中國的能工巧匠都在哪些特殊環(huán)境中建設(shè)了地下綜合管廊?用的什么方法?/全球城市地下綜合管廊經(jīng)典案例展示
中國的能工巧匠都在哪些特殊環(huán)境中建設(shè)了地下綜合管廊?用的什么方法?
來源 :管廊建設(shè)
大河下
淮南-南京-上海1000千伏特高壓交流輸變電工程蘇通GIL綜合管廊工程在蘇州開工。 蘇通GIL綜合管廊工程位于淮南-南京-上海工程輸電線路在江蘇蘇通大橋上游1公里處過江,蘇通GIL綜合管廊工程是華東特高壓交流環(huán)網(wǎng)合環(huán)運行的“咽喉要道”和控制性工程。
工程有多壯觀,看了就知道:
工程起于南岸(蘇州)引接站,止于北岸(南通)引接站,1000千伏GIL管線單相長度達5.8公里,是長江第一條綜合管廊!
該工程是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最高的超長距離GIL創(chuàng)新工程。
這是水下管廊的橫斷面:
工程管廊綜合利用,上層敷設(shè)兩回1000千伏GIL線路,預(yù)留通信、有線電視等市政通用管線,下層預(yù)留兩回500千伏電纜。
究竟什么叫GIL呢?
GIL的中文名叫氣體絕緣金屬封閉輸電線路,英文名叫Gas-insulatedMetal-enclosedTransmissionLine(簡稱GIL)
關(guān)于GIL的詳細介紹:
GIL具有傳輸容量大、損耗小、不受環(huán)境影響、運行可靠性高、節(jié)省占地等顯著優(yōu)點,尤其適合作為架空輸電方式或電纜送電受限情況下的補充輸電技術(shù)。
這是全球首次將大直徑盾構(gòu)越江隧道應(yīng)用于GIL電力管廊,即鉆過長江來送電的特高壓輸變電工程。據(jù)擔(dān)負盾構(gòu)隧道施工任務(wù)的中鐵十四局該項目相關(guān)負責(zé)人介紹,江底隧道長5468.5米,開挖直徑12.07米,隧道最深處78米,最大水土壓力達9.5巴,工程穿越的地層復(fù)雜,要穿越約1800米長度的有害氣體地層,是目前國內(nèi)埋深最深、水土壓力最高的越江隧道。
大山中
經(jīng)過近一年的建設(shè),9月21日,十堰市地下綜合管廊項目中最長的穿山隧道——發(fā)展大道管廊隧道正式貫通。29日下午,貫通儀式在該隧道西端口舉行。
發(fā)展大道管廊隧道位于發(fā)展大道葉灣隧道側(cè)下方,全長505米,隧道內(nèi)地形、地質(zhì)復(fù)雜,開挖斷面大。開挖寬度達到16米,開挖高度達到13米,開挖斷面面積達到180平方米。自2016年10月8號開工以來,施工單位面對地質(zhì)情況復(fù)雜、施工難度大、技術(shù)高、工期緊的情況,在施工過程中主要以雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖法為主,進岀洞采用超前支護弱爆破開挖法進行施工。執(zhí)行“短進尺、弱擾動、強支護、快封閉、勤量測”的原則,確保各個工序符合設(shè)計要求,保證施工順利進行。
十堰市地下綜合管廊項目一工區(qū)經(jīng)理安應(yīng)黔:隧道的貫通標(biāo)志著我們管廊這一塊有了階段性的成果,后期接下來就是管廊(內(nèi)部)結(jié)構(gòu)的拼裝,這個工作要在年底實現(xiàn)試運營的目標(biāo)。管廊隧道的貫通,標(biāo)志著我們離這個目標(biāo)更加接近了一步。
淤泥里
