城市地下综合管廊建设管理模式及技术要点分析
2023-01-20刘亚峰董玥
刘亚峰、董玥
(1.南京市南部新城开发建设管理委员会,江苏 南京 210000;2.南京市公共工程建设中心,江苏南京 210000)
0 引言
城市地下综合管廊建设是城市实现可持续发展的重要条件。城市地下综合管廊涉及多条管道与领域,如水电、通信、燃气等。近几年,随着社会和经济的发展,许多城市都开始采用地下综合管廊对上述领域进行统一管理,并取得了一定的管理成效。但与此同时,城市地下综合管廊建设也存在工程复杂度较高、工程量较大等问题,需要层层突破。基于此,有必要对其管理模式及建设过程中的技术要点进行剖析。
1 城市地下综合管廊工程的概念和分类
1.1 城市地下综合管廊概念
城市地下综合管廊是一种能够容纳天然气和电力,为城市供水,维持通信的城市工程管道。除此以外,该工程常埋于地下。换句话说,是利用地下空间建设的管道工程。城市综合管廊的检修孔设计,能够为市政部门进行例行检查与规划提供便利[1-2]。
1.2 城市地下综合管廊工程分类
由于城市地下管道的不同,其性质和构造也有很大的差别。基于不同管廊管线用途不同、施工方式不同,可分为干线综合管廊、支线综合管廊、电缆综合管廊三种类型。其中,干线综合管廊以电力、天然气等城市骨干管线为主,通过建立分舱、双舱结构实施。
支线综合管廊主要容纳配给式管道,一般采用单、双舱结构。
电缆综合管廊的结构形式主要是沟道浅埋,其内部空间可以敞开,但不允许行人通过,通常用来进行通信传输或搭建城市电缆系统[3]。
2 城市地下综合管廊建设管理模式
2.1 加强城市地下综合管廊建设规划,提高其经济效益
前文提到,城市地下综合管廊工程的实施需要在地下建设隧道或走廊。相关技术人员需要在狭长的空间里布置电力、通信、排水等多条管道,为居民的日常生活提供保障。为了降低在使用过程中出现故障的可能性,减少故障产生对城市正常运转造成的影响,必须在施工初期预留检修口,设计检修系统,实现对综合管廊运行状况的实时监测。从某种程度上,城市地下综合管廊的修建主要是为了满足居民的各项生活需要,进而提高城市的承载能力。但是,由于地下综合管廊的施工比较困难,内部布线较为复杂,需要在前期对管线布控等进行合理规划与设计,并对现场实际情况进行全面考察。现场考察过程中,要特别关注现场的地质条件,若地质较为松软,可能引发坍塌事故。同时,还要对现场的水文条件进行勘察,即城市地下综合管廊的建设是否会对当地水源产生不利影响。最后,对当地环境条件进行观察,不能因为城市地下综合管廊的建设对周边环境,甚至生态平衡造成破坏。考察结束后,对设计方案进行讨论。除此以外,任何一项工程建设都必须关注安全性,因此施工过程中,相关工作人员要对现场的施工情况进行严格监督,在确保安全性的同时,对施工进度、周期进行考量,最大程度地提升建设效益[4]。
2.2 优化现有管理模式,避免管理混乱
城市地下综合管廊功能较多,内部管线需要合理规划与设计,且后期施工量较大。因此,仅靠某一个部门,难以创建高质量工程。只有各部门紧密联系在一起,积极沟通协调,才能减少施工过程中的问题。同时,地下管廊施工的完成需要按照先后顺序,有关人员需要对施工完成的部门进行验收,确保所有管线布置合理。对于没有完工的部分,需要严格按照设计图纸进行施工,确保所有管线深埋地下。若施工过程中需要增加新的管线,需要提前向政府有关部门提交申请,待政府部门审批完成后才能进行施工[5-6]。
2.3 加强城市立法,确保城市地下综合管廊建设与管理的有序开展
城市现代化建设不断推进背景下,城市地下综合管廊作为重要建设工程被提出了更高的发展要求。为满足新时代居民生活及省市发展的各项需求,需要借助法律法规进行管理。基于地下城市综合管廊建设的基本属性,其建设过程中必然涉及多方利益,一旦施工过程中出现利益纠纷或其他问题,将阻碍工程建设进度。从这一方面来说,也需要加强城市立法,完善城市地下综合管廊建设的法律体系。首先,需要明确地下空间权属,通过法律法规解决城市地下综合管廊建设过程中存在的规划问题。其次,需要对综合管廊的管理权、经营权等进行说明。
