城市地下综合管廊运维技术研究

褚 锋

(上海浦江桥隧运营管理有限公司,上海 200023)

1 上海城市综合管廊现状

1.1 上海综合管廊建设现状

上海地区已有在运营的综合管廊包括安亭新镇综合管廊、松江新城综合管廊和上海世博会综合管廊,总长度近24公里。三个在建试点综合管廊项目松江南部新城综合管廊24.7公里、临港新城双O综合管廊15.8公里、桃浦科技城综合管廊7.5公里。

根据上海市《关于推进本市地下综合管廊建设的若干意见》,到2020年,上海将力争累计完成地下综合管廊建设80公里-100公里,一批具有国际先进水平的地下综合管廊投入运营,地下综合管廊逐步形成规模。

1.2 上海综合管廊运营维护现状

做为国际一流城市,上海地区在城市基础设施管理的标准化、规范化、精细化、信息化等方面一直走在全国乃至全世界的前列,早在2015年,上海市城乡建设和管理委员会就发布了《上海城市综合管廊维护技术规程》、《上海城市综合管廊养护维修预算定额》,用于指导上海地区综合管廊的日常维护工作,做到了有据可依。

但随着发展理念的不断更新,着眼于综合管廊近几年的发展历程：规划高度融合、建设要求不断提高、信息技术广泛应用、管线最大限度纳入、管廊断面大型化、用途多样化、运营养护精细化等方面来看,我们还必须对综合管廊运营期内的维护技术做更加深入的研究与探索,而已发布的相关规程、规范因时间较早,现在来看也存在着一定的局限性。

2 城市综合管廊运维模式与体系的建立

2.1 运维模式

在综合管廊的运营委托模式上,因为涉及到管线入廊收费、日常维护等各种系统性工作,国内外城市综合管廊的运营模式包括：项目公司直接委托、设计施工运维总承包、设备安装总承包加提供运维服务、政府采购、收费运营加养护维修全委托、甚至有运营单位做为投资方直接参与等。运营模式的确定,需要依据法律法规、政策、标准规范等政府规定来确定,无法统一。因此本文主要研究的是综合管廊本体部分结构、设备的日常维护维修模式及相关重要技术。

目前国内已建成的综合管廊均为“物业式管理”的模式,遵循“协作型构建、公司化运作、物业式管理”的原则。即由管线单位向项目公司支付费用,项目公司委托运营管理公司主要负责日常巡检、共用设施的营运维护、应急保障等工作,发现入廊管线的缺陷则采取应急保护措施,报管线单位负责维修,政府职能部门实行行业监管。

2.2 运维体系

在运维体系的研究上,以我司参与的临港新城北岛西路综合管廊试验段为载体,在科研项目《综合管廊智能化安全运维技术研究及应用》中,构建了针对综合管廊的四大运维体系：运行管理体系、养护管理体系、安全管理体系和应急管理体系。

(1)运行管理体系。日常运行管理体系中的主要工作内容包括：运营信息管理、管线入廊与空间分配、日常巡视检查、保护区管理、进出口投料口通风口的管理、设备运行状态监控与处置、进出管廊人员监管、应急事件处置与信息报送、设施损坏赔偿、管线入廊施工受理与安全监管、反恐防恐与安保等。

(2)养护管理体系。养护管理体系中的主要工作内容包括：养护计划的编制与落实、缺陷管理与维修、养护作业过程控制、设施设备保洁、设备资产的管理、大中修管理、技术档案的管理、定期检查与检测、特殊检测等。其中定期检测根据上海地区气候、水文地质条件,检测内容应包含：沉降检测、渗漏水检测、废水检测、养护设备定期检测、消防第三方检测、防雷接地检测、照度检测、有毒有害气体检测、软件检测、混凝土碳化检测、混凝土强度检测、氯离子含量检测、混凝土裂缝检测、钢筋锈蚀检测等。

(3)安全管理体系。安全管理体系中的主要工作内容包括：设置安全管理组织机构、制定安全管理制度、制定日常巡检安全管理规定、制定日常养护施工安全管理规定、制定管线单位管线入廊施工安全管理规定、制定文件安全管理制度、制定监控系统安全管理制度、制定重大事故报告制度等。