橫琴地下綜合管廊從2010年5月開建,到2013年底主體完工,2014年初全線啟用,建設(shè)速度驚人。然而,很少有人知道,管廊的下方多為灘涂、魚塘區(qū)域,淤泥平均厚25m,最深可達41.5m以上。局部區(qū)域還分布有深5-10m的塊石層,軟的很軟,硬的更硬,施工難度相當(dāng)大。
中冶集團是橫琴地下管廊的投資方,而中國二十冶集團是橫琴地下管廊的總承包商。作為二十冶集團廣東分公司的總工程師,許海巖參與了橫琴地下綜合管廊的核心設(shè)計和建設(shè)工作,對于如何在橫琴這塊“豆腐腦、灘涂地”上建起這座巨大的混凝土建筑,他的印象十分深刻。
“這里的淤泥特性比較差,在上面有荷載的情況下,更容易產(chǎn)生沉降。”另外,許海巖說,淤泥的高靈敏度也讓開挖基坑、打樁、做支護的施工過程很難順利完成,“就像在淤泥里插一根棍子,剛開始有一定的阻力,但要是在里面晃一晃,阻力就會下降很多。”
對此,建設(shè)方采用了排水固結(jié)法:在淤泥中插入排水板,上面加堆土增加荷載,在抽真空設(shè)備的幫助下,將淤泥中的水通過排水板排出,使淤泥逐漸固結(jié),提高強度。最終,土壤的平均含水率成功地從65%以上降到45%。
闊湖底
我國第一條穿越湖底的隧道管廊項目——銀川閱海湖隧道管廊工程28日實現(xiàn)東段通車。
據(jù)負責(zé)施工的中建一局二公司項目經(jīng)理井玉陽介紹,閱海湖隧道管廊工程是全國第二批地下綜合管廊試點城市的首個落地項目,同時也是單體最大、功能最全的管廊項目。銀川閱海湖隧道管廊全長1830米,既滿足雙向八車道行車要求,又設(shè)置單獨的非機動車道倉室滿足人行要求。同時,還建有電力艙和綜合艙,電力、通信、燃氣、熱力、給水、雨水、污水、再生水等8條管線,滿足各種管線敷設(shè)及全部入廊要求。
閱海湖隧道管廊連通閱海湖東、西兩岸。閱海湖匯集黃河、天然降水和銀川濕地等水資源,湖面相當(dāng)于3個杭州西湖。目前閱海湖東岸和西岸通行需要繞到南岸,大約需要繞行8公里。閱海湖隧道建成后,東、西兩岸的直線距離僅為1.8公里。
施工過程中,中建一局二公司嚴(yán)格按照環(huán)保要求,分段推進圍堰建設(shè),通過使用新型鋼板樁和施工工藝,最大限度地保證了水生環(huán)境及閱海湖湖底原始生態(tài)的平衡。
溶巖上
全球首例喀斯特地貌“管廊橋”在六盤水城市地下綜合管廊項目建成。據(jù)悉,這座被稱為全球首例的“管廊橋”,建在一座離地10米的橋上,因造型獨特而出名。
城市地下綜合管廊,顧名思義都應(yīng)該深埋在地下,那為何會出現(xiàn)一段長約62米的“管廊橋”呢?
據(jù)施工項目部介紹,因六盤水特有的喀斯特山地地形,這段管廊所在的位置剛好處在落差較大的低洼處,再加上一條正在修建的高速公路將從此處經(jīng)過,為了不影響高速公路施工,建設(shè)者選擇在在低洼處架設(shè)一條用于管廊建設(shè)的專用橋。
據(jù)悉,這座“管廊橋”,為我國首例73.5平方米大截面(15m*4.9m),大荷載(自重達1600噸,管線安裝完成后約為2000噸),上跨高速公路,現(xiàn)澆三艙式箱型梁管廊專用橋,在全球也為首例。“管廊橋”上部結(jié)構(gòu)采用30米簡支單箱三個艙室的箱形結(jié)構(gòu), 內(nèi)部凈高2.7米,各艙室由混凝土墻隔開,下部采用設(shè)蓋梁的柱式橋墩及重力式橋臺,基礎(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)。最大模板支撐高度為9.8米,為高大模板支撐體系。
