《城市地下空间建设新技术》第10章.

城市地下空间建设新技术2014年11月19-22日合肥全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材第10章城市综合管沟建设运营技术10.1概述10.2技术介绍10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.4总结提纲广州大学城(小谷围岛)综合管沟建在小谷围岛，宽7m，高3.7m（2.5m），总长约17km，其中沿中环路呈环状结构布局为干线共同沟，全长约10km；另有5条支线共同沟，总约7km。该共同管沟是广东省规划建设的第一条共同管沟，也是目前国内距离最长、规模最大、体系最完善的综合管沟，它的建设是我国城市市政设施建设及公共管线管理的一次有益探索和尝试。10.1概述10.1.1工程简介10.1概述图10.1-1广州大学城共同沟内部管线布置图根据钻探揭露，大学城场地上部第四系（Q）土层按工程特征、成因类型和沉积层序大体分为：（1）人工填土层；（2）海陆交互相沉积层；（3）冲积层；（4）残积层。10.1概述10.1.2岩土工程条件10.1概述10.1.2岩土工程条件（1）人工填土层（Qml），零星分布于岛内公路、村庄、涌堤等地，由灰褐色的素填土(粉质粘土及少量碎石)、杂填土(砖块、碎石、砂土)和耕植土(粉质粘土，含植物根系)组成，经人工压实。层厚0.50～7.10m。（2）第四系全新统海陆交互相沉积层（Q43mc），分布在岛东部、北部和西南部的冲积平原，平均层厚11.71m。（3）第四系全新统冲积相(Q4al)，分布在岛沿岸的河漫滩，层厚1.90～5.60m，由深灰色粉质粘土、夹细砂粘土、砂和淤泥质土构成，土质不均匀，可塑～硬塑状。（4）第四系残积层（Qel），分布于岛中部广大地区，由震旦系混合岩风化残积而成，为褐黄色的砾质或砂质粘性土、粉质粘土、粘土。土质不均匀，硬塑状，局部含坚硬状的石英砾石和锰铁质结核体。10.1概述10.1.2岩土工程条件尽管岛内不同地段的岩土层分布情况有所差异，但以上描述却整体反映全岛地层岩性的宏观概况，体现为第四系地层土体类型多，工程地质条件复杂的特点。其中软土变形破坏和饱和粉细砂液化、震陷是大学城开发建设中首要的岩土工程问题，也是广州大学城综合管沟项目需深入研究和重点解决的工作难题。10.1概述10.1.2岩土工程条件综合管沟也称“综合管道”或“管线箱廊”，英文名称为“utilitytunnel，就是城市地下管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间，将各类公益管线有机综合集约化地敷设在同一条隧道内并进行集中管理的市政基础设施。沟内可敷设电力和电信等线路，上下水、煤气、热力等管道，并留有增设余地，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。10.2技术介绍10.2.1综合管沟定义地下管线综合管沟是目前世界发达城市普遍采用的城市市政基础工程，是一种集约度高、科学性强的城市综合管线工程。它较好地解决了城市发展过程中的市政道路反复刨掘问题，也为城市上空线路“蛛网”密布现象提供了一种有效的解决方案；是解决地上空间过密化、实现城市基础设施功能集聚、创造和谐的城市生态环境的有效途径。随着城市的不断发展，综合管沟内还可提供预留发展空间，保证了可持续发展的需要，是21世纪新型城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一。10.2技术介绍10.2.2地下综合管线管沟在广州大学城中运用的综合管沟技术分别是:1、具有其自身特点的建筑设计；2、防灾减灾技术:（1）火灾探测报警技术;（2）视频防入侵监控技术;（3）环境监测监控技术；（4）智能化系统技术。10.2技术介绍10.2.3地下综合管线管沟技术3、施工技术：（1）基坑支护与土方开挖技术；（2）模板工程技术；（3）钢筋工程技术；（4）混凝土工程技术；（5）防水工程施工组织及方法。10.2技术介绍10.2.3地下综合管线管沟技术1、指导思想以城市道路下部空间综合利用为核心，围绕城市市政公用管线布局，对广州大学城(小谷围岛地区)综合管沟进行合理布局和优化配置，构筑覆盖整个广州大学城(小谷围岛地区)范围的综合管沟系统，推动广州大学城的开发建设的进程，逐步形成和城市规划相协调，城市道路下部空间得到合理、有效利用，具有超前性、综合性、合理性、实用性的国际先进、国内一流的综合管沟系统。