(4)应急管理体系。构建自有自动应急设备——自有应急抢险队伍——外部应急抢险单位的三级应急管理体系,根据综合管廊特点编制应以预案,应急预案包括但不限于：防台防汛应急处置预案、入廊管线应急处置预案、主电源失电应急处置预案、监控系统故障应急处置预案、通讯系统故障应急处置预案、排水系统故障应急处置预案、火灾应急处置预案、有毒气体泄漏应急处置预案、爆炸事件应急处置预案、人员伤亡事故应急处置预案、人员逃生应急处置预案、结构损坏应急处置预案、抗震救灾应急处置预案、管线偷盗应急处置预案、非法闯入应急处置预案、反恐防恐应急处置预案。

3 城市综合管廊维护技术要点

3.1 技术依据

城市综合管廊维修养护以“计划维护为主,缺陷维修为辅”的原则,依据相关国家和地方标准、规程、规范,包括排水施工和养护标准、混凝土结构施工和养护标准、地下防水施工和养护标准、电气装置施工和养护标准、土建结构、通风、给排水、消防、照明、强弱电等技术规程和标准。针对设施设备检查、病缺陷、维修养护计划、作业实施过程实施控制管理,确保设施设备的完好。周密地实施维修养护和应急抢修作业,保证城市综合管廊设备设施始终处于良好运行状态,延长设施设备的使用寿命。

3.2 养护计划

根据不同综合管廊的实际情况,日常检查、定期检查、特殊检查中发现的病缺陷,以及设施设备维修养护周期,制定年度巡检、养护维修工作计划；再根据年度计划和巡检中发现的病缺陷制定季度、月度、周工作计划；通过信息化全过程管理确保养护计划有效实施。

3.3 设施设备巡视检查

城市综合管廊的检查由日常检查、定期检查、特殊检查组成：①根据管理养护计划,由专业人员对设施设备进行定期功能性的检查、保洁、试验；②鉴于综合管廊断面小、长度长的特点,可根据实际条件用巡检设备(滑动摄像头、索道摄像系统、实时监控设备等)代替人工检查；③按计划对设备进行检测和做好预防性试验和季节性检查；④按规定对重点设备、重点部位进行强制性检测；⑤出入口、通风口重点安防部位做好日常监控和检查；⑥做好设备检测、检查记录,将资料及时归档备案。

3.4 设施设备养护维修

3.4.1 土建结构

综合管廊土建部分包括各类土木建筑工程结构物、装修、防火层及附属结构,如管廊结构主体、装饰、监控中心、电站、通风排水附属设施、通风口、防火门及各种管线支架支座、护栏等。

土建结构的养护分为保洁、保养维修、结构检查、一般病害处治和安全保护五个部分。其中保洁、结构防水堵漏、管线支架支座、防火门、支座支架的维护是结构养护的重点工作；综合管廊可以实现不间断的全断面施工,可更加有效地利用防水堵漏新材料。

3.4.2 机电设备

机电设备主要指为管廊环境服务的相关机电设施,包括低压配电系统、照明系统、通风系统、给排水消防系统、防雷接地等。

通过日常检查维护、经常性检查、定期检测检修的技术手段使设备技术状态达到产品说明书、设计文件或有关规范的要求。机电设施养护应配备专门的电工工具、测试仪器、清洁工具、安全防护设施。

3.4.3 弱电系统

综合管廊弱电设施从功能上区分主要包括：中央计算机信息系统、视频监控系统、设备监控(含通风、水泵、电力、照明等)系统、安防系统、火灾报警系统、以及各类管线及相关设备的报警系统。

通过日常巡检、经常性检修和定期检修使设备技术状态达到产品说明书、设计文件或有关规范的要求。

3.4.4 入廊管线的监管维护

现阶段有17种细分管线、17家运营单位,针对不同管线制定不同的应急方案、技术检测方案。

按照规范要求入廊管线敷设应同步设立管线标识,在日常维护过程中应保持标识的完好、整洁、清晰。

通过人工巡检目测,管线敷设预装或营运后加装温度检测仪、压力表等仪器监测管线运行状态,各类管线报警装置通过预留接口接入监控中心中央计算机系统实时进行远程监测,发现问题及时抢修或启动应急预案。