山地中
金坪路位于吉首市高鐵片區(qū),規(guī)劃為城市主干道。高鐵片區(qū)位于吉首市乾州東南部,主要功能定位為“經(jīng)濟新區(qū)、產(chǎn)業(yè)基地、生態(tài)片區(qū)”。道路通行區(qū)屬于構(gòu)造剝蝕溶蝕丘陵區(qū),主要為寒武系碳酸鹽巖構(gòu)成的丘陵地貌工程,相對高差較大,道路最高設(shè)計標(biāo)高274.7 m,最低設(shè)計標(biāo)高200.7 m;地形相對復(fù)雜,依次通過萬溶江、跳巖河、焦柳鐵路、X047縣道、聯(lián)合村深溝。工程設(shè)計主要內(nèi)容包括道路、橋梁、綜合管廊、道路排水、道路照明等。其中綜合管廊設(shè)計主要包括管廊工藝、結(jié)構(gòu)及附屬工程(消防、供電及照明、監(jiān)控、通風(fēng)、排水)等。
相關(guān)節(jié)點處理方案
本工程道路依次穿越萬溶江、跳巖河、焦柳鐵路、X047縣道、聯(lián)合村深溝,均通過橋梁的形式穿越,橋梁段道路縱坡如圖3~圖5所示?梢钥闯觯降爻鞘信c平原城市相比,河道底或深溝底同道路設(shè)計標(biāo)高差較大,最深處達25 m以上。
全球城市地下綜合管廊經(jīng)典案例展示
來源:隧道網(wǎng)(ID:stecTALK) 筑龍路橋市政
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城市地下綜合管廊正在全國范圍內(nèi)如火如荼地施工進行中,在全球范圍內(nèi)又有哪些值得我們借鑒的經(jīng)典案例呢?趕緊來看看吧!
法國
巴黎下水道系統(tǒng)
巴黎當(dāng)前使用的下水道系統(tǒng)建造于19世紀(jì)的下半葉,因其系統(tǒng)設(shè)計巧妙而被譽為現(xiàn)代下水道系統(tǒng)的鼻祖。
巴黎的下水道總長為2484千米,擁有約3萬個井蓋、6000多個地下蓄水池,每天有超過1.5萬立方米的城市污水通過這個龐大的系統(tǒng)排出城市。
設(shè)計之初,管廊里同時修建了兩條相互分離的水道,分別集納雨水和城市污水,使得這個管廊從一開始就擁有排污和泄洪兩個用途。
如今,這些管廊已經(jīng)不僅是下水道,巴黎人的飲用水系統(tǒng)、日常清洗街道及城市灌溉系統(tǒng)、調(diào)節(jié)建筑溫度的冰水系統(tǒng)以及通信管線也從這里通向千家萬戶,綜合管廊的建設(shè)大大減少了施工挖開馬路的次數(shù)。
特點:總長已達2100千米,并已制定所有大城市建設(shè)綜合管廊的長遠規(guī)劃。
日本
日比谷地下管廊
1926年,日本在關(guān)東大地震以后的東京復(fù)興建設(shè)中,完成了包括九段坂在內(nèi)的多處長約1.8千米的共同溝。
采用盾構(gòu)法施工的日比谷地下管廊建于地表以下30多米處,全長約1550米,直徑約7.5米。日比谷地下綜合管廊的現(xiàn)代化程度非常高,承擔(dān)了該地區(qū)幾乎所有的市政公共服務(wù)功能。
特點:采用盾構(gòu)開挖,在大深度地下建設(shè)綜合管廊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
中國
上海浦東張楊路人行道地下管廊
