内的两侧,供水管道在管沟底部。综合管廊内设施完善:100m将设有防火隔离墙,排水、照明、检测等设备;200m有一个长2m、宽0.7m投料口,高出地面0.5m,主要方便技术人员进入管廊内检修。

  在我国的其他城市,如西安、杭州、青岛等,正在积极筹划建设城市地下综合管廊。从综合管廊在我国的发展情况看,其具有起步晚、时间短、规模小、综合性较弱、系统性不够等特点。

  目前省级城市规划院考虑更多的交通枢纽、地下轨道交通、路网、水处理、输配电网等。正在紧罗密布建设地铁的城市有深圳、重庆、沈阳等已经将路由变至-14m以下,北京、上海新建地下线路有的甚至达到-30m。省级热力集团目前都在做浅埋暗挖实施计划,进小区各自做输配线路,区级主电力管沟最深已经和地铁差不多,老旧排水系统陆续做强排泵站缓解所谓百年一遇的大雨,城市供水基本都有预留管径做接入,城市天然气只做过路预埋,其他路径沿已建城市道路路由修建。

  同时,政府预算紧张无专项经费,各产权单位基本都是已收定支,各自维持经营,也是亟待解决的问题。在经济核算过程中很难根据使用性质摊销投资费用。一般管廊基建成本约2500~3000/km。对于通信类布线(线管变为管廊)很难接受。

  再加上城市管廊维修费用成本极高,此费用分为管廊维护费用和管线维护费用问题。城市管廊维护费用多由技术问题产生,具体如下。

  堵漏方面,虽然设计规范对于连接处采用钢板止水带加企口做法,由于施工过程中地基不均匀,沉降很难做到封水目的,有些在建的管廊已经变为水帘洞

  混凝土碳化处理方面,地下结构表层混凝土6~7年后需要将表层碳化层剔槽后补强,防止钢筋锈蚀导致的结构性破坏。

  管廊排水方面,目前地下管廊内对于平直段间隔50~100m设置集水坑,采用浮球液位控制泵,该泵年维修成本基本高于新采买价格。

  管线维护费用由于输送介质的不同,各管线的大修周期和更换周期也不同,在维修过程中难免产生交叉破坏。

  我国城市地下管廊设计保守,针对于目前小管廊的设计余量尚不及电力管沟设计余量,如果考虑重力排水进入管廊,管廊截面最少应为4.5m,同时需要充分考虑管线间安全间足巨及用户余量。

  管线间安全距离方面,燃气与电力安全距离0.5m,电力线与控制线的信号干扰,给水与排水交叉污染、电力与水管的安全布置原则、排水管道检修方便原则、燃气强排风设置原则都是必须考虑到的要素。

  其解决方案是压力管让重力自流管,蒸汽管道需要在顶部考虑放散阀,尽量采用波纹补偿代替自然胀力补偿,以减少空间利用价值; 管径小的管线让管径大的管线,建议管道分桥架布置,大管在下排;易弯曲的管线让不易弯曲的管线;临时性的管线让永久性的管线;工程量小的管线让工程量大的管线;新建的管线让现有的管线;检修次数少的和方便的管线,让检修次数多的和不方便的管线;自上至下合理次序:电力、电信(单独设置套管,与强电分两侧布置)、热力、燃气、给水、雨水、污水。

  我国管廊用户余量目前基本滞后现状,减少后期增容找不到位置,所以很多专家建议将现有容量增加两倍位置空间。

  国内管廊建设的一个重要不足是城市地下管线权属分散、事故频发。

  电缆防水防泡方面,由于长期被渗水腐蚀,加之动力电缆结头耐压试验不重视,导致使用2年半后出现电缆防泡的问题,基本处理方法就是更换整段电缆。

  燃气爆炸方面,目前频发的燃气爆炸事故因末端设备泄露导致的爆炸占70%,过路管道被压裂导致的爆炸占30%,整个路由基本不出现事故。但是对通风要求高,虽然管廊内已经设置了安防监控及通风设施,但选用标准需要和燃气标准统一。

  热力管道胀管变形,由于供热调试期人为操作的失误,给气过程中极易出现整个管线变形,影响其他管线正常使用状态。城市地下管线由于种类繁多,其产权单位和参与建设的单位日益多元化,多头管理,各自为政,形成按专业进行管理的格局。管线的产权、建设、维护管理均由相应单位负责。