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案2、遵循的技术原则广州大学城(小谷围岛地区)综合管沟工程主要遵循以下技术原则:（1）广州大学城(小谷围岛地区)综合管沟工程的建设以“将城市规划、建筑、社会与经济发展、城市景观、技术、基础设施、道路交通等方面尽早地、有效地统一起来”为原则和目标。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案（2）在以下情况，工程管线宜采用综合管沟集中敷设：交通运输繁忙或工程管线设施较多的机动车道、城市主干道以及配合兴建地下铁道、立体交叉等工程地段;不宜开挖路面的路段，广场或主要道路的交叉处;需同时敷设两种以上工程管线及多回路电缆的道路，道路与地铁或河流的交叉处。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案(3)综合管沟工程应结合道路交通和各类市政公用事业管线的专业规划进行设置。(4)综合管沟工程的管线，应符合各主管部门制定的维修管理要求。(5)综合管沟的断面布置在满足维修管理要求的基础上，应尽量紧凑，以充分体现经济合理。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案(6)干线综合管沟宜设置在道路下面，支线综合管沟、缆线综合管沟宜设置在人行道下。(7)综合管沟应适当考虑各类管线分支、维修人员和设备材料进出的特殊构造接口。(8)综合管沟需考虑设置供配电、通风、给排水、照明、防火、防灾、报警系统等配套设施系统。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案(9)综合管沟的土建结构及附属设施应配合道路工程一次建设到位，所纳入的各类公用管线可按地区发展逐步敷设。(10)为了减少工程投资，节约道路下部地下空间，支线综合管沟均考虑布置在道路的单侧，同时，在道路建设的同时，预留足够的进入地块的各类管线过路管。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案3、综合管沟内纳入的管线种类国外进入综合管沟的工程管线有电信电缆、燃气管线、给水管线、供冷供热管线和排水管线等。另外，日本等国家也将管道化的生活垃圾输送管道敷设在综合管沟内。国内进入综合管沟的工程管线有电力电缆、电信电缆、给水管道、燃气管道、供热管道、污水管道等。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案根据国外及国内综合管沟中所纳入的工程管线情况，广州大学城综合管沟内纳入的工程管线、有电力电缆、电信电缆、给水管线。图10.3-1广州大学城共同沟内部管线布置图10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案在我国北方的大多数城市，由于冬天采暖的需要，目前普遍采用集中供暖的方法，建有专业的供热管沟。由于供热管道维修比较频繁，因而国外大多数情况下将供热管道集中放置在综合管沟内。供热及供冷管道进入综合管沟并没有技术问题，值得考虑的是这类管道的外包尺寸较大，进入综合管沟时要占用相当大的有效空间，对综合管沟工程的造价影响明显。在广州大学城(小谷围岛地区)设置了区域能源站，因此，其冷热水管进入综合管沟。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案排水管线分为雨水管线和污水管线两种。在一般情况下两者均为重力流，管线按一定坡度埋设，埋深一般较深，其对管材的要求一般较低。采样分流制排水的工程，雨水管线管径较大，基本就近排入水体，因此，雨水管一般不进入综合管沟，进入综合管沟的排水管线一般是污水管线。广州大学城(小谷围岛地区)地处低丘平原地带，地势有一定程度的起伏，污水管道的纵坡变化较大，因而不考虑将排水管线纳入综合管沟内。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.1综合管沟工程系统方案1、综合管沟规划设计方案综合管沟设置的首要原则是充分开发利用城市道路地下空间资源，使宝贵的城市地下空间做到有序开发利用，并为城市今后的发展留下宝贵的资源。