2.4 引入PPP 投资管理模式,缓解财政资金压力
基于不同地区经济发展水平的不同,必须有目标地选择投资方式。PPP 管理模式就是其中一种。PPP管理模式强调企业与企业、部门与部门之间的相互配合。对于经济发展水平较高的地区,可由政府全额出资。当然,也可以采用股份合作的模式,但需要政府单位及企业双方对产权关系进行合理划分。除此以外,PPP 投资模式更倾向于政府方面的支持。因此,PPP 投资模式下,对于城市地下综合管廊建设可能出现的问题,各部门之间在资金、人力等方面可进行分摊。目前,部分城市的政府单位已经与企业达成一致,双方共同出资开展城市地下综合管廊建设,这对于城市地下综合管廊建设效率的提升起到了积极作用。更为重要的是,政府有关部门的资金注入在很大程度上缓解了企业的资金压力,拓展了城市地下综合管廊建设的资金来源。
2.5 有偿使用,建立健全城市地下综合管廊建设管理体系
在城市综合管廊的建设中,首先应遵循有偿使用的发展原则,以确保工程建设的顺利进行,并确保工程开展有足够的资金支持。如此一来,不但可以筹集到足够的资金,还可以减轻财政上的压力。根据有偿使用的发展原则,管道工程单位应定期向有关部门缴纳费用。其次,该发展原则的实施有助于建立市场定价机制,促进城市地下综合管廊建设经济效益的提升。同时,需要建立完善的法律、法规,将有偿使用基本原则,或标准收费制度纳入城市地下综合管廊建设管理体系中,以保证有偿使用基本原则的贯彻落实。
2.6 通过科学技术开展地下建设,从根本上改进施工质量与效率
近年来,科技的持续发展给各行各业带来了广阔的发展空间,城市地下综合管廊建设也不例外。因此,为促进施工质量与效率的进一步提升,可在城市地下综合管廊建设过程中应用科学技术。科学技术始终是第一生产力,采用先进的科学技术能够进一步推动社会发展与进步。基于此,我国十分重视科学技术发展,并投入了大量的资源进行科学技术研究。对企业来说,科学技术的采用与实施是促进其核心竞争力与社会影响力提升的关键。就目前说,部分地区城市地下综合管廊建设情况并不理想,施工质量、效率较低,投入资金较大,实际效果与预期效果之间存在较大差距等问题显著。在科学技术的支持下,针对上述问题可进行材料替换,即将以往常用的施工材料用新型高性能材料替换,同时利用科技手段,优化和改善原有施工技艺。
3 城市地下综合管廊建设关键技术
3.1 明挖法
在城市地下综合管廊工程中采用明挖法,可使工程作业过程更加简单。但要使用该方法,就必须破坏整个路面结构,这会对城市道路排水产生影响。特别是在夏季,明挖法会直接导致道路积水难以排除。基于此,在采用明挖法开展城市地下综合管廊建设时,应事先对其周边的具体情况进行详细调查,并制定相应的排水措施。相较于传统的明挖法,明挖预制拼装法的有效性更高,其优势在于既能保证工程质量,又能有效地提高施工效率。但与此同时,这种以拼接方式为主的明挖法也对施工现场的条件及使用设备提出了更高的要求,如必须使用大吨位起吊设备及运输设备等。
在夏季,明挖法是城市地下综合管廊工程中的一种常见方法,但由于夏季施工时间短,因此必须采取整体拼装的形式。在此期间,应加强对混凝土的浇筑,并定期检查施工工艺和设备,以便及时进行检修。
3.2 顶管法
顶管是一种不需要开挖的施工技术。也就是说,在工程建设中,要坚持不挖或尽量少挖的基本原则。从操作流程上来看,该方法更加简便且不会对地面造成破坏或其他不利影响。在顶管施工中,切槽的处理是施工中的一个重要环节。另外,还可以采取橡胶止水法等措施治理沉降缝。这一方法是将橡胶止水剂作为主要材料,之后向其中加入其他辅助剂,经过层层提炼与压制后成型。目前,我国橡胶止水带的品类较多,但其功能属性并未有较大区分。研究结果表明,橡胶止水带在弹性、耐磨性等方面具有显著优势,且防水能力十分突出,但对温度敏感度较高,一旦温度超出70℃,就不能采用此方法进行城市地下综合管廊建设。就止水钢板而言,应置于施工缝,一般为400mm 且必须埋入新老混凝土中。使用止水板后,水会流向新老混凝土的交界处,这时要渗入缝隙中的水就会被挡住。因而,可以起到阻隔水流的积极作用。在实际开挖过程中,采用顶管法需要相关技术人员预留管道,为后续预埋施工作业的开展提供便利。
