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综合管廊建设最高境界——“绿色”建造

文章出处:原创 人气:204 发表时间:2020-09-23

摘要

针对城市综合管廊建设形势和存在的问题,提出了综合管廊绿色建造理念,从绿色规划、绿色设计和绿色施工三个实现手段入手,详细论述了实现城市综合管廊绿色建造的途径和技术。

关键词:综合管廊 绿色建造 预制装配 经济 适度

我国的城市综合管廊建设经过几十年的酝酿,到2015年才开始了井喷式的发展,是有其历史和社会背景的。但随着其快速发展,各种各样的规划设计和施工问题相继出现,制约着我国综合管廊的建设朝着健康良性的方向发展。本文针对城市综合管廊建设形势和存在的问题,提出了综合管廊绿色建造理念,并从绿色规划、绿色设计和绿色施工三个实现手段入手,详细论述了实现城市综合管廊绿色建造的途径和技术,力图在综合管廊的建设方面提供一个可行的思路。



1、提出的背景


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,经历了概念阶段、争议阶段、快速发展阶段和赶超和创新阶段,截止到2015年底我国已建和在建管廊1600km,2016年一年完成开工建设2005km,2017年的计划指标是2000km,以后一直到十三五末每年都将以2000km的规模发展,最终将达到12000km的规模,我国即将成为名副其实的城市综合管廊超级大国。


在管廊市场蓬勃发展的背景下,是几大央企之间的博弈,虽然国家鼓励社会资本进入综合管廊的PPP市场,但是迄今为止,罕有民营企业从事综合管廊的投融资建设,关键的问题是民营企业和政府之间的相互信任问题。


而央企必须承担起关乎国计民生的基础设施建设的责任,加之综合管廊的施工周期短、施工难度小、施工利润高等特点,几大央企之间也是竞争十分激烈,为了抢占市场,为了快速低成本地完成建设,需要央企们要重点考虑后期运营维护的问题,这就为实现综合管廊的绿色建造提供了外在条件。同时目前的综合管廊项目大多是PPP项目,允许规划设计、施工、运营一体化,这也为综合管廊的绿色建造提供了内在的需求。



2、综合管廊绿色建造理念


2.1 综合管廊绿色建造的定义

综合管廊的绿色建造是指在综合管廊的规划、设计和施工全过程中,在保证安全和质量的同时,通过科学管理和技术进步,提高资源利用效率,节约资源和能源,减少污染,保护环境,实现可持续发展的工程建设生产活动。


2.2 综合管廊绿色建造的352理念

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(见图1)。


2.3 综合管廊绿色建造的实现手段

想要实现综合管廊的绿色建造,绿色规划是最前提,我们要在满足完善的服务功能、对周边环境影响最小、建设成本最低的原则下,合理规划管廊线路、经济规划入廊管线、预留空间适度开发、集约规划地下空间(详见图2)。


综合管廊的绿色建造,绿色设计是关键。据权威数据统计,设计方案对整体造价的影响要在60%以上,更多的问题也是出现在设计阶段。因此,要在施工方便、节约资源、保护环境的原则下,合理设计断面布局、经济设计结构尺寸、提前设计预留预埋、适度设计预制装配、有效设计防水体系(详见图3)。


综合管廊的绿色建造,绿色施工是保障。我们要在节约资源、减少污染、保护环境的原则下,采取积极的基坑开挖方案、快速的结构施工方案、合理的预留预埋方案、安全的近接施工方案(详见图4)。




3、综合管廊绿色建造技术


掌握了综合管廊绿色建造的基本理念,我们从绿色规划、绿色设计、绿色施工的三个实现手段入手,详细分析了实现绿色建造的可能途径,总结了六大绿色建造技术。


3.1 超前的集约设计技术

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。目前在很多城市的地下空间项目设计施工出现了很多矛盾,当然也出现了很多成功的案例。


3.2 合理的断面设计技术

断面设计反映出设计水平的高低,也是直接影响施工的因素。断面设计合理,施工起来就非常方便,因此在断面设计和布局时要掌握以下几点要求:断面设计在满足规划预留条件的同时,尽可能地优化管线布局,减少断面尺寸;同一个项目尽量减少断面设计数量;舱位尽量不采取分幅布置,以免开挖两次路面;避免外挂小舱的断面设计,模板和脚手架很难施作,基底处理也非常难做。


3.3 快速的结构施工技术

综合管廊相对于地铁等其它地下工程来讲,断面不大、埋深不深,施工难度相对较小,但其是线性工程,动辄几公里乃至几十公里,因此如何快速地成本的保质保量地施工完成,是我们应该重点考虑的问题。常规的支架法现浇技术存在着混凝土外观质量差、模板脚手架投入多、现场管理难度大等缺点,慢慢地出现了各种各样的预制拼装法和滑移模架法。


对于单舱管廊来讲,比如中建六局施工的三亚管廊项目,开始采用满堂红支架,后采用简易整体移动模架详见图5;对于多舱管廊来讲,可以采用整体移动模架式的(如图6),也可以采取模板台车式的(如图7)。经过多个项目实践证明,大大提高了施工速度,降低了施工成本,也大大改善了混凝土的外观质量。