上海于1994年在浦東新區(qū)張楊路人行道下建造了兩條寬5.9米,高2.6米,雙孔各長5.6公里,共計11.2公里的支管綜合管廊,收容煤氣、通信、上水、電力等管線。
特點:我國第一條較具規(guī)模的運營地下管廊。
新加坡
濱海地下管廊
新加坡對地下空間的開發(fā)利用是有詳細規(guī)劃設(shè)計的:地表以下20米內(nèi),建設(shè)供水、供氣管道;地下15米至地下40米,建設(shè)地鐵站、地下商場、地下停車場和實驗室等設(shè)施;地下30米至地下130米,建設(shè)涉及較少人員的設(shè)施,比如電纜隧道、油庫和水庫等。
濱海地下管廊距地面3米,全長3.9千米,工程耗資8億新元(約合35.86億元人民幣)。
特點:容納供水管道、通信電纜、電力電纜,甚至垃圾收集系統(tǒng)。
德國
耶拿地下綜合管廊
前東德城市耶拿的第一條綜合管廊建于1945年,內(nèi)置蒸汽管道和電纜,以更合理地利用地下空間。如今,耶拿共有11條綜合管廊,通常在地下2米深處,最深的一條位于地下30米處。
該地下綜合管廊可容納多種管線,水、氣、電、通信、供暖所用管線均可共用同一管廊。這樣,在管線檢測、維修、更換或增減時較為便捷,可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢明顯。
廊道內(nèi),管線可放置在底部,也可用支架等固定在墻上。由于受到廊道保護,管線幾乎不受土壤壓力、地面交通負荷等外部因素影響,管線所用材料也可更輕便些。
特點:管線檢測、維修、更換或增減時無需開挖,可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢明顯。
中國
白銀市綜合管廊
白銀市為首批綜合管廊建設(shè)試點城市之一,為甘肅省域核心的重要組成部分,2區(qū)3縣,面積21209平方公里。
市政管線現(xiàn)狀為地下管線老舊、容量不足,管線權(quán)屬眾多,且存在多頭管理與無人管理并存現(xiàn)象,新建的地下管廊將解決這一問題。
特點:總體布局結(jié)合高壓線入地、地下空間和人防;無管網(wǎng)式超細干粉自動滅火裝置;天燃氣管道入廊;所有管線集中出艙。
中國
珠海橫琴新區(qū)管廊
橫琴綜合管廊建設(shè)項目榮獲中國人居環(huán)境范例獎。工程總長33.4公里,其長度是上海世博園區(qū)地下管溝的5倍。綜合管廊最窄處也有3米寬、3米高,容納了電力、通訊、給水、中水、供冷、供熱及垃圾真空系統(tǒng)等7種市政管線。內(nèi)設(shè)通風(fēng)、排水、消防、監(jiān)控等系統(tǒng),由控制中心集中控制,實現(xiàn)全智能化運行。
由于建設(shè)綜合管溝,總計節(jié)約土地40多萬平方米。結(jié)合當(dāng)前橫琴的綜合地價及城市容積率,直接經(jīng)濟效益超過80億元。
特點:一次投入最大、建設(shè)長度最長、輻射面積最廣、納入管線最多和施工難度最高。
日本
橫濱MM21區(qū)管廊
橫濱未來港21是通過重建橫濱市中心部分地區(qū)構(gòu)建而成的海濱城市,是橫濱的核心項目,簡稱MM21。區(qū)內(nèi)的電線、電話線、光纖網(wǎng)絡(luò)、上下水道和暖氣系統(tǒng)全部預(yù)先設(shè)置在地下的共同溝內(nèi)。
特點:集旅游、商務(wù)、購物、會議、展覽、博物館于一體的超大地下空間綜合體規(guī)劃項目。
未來大熱點:地下綜合管廊,不想被淘汰就抓緊看!
