横琴地下综合管廊建设经验与探讨20161022

横琴地下综合管廊建设经验与探讨李修岩总工程师深圳中冶管廊建设投资有限公司—2016.10—目录引言横琴综合管廊关键建造技术横琴综合管廊简介综合管廊建设经验与体会几点思考一、引言城市综合管廊是通过将电力、通讯、给水、热水、制冷、中水、燃气、垃圾真空管等两种以上的管线集中设置到道路以下的同一地下空间而形成的一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施，它解决了城市发展过程中各类管线的维修、扩容造成的“拉链路”和空中“蜘蛛网”的问题，对提升城市总体形象，创造城市和谐生态环境起到了积极推动作用。综合管廊的建设已成为21世纪城市现代化建设的热点和衡量城市建设现代化水平的标志之一。根据国务院《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》、住建部下发了《关于开展中央财政支持地下综合管廊试点工作的通知》，当前和今后几十年甚至更长的时间里，城市综合管廊建设已经上升为国家城市建设的“第三战略”。全国各大中城市积极响应党中央、国务院的重大部署，城市综合管廊建设一跃成为当前拉动国民经济增长的重要引擎。二、横琴综合管廊简介横琴新区综合管廊是横琴市政基础设施BT项目的组成部分，全长33.4km，电力管廊10km，布置成“日”字型，覆盖全岛“三片、十区”，由中国中冶投资建设，中国二十冶施工总承包，建安投资约22亿元人民币。综合管廊分为一舱式、两舱式和三舱式3种，其中一舱式综合管廊7.6km，两舱式综合管廊19.2km，三舱式综合管廊6.6km；电力管廊均为一舱式，共10km。横琴新区综合管廊是目前国内一次性建设长度最长、一次性投资最大、体系最完整、纳入管线最多的综合管廊。1、简介横琴综合管廊同时配备有计算机网络、自控、视频监控和火灾报警四大系统，具有远端监控、监测（温控及有害气体监测）、自动排水、通风、消防等智能化管理设施，确保管廊内运行安全，是目前国内智能化控制较高的管廊。综合管廊配备四大控制系统每200m设一个功能分区每200m设一个功能分区每200m设一个功能分区2、横琴新区综合管廊的建设模式：“BT+EPC”模式由中国冶金科工股份有限公司（简称“中国中冶”）委托中国二十冶集团有限公司进行投资建设。建设期3年，回购期5年。项目总投资额超过160亿元，其中综合管廊投资为22亿元。三、横琴综合管廊的关键建造技术横琴新区综合管廊从2010年5月开工建设，至2013年11月19日完成，项目管理团队凝聚智慧、精心组织，先后攻克了深厚淤泥区域软基处理、过河段超深基坑支护、大口径管道安装、远距离监控调控技术等诸多技术难题。综合管廊所在场地多处位于滩涂、鱼塘区域，场地土层下普遍存在有深厚淤泥层，淤泥平均厚25m，最深在41.2m以上，具高含水率、高压缩性、大孔隙比、高灵敏度，强度低等特性，具流变、触变特征，易导致路基沉降和失稳，是国内地质条件最差的区域之一。局部与原有道路重迭区域内分布有深5~10m的块石层，给软基处理带来了许多麻烦。靠近山体区段需采取爆破方式进行施工。1、软土地基处理施工技术淤泥土层主要物理力学指标区域物理及力学性质高压固结固结系数十字板剪切强度天然含水率重度天然孔隙比塑性指数液性指数压缩系数压缩模量直剪快剪直剪固快先期固结压力压回弹垂水天然状态饱和状态内摩擦角凝聚力内摩擦角凝聚力缩指指直平原状重塑灵敏度数数向向avEsCvCHQaQuStωrrsate0IpILp=100-200kPaCCPcCcCsp=100-200kPa%kN/m3(MPa)-1MPakPakPakPa102/skpakpa人工回填后现状平原区域58.316.316.41.566231.371.312.1397849.10.4890.0698.611.222.86.82.5中心沟区域67.115.715.81.80224.81.551.651.836.67545.60.5720.0757.68.619.67.52.7周边海漫滩区域64.115.916.01.72425.21.431.511.92.378635.10.5160.0698.522.818.45.83.5横琴原始地形地貌1横琴原始地形地貌2沟壑纵横、星罗棋布考虑管廊结构设计标准等级、后期使用管养功能等要求，结合横琴的地质情况，按照综合管廊和市政道路一同建设的时序，经设计方案技术论证和经济效果比选后，采用吹填形成陆域后，采用真空联合堆载预压法作为深厚软基的主要处理方法。场地吹填标高至2.0m，真空联合堆载预压处理深度按照平均25m进行设计、施工。1、软土地基处理施工技术现场吹填形成陆域采用真空联合堆载预压进行软基处理膜上砂施工分层填筑土方、碾压堆载结束，进入恒载期按照横琴新区综合管廊的规划要求，综合管廊最小开挖深度为-5m，在与排洪渠、下穿地道等地下结构交叉段及下穿河道段最大开挖深度达到-13m。根据不同结构断面形式，基坑开挖宽度为3m～20m不等。总体基坑支护方式根据不同工况、不同地质条件，可以分为以下三大类型：（1）标准段钢板桩支护施工；（2）加深段灌注桩支护施工；（3）山体段爆破开挖施工。