強健
(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)
綜合管廊技術在國內已有幾十年的發展。這一時期,工程師們在不斷的工程實踐中總結經驗,由經驗升華到理論,再由理論進一步指導實踐,在實踐的過程中進一步修正完善綜合管廊技術理論。在這種不斷的上升循環中,我國逐步建立起系統的綜合管廊工程技術體系。2012年,由上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司主編的國家規范《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838—2012)的頒布發行,標志著我國從技術體系的頂層開始建立綜合管廊標準體系。
2015年至2017年,在國家政策的有力引導下,我國多數大中型城市都開始嘗試建設綜合管廊。在大量的實踐活動中,我國的地下綜合管廊工程技術得到了很大的發展,也存在一些問題[1]。
結合綜合管廊實施的不同階段,本文分別從規劃、設計、施工與驗收等方面,闡述當前綜合管廊技術體系的應用現狀,分析綜合管廊技術標準體系在實際運用中的問題。
“規劃先行”是綜合管廊建設的一個重要原則。先規劃后建設,可以保證綜合管廊工程建設的合理性與前瞻性。目前,已經正式頒布的用于指導綜合管廊工程規劃的標準和文件有:《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838—2015)[2]、《城市地下綜合管廊工程規劃編制指引》(建城[2015] 70號)[3]、《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838—2015)[1]給出了綜合管廊規劃的一般規定、平面、斷面、位置等綜合管廊工程規劃的主要內容和原則,是綜合管廊工程規劃的綱領性技術標準;《城市地下綜合管廊工程規劃編制指引》[2]則具體給出了綜合管廊工程規劃的內容組成、編制成果要求等,是規劃編制的實施層面的技術要求。這兩個標準文件為當前綜合管廊工程規劃的主要技術標準。在綜合管廊工程實踐活動中,其存在的問題可總結為以下三個方面。
我國城市規劃編制的完整過程由2個階段、6個層次組成,即總體規劃階段和詳細規劃階段;城市總體規劃綱要、城市總體規劃(含市域城鎮體系規劃和中心區域規劃)、城市建設規劃、分區規劃、控制性詳細規劃和修建性詳細規劃。另外,針對國民經濟和社會發展的重點領域和薄弱環節、關系全局的重大問題,編制對應的專項規劃。專項規劃因編制階段和對象的不同而分為總體規劃階段的專項規劃和控制性詳細規劃階段的專項規劃[4]。綜合管廊規劃屬于城市專項規劃。而在當前的綜合管廊規劃技術標準體系下,綜合管廊工程規劃的編制未按階段區分總體規劃階段和控制性詳細規劃階段,也未按編制對象區分城市總規和分區規劃。當以城市為編制對象時,綜合管廊工程規劃應為總體規劃階段的專項規劃,提出城市綜合管廊的總體發展要求與原則。當以某個區域為編制單元時,綜合管廊工程規劃應屬于控制性詳細規劃或者修建性詳細規劃階段的專項規劃,用于指導具體的工程方案與設計。
《城市地下綜合管廊工程規劃編制指引》(建城[2015] 70號)[2](以下簡稱《規劃編制指引》)對綜合管廊工程規劃編制的內容做了全面而具體的規定,要求綜合管廊工程規劃應確定管廊建設區域和時序、綜合管廊的系統布局和類型、入廊管線和時序、管廊斷面形式和尺寸、管廊三維控制線、管廊與重要節點的控制要求、控制中心等配套設施規模及標準、敷設設施標準、安全防災、建設時序及投資估算等。實踐中,當以某個較小的區域作為編制對象時,可以按該《規劃編制指引》做出詳細的、可行的綜合管廊工程規劃。當編制對象為一座城市時,由于城市規模的差異,就難以統一以該《規劃編制指引》編制綜合管廊工程規劃。一般來說,城市越小,綜合管廊工程規劃的編制內容與深度就越容易達到要求。而對于一、二線大城市而言,按《規劃編制指引》編制全市的綜合管廊規劃就比較困難,僅能做到確定管廊建設區域和時序、綜合管廊的系統布局和類型等總體發展要求與原則。
按照工程形態與特點,當下的建設工程規劃管理分為建筑工程規劃管理、市政管線工程規劃管理和市政交通工程規劃管理。綜合管廊是建于城市地下用于容納三種及以上城市工程管線的構筑物。從管廊的自身屬性來說,除與地下空間合建的綜合管廊工程外,綜合管廊是一種道路附屬構筑物。從規劃管理的劃分來說,綜合管廊既不屬于建筑工程,又與市政管線工程有區別。生搬硬套的按建筑工程規劃管理的模式進行綜合管廊工程規劃管理,顯得過細而難以執行;如按市政管線工程規劃管理的模式進行綜合管廊規劃管理,又顯得過于寬松;而采用市政交通工程規劃管理的模式又與綜合管廊工程特點不匹配。從規劃管理角度,綜合管廊具有工程投資大、三維控制線受限因素多、道路附屬構筑物等特點,有必要建立針對綜合管廊工程特點的、可實施性強的規劃管理體系。