3.5 高效运维的智能化探索

根据现有综合管廊建设现状,城市综合管廊基本都采用了大量的智能化、信息化技术手段,如气体检测、压力检测、温湿度检测、消防联动等,这对管廊建成后的安全高效运维提供了前期保障,通过信息化技术的应用来提高运营期的安全性、提高应急处置效率、提高质量、降本增效。

通过在隧道日常运维实体项目中的验证,基于BIM、GIS技术的运维平台在实现数据的实时采集、收集、分析、共享、交还等功能后,在日常运维的决策、实施、病缺陷整治、安防、应急的模拟与调度等方面都大大提高了效率,弥补了人工操作上的不足。

同时,我们对各种智能产品进行了应用、分析和对比,包括无人机巡检、导轨机器人巡检、人员定位系统、智能照明系统、进出口盖板实时监测等,也将在今后的综合管廊运维中起到举足轻重的作用。

3.6 综合管廊维护中的技术难点

由于很多项目公司没有设施运维经验,在综合管廊的运维中缺失了很多必要的内容,也没有完善的管理技术方案,下面就对综合管廊日常运维中的技术难点和容易缺失的部分提出解决方案。

3.6.1 燃气舱的安全运维

首先,在设计中综合管廊的燃气舱必须设置不发火面层、设置温湿度和甲烷气体自动监测报警、设置联动开启的风机、自动灭火等设施设备,从自有设备的层面保障了燃气舱的安全运维。其次,在运营过程中：①制定日常风机定时开启的方案,确保定时通风;②严禁舱内动火作业;③巡检人员进入燃气舱巡检应携带防毒面具、手持气体监测仪器等安全防护设备,禁止单人入舱;④气体监测与风机联动;⑤气体监测与燃气管道阀门联动。

通过上述运维规则的制定保障燃气舱的运维安全。

3.6.2 防水堵漏

现阶段综合管廊的结构形式主要包括现浇、预制拼装以及盾构三种,针对这三种结构形式的防水堵漏难度并不大,尤其是我们在隧道养护中采用的传统注浆工艺已经非常成熟,还包括针对不同结构不同形变量的新材料和新工艺。

但是在综合管廊中,因侧墙大量的电缆支架,侵占了防水堵漏的工作面,对堵漏工艺的运用产生了很大影响,为了解决这一问题,我们在临港综合管廊试验段中采用了可移动可拆卸支架,解决作业面过小的问题；在堵漏工艺上,结构易发生渗漏的部位包括变形缝、施工缝、拼接缝等部位,不管是何种结构,最大限度得保障管线安全的工艺就是注浆堵漏工艺,经过试验对比,在注浆作业时采用长钻孔装置和长注浆嘴,可以满足综合管廊的防水堵漏需求。

3.6.3 设施保护

根据规划和设计惯例,综合管廊是最早的市政配套设施之一,与道路同步施工甚至先于道路施工,建成后周边地块开发、房屋建筑施工等必定会对综合管廊造成影响,由于综合管廊本身也是狭长型结构,距离过近的桩基工程、基坑工程、堆载卸载等势必会造成综合管廊的不正常竖向位移、横向位移,如果形变过大,不仅会对管廊结构造成影响,出现损坏、渗漏等病害,也会导致管廊内的管线：重力流雨污水管、电缆、供水管道、燃气管道出现安全隐患。

因此,我们需要设定综合管廊保护区的范围,并严格控制该范围内的施工项目,做好日常的巡视与保护工作,同时应由政府主管部门组织制定管廊保护区的法规、规范等文件,指导相关审批工作的进行,对距离管廊过近的施工项目必须进行专家评审,制定严格的保护方案、监测方案、应急方案,控制管廊的形变,达到安全运维的目的。

4 结语

城市综合管廊代表了城市基础设施发展的必然方向和全新模式,也已经成为了名符其实的城市生命线,目前已建成和在建的综合管廊成本高昂,已运营的综合管廊运营效率也确实不高,尤其是运维安全存在诸多隐患。

设施运营管理是长期工作,是百年大计,在综合管廊的运维技术研究上,我们已经提出了很多行之有效的解决方案,但是进入实质性实施阶段还需要社会各方的共同推进,主要针对的还是上海地区的综合管廊,并不一定能完全满足其他地区综合管廊的运维需求,面对全国即将投入运营的2000多公里综合管廊,我们还有很多问题需要解决。