下面通过一段视频介绍一下综合管廊深基坑支护施工。2、综合管廊深基坑支护技术横琴综合管廊中纳入的最大口径的管道是DN1200的给水管，由于大口径管道比较沉重，一般采用混凝土支墩作为管道的支架，混凝土支墩安装可分为：（1）混凝土管道支墩模块化安装方法；（2）管沟内混凝土管道支墩快速安装方法。3、管道支架安装技术模块化安装法快速安装法由于综合管廊每隔200米设置一个卸料口，大口径管道安装时需通过卸料口吊运进入综合管廊。在卸料口，利用起重设备向管沟内输送管道，为了避免管道与卸料口处的混凝土发生碰撞，同时保护管道的防腐层不受损伤，采用多组多用途管道运输安装装置进行综合管廊内管道运输安装。4、大口径管道安装技术管沟卸料口运输管道装置图综合管廊内大口径管道施工1综合管廊内大口径管道施工25、综合管廊集中监控实施技术横琴新区综合管廊全段共33.4公里，为了方便运行维护，将综合管廊分为3个区域，各区域的数据就近接入对应的控制中心进行分散存储，各控制中心分别管理10-12公里的区域。综合管廊分别在环岛北路、中心北路、中心南路各有控制中心1座。1控制中心1#23控制中心合并5、综合管廊集中监控实施技术控制中心对管理区域内的PLC自控设备（含水泵、风机、照明、有害气体探测）、视频监控设备、消防报警设备、紧急电话、门禁等进行管理和控制，数据汇集到对应的控制中心机房进行数据存储和管理，并预留相关通讯及软件数据对接接口，便于各控制中心之间或与上一级管理平台之间进行数据对接。窄边拼接电视墙拼接控制器光纤数据库服务器视频存储服务器自控服务器视频管理服务器防火分区核心交换机UPS电源火灾集中报警控制器视频工作站1#通风机自控工作站门禁工作站计算机网络系统PLC控制柜2#通风机排水泵1#球形摄像机监控左半防区4#球形摄像机监控右半防区2#枪形摄像机监控投料口视频监控系统设备监控子系统多通道探测仪火灾自动报警系统门禁控制器报警按钮声光报警烟感照明控制防火分区防火分区1#控制中心消防通信光纤区域报警主机控制模块电话系统液位计紧急电话/IP电话主机电话工作站消防图形化工作站多通道探测仪紧急电话/IP电话3#枪形摄像机监控设备控制间千兆工业以太网交换机电力仪表触摸屏解码器工作站ＲＧＢ信号综合管廊监控系统分区横琴综合管廊监控中心实景6、综合管廊消防实施技术横琴综合管廊建设时，国家关于综合管廊的设计规范尚未出台。最终选定采用密闭减氧灭火方式，当综合管沟内任一仓防火分区发生火灾时，经控制中心确认发生火灾的仓内无人员后，消防控制中心关闭该段防火分区及相邻两个防火分区的排风机及电动防火阀，使着火区缺氧，加速灭火，减少其他损失，等确认火灾熄灭后，手动控制打开相应分区的相应风机和电动防火阀，排出剩余烟气。单个防火分区示意图综合管廊的建设完成后的成果展示四、综合管廊建设经验与体会1、规划先行提前编制综合管廊专项规划，因地制宜的确定入沟管线，需明确综合管廊的走向和用地规划。综合管廊专项规划应与其他管线规划、地下空间规划等相互协调、综合考虑！2、规避投资者融资能力不足的风险综合管廊建设需投入的资金量非常大，单靠投资者自有资金来保障项目建设可能性非常小。因而，投资者的自有资本都是项目投资中的少部分，大部分是通过项目投资者再融资来推进整个项目建设。因而，为保障大型（特大型）项目的顺利运作，投资者的再融资能力就成为项目是否能如期建成的关键，如果对投资者的再融资能力估计不足，必然会产生资金链断裂的风险，影响综合管廊项目的有力推广。3、规避地质条件风险综合管廊建设是百年基业，深埋地下，受地质条件情况影响很大。沿海地区建设综合管廊经常会碰到复杂的地质条件，如何对深厚软土地基进行有效处理、确保综合管廊深基坑施工安全以及采取有效的措施规避地质差异变化造成的综合管廊节段不均匀沉降或拉裂的情况，是岩土工程界需要共同面对的一大难题。4、大口径管线的安装难度大根据管线安装和景观美化的要求，综合管廊每隔200m左右设置一个卸料口，其尺寸仅满足入沟给水、中水、真空垃圾等管道的单节长度要求，一般为3-6m，导致在后期管道安装施工时只能采取分节入沟，沟内拼装的方式。且综合管廊内空间有限，加深段较多，地面有起伏坡道，大直径管道的运输和安装难度极大。管廊内焊接工作量大，施工过程通风、照明及监控设备未安装到位，如何确保准密闭空间内的施工安全，挑战巨大。在横琴综合管廊的建设过程中，我集团充分利用BIM技术，从综合管廊深基坑支护、连接节点布置、大口径管道安装、第三人虚拟漫游等方面进行BIM技术应用。采用BIM技术对建筑结构进行仿真设计，对综合管廊内部空间进行虚拟漫游检查，对管线进行碰撞检查，起到深化设计，提高施工效率的作用。5、加强BIM技术推广，助力综合管廊建设利用BIM技术指导施工，在施工阶段模拟基坑开挖、管线安装工况，确保安全施工；并对关键工序进行三维可视化交底，提高施工质量。综合管沟基坑灌注桩及拉森钢板桩支撑模型灌注桩支护与钢支撑模型拉森钢板桩支护与钢支撑模型管廊交叉节点三维透视图多视图展示管道关系五、几点思考综合管廊设计使用年限是100年，深埋地下。雨污水管线入廊建设模式的选择预埋件防腐节点防水.如何改进和提高？？