3.4 适度的预制装配技术


目前市场上出现的预制装配技术主要分为节段预制装配、分块预制装配、叠合预制装配、组合预制装配等形式(如图8),


而且也在综合管廊的结构设计时得到了广泛的应用。但是由于项目本身的规模不同、断面设计不同、施工场地的不同,不能简单地认为某一种预制装配技术就是万能的,就是最好的。我们经过大量的实践证明,每一种预制装配技术都有其适应性,因此要根据你追求的目的,你想得到的目标,现场的实际情况,采取适合你的预制装配技术。


一般情况下,单舱和两舱等断面不大的管廊采用节段预制装配技术,三舱以上的管廊采用分块预制装配和叠合预制装配技术,组合预制装配也是一种好的技术,但是由于国内对其横向和纵向之间的连接方式以及增加的中隔墙(板)等因素,目前在国内还没有实际应用案例。另外在周边环境复杂,场地狭小的地方,无法进行大型构件的运输和吊装,就无法采用节段预制装配技术。


3.5有效的防水施工技术

虽然综合管廊防水设计设为二级,但是由于其使用年限为100年及将来的运营环境要求较高,设计院和施工单位在防水设计和施工时都极其重视,因此要考虑气候条件、水文地质、结构特点、施工方法、使用条件、技经指标六大因素,遵循防排截堵相结合、刚柔相济、因地制宜、综合治理四项原则,掌握结构自防水和施工缝、变形缝等接缝防水两个重点,把控好材料、设计和施工三个环节,最终设计出有效、可靠、施工方便的防水方案。但是我们在设计时,在满足规范要求的情况下,不能盲目地保守设计或者过度设计,以免造成浪费;另外做好防水设计标准化,尽量避免一个项目多种防水体系,人为地给施工造成困难。


3.6 经济的基坑支护技术

目前综合管廊更多的是明挖施工,常见的明挖施工的基坑支护技术主要有:放坡开挖无支护、土钉墙支护、钢板桩支护,在特殊条件下会用到地连墙支护、桩撑支护、桩锚支护,SMW工法桩、双排桩、微型钢管桩支护在管廊里也有应用,但案例较少。具体采用哪种支护型式,要根据地层条件、周边环境条件、当地设计施工习惯等因素综合考虑,但一般情况下基坑设计尽量采用可回收的支护形式(钢板桩)、尽量采用无泥浆作业技术。随着多舱管廊的出现,放坡开挖不一定是最合适的,是否采用放坡开挖要看基坑的宽度、配置设备的要求、土方的价格来综合选择。



4、未来发展趋势


随着建设水平的不断提高,综合管廊的绿色建造理念将逐步得到大家的认可和重视。从目前的发展趋势来看,未来将朝着一体化、快速化、标准化、规范化、机械化、智能化方向发展。


4.1三位一体综合管廊建设新模式将得到建设设计人员的青睐

由于综合管廊建设的环境越来越复杂,地下空间开发的程度越来越高,综合考虑未来地下空间的规划、设计、施工于一体的综合管廊建设新模式将得到建设设计人员的青睐,而且也出现了越来越多的大型地下空间项目,比如西安幸福林带地下空间项目,规划有综合管廊、地下停车场、地铁、快速路、地下商业等多种业态,总建筑面积约120万平方米。


4.2 快速绿色的施工新技术将得到大面积的推广应用

纵观国内管廊建设市场,中建、中铁等多个大的央企在快速绿色的施工新技术方面投入了大量的精力和财力来开发新的技术,而且也取得了显著的社会效益和经济效益。目前对于多舱管廊来讲,推荐使用整体滑移体系现浇施工技术、多舱组合预制拼装技术和叠合装配技术。


4.3 管廊标准化要求越来越迫切

综合管廊的快速绿色施工离不开管廊的设计标准化,特别是多舱管廊的断面设计、整体预制、特殊节点的施工迫切需要设计标准化,以便真正地做到绿色建造。


4.4 管廊设计施工规范化

目前已经颁布实施的国标《城市综合管廊工程技术规范》GB50838只是一个纲领性文件,具体的实施细则需要相关的行业标准、地方标准、协会标准等来补充和完善。目前国标《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》正在报批;CECS标准《城市综合管廊运营管理标准》、《综合管廊管线工程技术规程》即将召开审查会;《城市综合管廊施工及验收规程》、《城市综合管廊工程防水材料应用技术规程》等CECS标准正在编制;一批地方标准也都在制订过程中。相信3-5年内城市综合管廊的所需要的设计和施工标准都将编制完成并颁布实施。


4.5 机械化施工设备将得到迅猛发展

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箱涵运转安装一体化骆驼车,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,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。


4.6 BIM技术将在综合管廊绿色建造中发挥越来越重要的作用

BIM技术在综合管廊里的应用刚刚开始,但由于其大多数项目都是PPP项目,可以有极大的可能建立规划设计、施工、管线安全和运营管理的BIM统一管控平台,为综合管廊的绿色建造提供现代化的实现手段。



5、结论


综合管廊的建设正如火如荼,但是我们不能为了建设而建设,要采用绿色规划、绿色设计、绿色施工三个手段,充分考虑各个城市的实际情况,遵循科学发展观,真正做到综合管廊的绿色建造,把我们的综合管廊建设好。

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