3.3 盾构法
在城市地下综合管廊工程中,盾构法的实施是借助盾构机完成的,主要在地下进行施工。在推进时,盾构的外罩和管片能起到很好的支撑作用,减少施工过程中隧道坍塌的风险。在开挖前,必须先开挖土体,这一工作要用到刀盘。将挖掘出来的泥土用挖掘机运出之后,用推进油缸继续开展工作,将预制好的混凝土管片组装好,施工就结束了。盾构施工中所采用的工具都是现代化机械设备,对操作人员和相关工作人员的技术水平都有很高的要求。
3.4 浅埋暗挖法
浅埋暗挖是城市地下综合管廊建设的有效实施技术。该方法的应用对机械设备并没有较高的要求,且采用此方法也不会对原有的地下管线布局产生影响。由于不同地区气候条件不同,现场施工环境也会有所差异,最终所选择的施工方法也必然不同。若该地区不具备明挖法或盾构法的实施条件,可考虑采用浅埋暗挖的方式进行施工。一方面,浅埋暗挖的挖掘方式多样,相关技术人员可灵活选择;另一方面,该施工方法的选择不会对城市路面及地下管线产生直接影响,适用于现代城区改造。
3.5 软弱地层区的施工技艺
城市地下综合管廊是一种以线性结构存在的地下工程。基于软岩层区域的外部特点,城市地下综合管廊建设施工过程中有可能发生塌陷。一旦出现上述问题,会导致线性坡度发展变化,进而影响到重力管线的正常使用。此外,沉降现象的发生,也会导致城市地下综合管廊建设过程中存在结构连接错位等问题。因此,对于软弱地层区,有必要采用特殊的结构处理办法。
具体来说,在城市地下综合管廊建设过程中,多数施工区域为深土层埋设,这一举措能够有效缓解软弱地层区沉降对综合管廊建设带来的不利影响。至于浅埋于底下的结构,可使用非周期运动材料,通过可靠地基加固进行辅助,从而促进其结构稳定性的提升。由于地下施工可能存在土质分布不均的问题,因此相关技术人员需要提前了解施工现场的地质情况,结合实际情况进行合理规划,确保城市地下综合管廊建设各阶段的稳定性与安全性。
3.6 环网状形式
环网状形式是城市地下综合管廊建设可行性较高,且功能性较强的一种建设模式。对该建设模式进行细分,可将其分为丁字形与十字形两种。基于此,相关设计人员需要格外关注交叉设计,全方位对管线衔接、人员通行等需求进行考量,必要时需要加宽或加高节点,综合设置施工夹层等,确保管线衔接效果的理想化。此过程需要注意,不论是管廊加宽、加高还是增设夹层面积,都要特别注意水管和阀门的安装,确保二者准确衔接。除此以外,综合管廊净间距应大于0.4m。由于不同舱室的具体情况不同,二者衔接模式也会进行适当调整,在增设夹层面积时,需要首先确保防火区域的安排是否合理,并适当增加防火门。
4 结语
综上所述,随着城市化发展的不断推进,城市用地越发紧张,急需利用地下空间进行综合管廊建设。为此,各地都要高度重视地下综合管廊管理与技术实施,并根据不同区域经济发展水平、气候条件等特点,进行适当创新与变革,可引入PPP 投资管理模式缓解资金压力,也可以通过法律法规的健全为城市地下综合管理工作的开展提供保障。除此以外,科技水平的不断提高,使城市地下综合管廊建设可以采用新的施工技术降低外部环境的负面影响。针对城市地下综合管廊工程的技术要点,由于技术手段的不同,其施工重点也不尽相同,相关技术人员需要充分结合周边施工环境,科学合理地选择实施方法。我国目前对地下综合管廊的科学研究尚处于探索阶段,仍需要投入更多的研发精力,多主体共同努力,为我国城市综合管廊的施工管理和关键技术的实施提供新的发展空间,使我国城市地下综合管廊更加先进、更加专业。