  权属分散,不能按规范归档和集中管理。目前,我国大多数城市都没有综合的、准确的地下管网图。在地下管线管理条块分割、缺少有效的统筹协调机制的情况下,复杂的地下管网反过来给城市建设带来了新的问题。造成建设中盲目施工,频繁的重复开挖,马路拉链现象不断,管线损坏挖断的事故屡屡发生。经常出现停水断电、停气、城市内涝和通讯中断等各种事故,影响了城市生产和居民生活,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。

  同时,多种管线共沟必然带来事故发生的概率增大,综合管廊的投资方、建设方、运营方以及各管线所属单位难以清晰划分运行维护的责任,一旦事故抢修不及时,造成重大损失,责任认定和经济赔偿难度较大。这些都限制着城市地下综合管廊的建设与发展。

  城市地下综合管廊建设改进措施 

  立法为先,加强相关法规制度的建设建立强行准入制度及统一标准化,设备、材料、主要构配件集中采买。制定专门的法规,对其建设、资金的分担、产权有偿使用等关键问题做出明确的规定。

  加强相关法规制度的建设,目前尚为空白。已完成且正在使用的管线不纳入新管廊规划内,但要监控其使用寿命。同时建议先将电力、给水、排水、热力整合,统一设置出入口。

  基建费用由政府统一出具,实施阶段不建议各产权单位摊销,但维护费用必须摊销。在整体城市规划中,不得强行改动已规划的设施路由,需要做经济论证。对于道路修建、改建等改线工程纳入整体规划中。材料及设备安全实行市场准入制度,加大对工程监管及处罚力度。简化报建于续,在预算范围内的项目实行统一办公,集中处理的原则,减少由此产生的工程制约。

  第一个试验周期建议5年,目的是地下管线信息数据尽快发挥作用。这些都有利于城市地下综合管廊的建设与快速发展。

  设置独立部门综合管理,管理权限高于各产权部门,目前实施起来需要一段适应期,否则对于过程中产生的规划、设计、施工、验收、技改、维护标准、大修均会出现不同程度的矛盾。地下综合管廊从规划建设到运营、维护、更新是一个长期的过程,政府应成立专职的部门负责对地下综合管廊的建设和建成后的维护管理。

  参照国内外地下综合管廊建设营运模式,设立专门的地下综合管廊管理机构,而且这种管理机构要有政府部门的授权行使一定的管理权力,承担相应的职责和义务,其主要作用是负责地下综合管廊建设的系统规划、建设、运营。

  补充完善大规划,坚持先规划后建设。在综合管廊规划中应做到近远期相结合,与其他地下设施规划相协调。地下综合管廊规划的基本原则具体如下。

  地下综合管廊适宜在交通量大,且道路两侧开发强度大的城市道路下敷设。修建综合管廊主要是为了解决城市日益增长的交通量与道路下市政管线的施工、维护和检修的矛盾。一般道路两侧开发强度大,其道路下市政管网较为复杂,各种管线的维修、重新敷设的频率也相对较高。为减少道路开膛破肚对交通的影响,地下综合管廊正可解决这一问题。

  地下综合管廊适宜在城市新建区域道路下铺设。传统的市政管线设置模式分散平铺于市政道路下,占用了全部道路的地下空间,不能将地下空间集中开发,制约了地下空间的发展。而铺设地下综合管廊可有效缓解土地资源紧张与功能需求增加之间的矛盾,提高了空间利用率。为避免传统管道的铺设方式对城市发展带来的不利,在新区铺设综合管廊是行之有效的方法。

  地下综合管廊适宜在旧城区现状市政条件基础差且不能拓宽的道路下敷设。旧城区道路狭窄,两侧建筑密集,没有拓展空间,同时道路下管线复杂。在旧城区改造中,对一些有保护价值的区域既要保护历史风貌又要改善居住条件,在道路下建筑综合管廊则可解决市政问题。

  目前我国地下综合管廊还处于初级阶段,由于有历史遗留问题,一步到位不现实,需要逐步完善,以提高城市投资效率,减少不必要的社会资源浪费。但是,随着我国城市化进程的加速,城市用地紧张等诸多问题,地下综合管廊的建设必将是合理利用地下空间的有效手段,也是解决上述难题的有效途径。

 

来源:中国建材报

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