來源:路橋網(wǎng),筑龍路橋,中建五局隧道公司,建筑管理
2016年,“政府與社會資本合作投資模式”、“海綿城市”、“地下綜合管廊”等成為熱詞,在各地政府工作報告中頻現(xiàn)。其中,地下管廊的建設(shè)也是一個城市科技化與發(fā)達程度的標(biāo)志。
何為城市綜合管廊
綜合管廊,又稱共同溝,即在城市地下建造一個隧道空間,將各種生命線工程(電力、通訊,燃氣、供熱、給排水等)各種工程管線集于一體,設(shè)實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理。具有綜合性、長效性、可維護性、高科技性、抗震防災(zāi)性、環(huán)保性、低成本性、投資多元性和營運可靠性等特點。
地下綜合管廊的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益主要體現(xiàn)在以下幾方面:
第一、消除城市 “拉鏈路”,保障交通通暢;
第二、解決城市內(nèi)澇問題,能抗震減災(zāi);
第三、為城市地下空間開發(fā)利用提供基礎(chǔ);
第四、消除城市“蜘蛛網(wǎng)”,營造整潔環(huán)境;
第五、節(jié)約寶貴的土地資源。
第六、便于各種管線的敷設(shè)、增減、維修和日常管理。
第七、降低了路面多次翻修的費用和工程管線的維修費用。保持了路面的完整性和各類管線的耐久性。
綜合管廊系統(tǒng)的組成
綜合管廊的主體施工
從斷面形式及施工方法兩個方面闡述:
主體斷面形式:圓形、矩形、異形
圓形:
優(yōu)點:
制造工藝成熟,生產(chǎn)方便;
結(jié)構(gòu)受力有力;
材料用量較小,成本較低廉;
缺點:
圓形斷面布置管道不方便,不能有效利用空間,空間利用率低,致使在管廊內(nèi)布置相同數(shù)量管線是圓管的直徑需加大,增加工程成本,也增加了地下空間對斷面的占用。
矩形:
優(yōu)點:
形狀簡單,空間大,可以按地下空間要求改變寬和高的尺寸,布置管線面積利用充分;
制造工藝成熟,生產(chǎn)方便。
缺點:
結(jié)構(gòu)受力不利;
相同內(nèi)部空間的涵管,用鋼量和混凝土材料用量較多,成本加大;大尺寸箱涵難以應(yīng)用頂進法施工,只適用于開槽施工法,限制了其使用范圍,大開槽施工,對城市和居民生活影響大;大尺寸箱涵收運輸、吊裝重量的影響,在預(yù)制工法上受限制。
異形:
優(yōu)點:頂部近似圓弧的拱形,結(jié)構(gòu)受力合理;異形混凝土涵管接頭全部使用橡膠圈柔性接口,能承受1.0~2.0MPa以上的抗?jié)B要求,在地基發(fā)生不均勻沉降、頂進法施工中發(fā)生轉(zhuǎn)角或受外荷載(地震等)作用管道發(fā)生位移或轉(zhuǎn)角時,仍能保持良好的閉水性能,抗地震功能較強;可以按照地下空間使用規(guī)劃,調(diào)整異形涵管的寬和高,合理占用地下空間;
缺點:受截面尺寸限制。
主體施工方法:
開槽施工法:包括現(xiàn)澆施工法、預(yù)制裝配式施工法;
不開槽施工法:包括暗挖法、頂進施工法、盾構(gòu)施工法。
明挖現(xiàn)澆法
利用支護結(jié)構(gòu)支擋條件下,在地表進行地下基坑開挖,在基坑內(nèi)施工做內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工方法。其具有工藝簡單、施工方便、但工程造價相對較高,工期長。適用于城市新建區(qū)的管網(wǎng)建設(shè)。
預(yù)制裝配施工方法
2、預(yù)制裝配式箱涵種類:普通鋼筋砼箱涵、預(yù)應(yīng)力砼箱涵(內(nèi)寬超過2600mm的箱涵,可在頂、底板施加橫向預(yù)應(yīng)力,以便減薄頂、底板厚度)
3、預(yù)制裝配式箱涵長度:一般分為1.0m、1.5m、2.0m三種,根據(jù)生產(chǎn)和施工條件劃分,一般情況下單塊預(yù)制的重量控制20噸以下。
4、預(yù)制裝配式箱涵接口:
預(yù)制裝配工法與現(xiàn)澆工法的對比分析:
上海世博會地下綜合管廊現(xiàn)澆工法與預(yù)制裝配工法工程實例
上海世博會地下綜合管廊選用兩種施工工法——現(xiàn)澆和預(yù)制裝配化施工。整體式現(xiàn)澆段總長6.2km,預(yù)制混凝土管廊總長200m,施工工期與施工費用以一個標(biāo)準(zhǔn)段25m長度作為標(biāo)準(zhǔn)施工段工期與成本的分析。