其次，综合管沟的建设要尽可能多纳入市政供给管线，充分利用综合管沟的空间，以体现经济性能。此外，在交通运输繁忙或对周边环境有较高要求的道路，应考虑建设综合管沟，保证各种管线的维修、扩容不会随意开挖道路。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案广州大学城(小谷围岛地区)的外环路虽然也是城市主干路，但从各专业管线规划分析，其管线的容量不大。由于外环路为环岛道路，道路外侧为滨江休闲观光地带，基本没有建筑物。道路内侧为各大学，其市政主要供给管线由中环线分配。内环路为大学城(小谷围岛地区)的城市次干路，其通过放射状的城市支路和中环线相连接，道路内侧环绕中心湖，同样为绿地、水体、景观地带。从各专业管线规划分析，其管线的容量不大。因而在内环线建设综合管沟必要性不大。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案根据广州大学城(小谷围岛地区)道路路网布置及各专业规划要求，在整体分析通盘考虑的基础上，对综合管沟工程进行科学规划和设计。图10.3-2广州大学城综合管沟平面布置示意图10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案(1)中环线干线综合管沟采用A型。中环路为广州大学城(小谷围岛地区)的次干路。中环路外侧为各大学教学区，内侧为生活服务区。根据各专业规划，大部分的电力电缆、通讯电缆均布置在中环道路下面，自来水管线、燃气管线也沿中环线敷设，因而在中环线道路实施综合管沟可发挥其综合优势。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案(2)2号路、5号路连接高压变电站的干线综合管沟采用C型。虽然2号路、5号路为广州大学城(小谷围岛地区)的支路，但根据广州大学城电力专业规划，在中环线外围设有3座高压变电站，由其向中环线供给电力。这些电缆分别通过2号路、5号路进入中环路。由于从高压变电站出来的电力电缆数量很多，因而在2号路、5号路建设综合管沟(C型)。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案(3)中环线广州大学段支线综合管沟采用B型。在中环线西南角即广州大学段，各种市政管线较少，因而考虑建设支线综合管沟(B型)，敷设有配水管线、电力管线、通信管线等。(4)1号、8号路干线综合管沟采用A型。广州大学城的1号、8号路为城市次干路，其贯穿综合服务区，并通过其向两端延伸、拓展，因而在轴线上规划干线综合管沟，并为今后的发展预留适当的空间。综合管沟内敷设有给水管线、电力管线、通信管线等。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案(5)7号、9号、12号、13号路缆线综合管沟采用D型。在综合服务区，各种市政管线种类繁多，但数量较少，因而将经常需要维护的电力电缆、通讯电缆、控制电缆规划纳入到缆线综合管沟内，以保证这一区域的环境整洁。(6)控制中心为了综合管沟的安全运行，保障城市各种市政管线的正常使用，在综合管沟内设置了监控系统，这些监控系统的信息集中传输到控制中心。10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案控制中心设置中央计算机监控系统、模拟显示屏等(图10.3-3)。控制中心设置在市政用地地块内，占地面积约20X30m，其入口图如图10.3-4所示。图10.3-3广州大学城综合管沟监控系统图10.3-4广州大学城综合管沟入口10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.3.2综合管沟工程方案2、综合管沟工程建设大规模城区改造的重大市政工程，本身就要进行管线的搬迁工作，此时采用综合管沟系统，可以使拥挤的道路地下空间得以合理的利用，从而降低对道路沿线的拆迁要求，体现了综合管沟的经济优势。广州大学城(小谷围岛地区)建设初期基本没有市政基础设施，这为实施综合管沟工程创造了客观便利条件。因而，该综合管沟工程结合大学城道路系统的开发建设同步进行，对管道系统接入组团