頂管法
當(dāng)管廊穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時,采用的一種暗挖式施工方法。在施工時,通過傳力頂鐵和導(dǎo)向軌道,用支撐于基坑后座上的液壓千斤頂將管線壓入土層中,同時挖除并運走管正面的泥土。適用于軟土或富水軟土層。無需明挖土方,對地面影響。辉O(shè)備少、工序簡單、工期短、造價低、速度快;適用于中型管道施工,但管線變向能力差,糾偏困難。
明挖預(yù)制拼裝法
是一種較為先進的施工方法,要求有較大規(guī)模的預(yù)制廠和大噸位的運輸及起吊設(shè)備。特點是施工速度快,施工質(zhì)量易于控制,模具重復(fù)利用率高,管廊施工量大的情況下工程總造價相對比較低。
盾構(gòu)法
使用盾構(gòu)在地中推進,通過盾構(gòu)外殼和管片支撐四周圍巖,防止發(fā)生隧道內(nèi)的坍塌,同時在開挖面前方用刀盤進行土體開挖,通過出土機械運出洞外,靠推進油缸在后部加壓頂進,并拼裝預(yù)制混凝土管片,形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機械化施工方法。
淺埋暗挖法
在明挖法和盾構(gòu)法不適應(yīng)的條件下,淺埋暗挖法顯示了巨大的優(yōu)越性。它具有靈活多變,對道路、地下管線和路面環(huán)境影響性小,拆遷占地少,不擾民的特點,適用于已建區(qū)的改造。
綜合管廊費用分?jǐn)?/span>
1、綜合管廊建設(shè)費用組成:建設(shè)成本、日常運營維護成本
2、費用分?jǐn)偡椒?/span>:空間比例法、直埋成本法
空間比例法:是將納入管廊的管線在管廊中所占的空間比例計算出來,公共空間也按管線的空間比例分?jǐn),兩者相加,即為管線在成本分?jǐn)傊兴嫉谋壤。其?yōu)點是在管廊內(nèi)部比較公平,但具體到每種管線的現(xiàn)實情況,如自來水管因管徑較大,所占空間較大,分?jǐn)偟馁M用就較大,但是自來水公司在經(jīng)濟上卻遠遠落后于其他管線單位。如信息管線隨著光纖技術(shù)的發(fā)展,在綜合管廊中所占用的空間越來越小,其分擔(dān)的費用也相應(yīng)較小。此種方法解決了公平問題,但推行實施的難度卻非常大。
直埋成本法:按照管線直埋成本比例進行費用分?jǐn)。例如?KM長度管線的直埋比例為自來水:電力:信息=1:3:2,則上述3種管線分別分?jǐn)傎M用的1/6,1/2,1/3。直埋成本法的公平性存在爭議,但推行難度有所降低,需要指出的是,由于政府和企業(yè)之間的信息是不對稱的,而且工程建設(shè)過程中的情況復(fù)雜多變,怎樣確定每種管線真實的直埋成本,需要委托專業(yè)的中介機構(gòu)來完成測算,而不能將各家納入管廊管線的自行報價為依據(jù)。
空間比列分?jǐn)偱c直埋成本法入廊費用對比(青島):
以PPP模式參與建設(shè)及維護:采用預(yù)制裝配式施工方法,組建預(yù)制廠。結(jié)合管廊預(yù)制、雨污水檢查井、電力電信進預(yù)制統(tǒng)籌考慮。
國家《2014-2020年國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》提出了“ 統(tǒng)籌電力、通信、給排水、供熱、燃氣等地下管網(wǎng)建設(shè),推行城市綜合管廊,新建城市主干道路、城市新區(qū)、各類園區(qū)應(yīng)實行城市地下管網(wǎng)綜合管廊模式。加強城鎮(zhèn)水源地保護與建設(shè)和供水設(shè)施改造與建設(shè),確保城鎮(zhèn)供水安全。加強防洪設(shè)施建設(shè),完善城市排水與暴雨外洪內(nèi)澇防治體系,提高應(yīng)對極端天氣能力。”
現(xiàn)全國不少于80家制管企業(yè)和裝備企業(yè)已經(jīng)開發(fā)并為工程提供了城市綜合管廊、電力電纜管道、城市排澇防洪和市政地鐵用預(yù)制混凝土箱涵、及預(yù)制裝配化混凝土檢查井等市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用產(chǎn)品和裝備。