綜合管廊工程是涵蓋總體(工藝)、結構、電氣、自控、消防、排水、暖通等多專業學科的地下工程,同時綜合管廊工程建設還需兼顧入廊管線敷設、運維等要求。因而,綜合管廊工程設計除依據專有規范外,還需綜合參考多專業領域的技術標準。
作為國內唯一正式發布的綜合管廊工程的專有設計規范《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838—2015)[1],經過 2015 年修編,已基本確定為綜合管廊規劃設計的技術標準,基本明確了給(中)水、電力、通信、熱力、天然氣、雨水、污水等城市工程管線進入綜合管廊的技術條件,基本確立綜合管廊配套設施的技術要求,為我國綜合管廊工程建立了基本的技術標準體系。同時,我們也可以看到,在實際的工程應用中,仍有較多具體的技術標準需要參考其他專業領域的技術規范與標準。由于綜合管廊具有鮮明的多專業融合的特點,會出現不同專業技術標準間的沖突與矛盾或出現技術空白。
基于“集約化敷設城市工程管線”的理念,城市綜合管廊的設計技術標準力求把握各類管線敷設的基本要求和主要原則,擯棄次要因素,在滿足安全運營的前提下,采取合適的保障技術手段,盡量使不同管線集約化共建敷設。因而,綜合管廊的設計技術標準一定是綜合性的、兼顧各入廊管線特點的技術標準。也正因為如此,綜合管廊的技術標準不能以某一種管線入廊的特定技術要求而制定,也就必然與某些管線敷設的現行技術標準有沖突。
比較典型的是電力管線入廊的分艙原則問題。電力管線作為城市最基本的能源管線,幾乎每條綜合管廊工程都會納入電力管線,入廊電力管線也成為綜合管廊工程最普遍的工程因子。當電力管線入廊時,綜合管廊設計需要考慮電力管線入廊的分艙原則,即考慮電力管線與入廊的其他城市工程管線之間的關系與相互影響。表1給出了不同技術標準文件在入廊電力管線分艙原則上的主要區別。

表1 電力管線入廊時不同技術標準與文件的分艙原則對比表
表1中的后面兩個文件雖然為國家電網和南方電網的企業技術標準文件,但由于國家電網和南方電網作為入廊電力管線的主要產權單位,其制定的電力管線入廊分艙原則在很大程度上影響綜合管廊艙室斷面的設計。
從上表可以看出,《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 508383—2015)是考慮不同管線相互影響的技術要求給出的電力管線入廊分艙原則,國家電網、南方電網是基于供電安全、運營管理角度給出的分艙原則。從應用角度,《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 508383—2015)具備普遍的適用性,便于執行,體現綜合管廊節約化敷設管線的特點;而國家電網、南方電網的分艙原則較難執行,當電力電纜回數較多時才具有較大的可行性。
通過實踐與研究發現,這些技術空白可大概分為兩類:一類為入廊管線敷設的技術標準;另一類為綜合管廊本身的配套技術標準。
(1)入廊管線敷設技術標準
《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838—2015)[1]給出了給(中)水、電力、通信、熱力、天然氣、雨水、污水等城市工程管線的基本技術條件,使這些管線納入綜合管廊在技術上可行。而在工程實踐中,工程師們卻發現設計施工中所能參考的管線技術標準大多是在管線直埋或排管敷設技術標準,與綜合管廊環境下的管線敷設條件不匹配,這些技術標準大多不適應于廊內管線的敷設與安裝。
在重力流雨水、污水管道入廊方面,亟待需要在技術標準層面解決的問題包括:合流制管道能否入廊;污水管線與其他入廊管線的相容關系;廊內排水管道檢查井、清掃口、透氣管的形式與要求;廊內檢查井的設置間距;污水管道可否采用管廊結構本體;污水管納入雨水艙的技術要求;雨水艙可否納入其他管線等。
在天然氣管線入廊技術標準方面,有較多爭議的是天然氣管道與其他管線能否共艙的問題,其余如天然氣艙室出地面風井的設置要求、監控技術標準、設備防爆技術要求、各類口部密封要求等也亟需在技術標準層面予以明確。
在熱力管道入廊技術標準方面,雖然埋地熱力管道的工程技術已非常成熟,但對于綜合管廊內敷設的架空式熱力管道工程設計仍缺少成熟可靠的設計理論和技術體系。在不同的綜合管廊工程中,不同的熱力工程師采用了不同的設計方法,對綜合管廊設計提出的條件也各不相同,如遇有管廊倒虹時的敷設坡度、管廊平面轉折時的敷設轉角、固定支座的設置間距、自然補償機構的設置標準、大直徑管道的安裝條件等。諸如上述問題,亟待在技術標準層面解決,使廊內熱力管道設計有章可循。
(2)配套技術標準
在綜合管廊設計實踐活動中,需要一系列適應綜合管廊要求的附屬附件、配件設施等的技術標準或產品標準。目前的工程設計,多套用其他建設領域的類似技術標準,也有一些設計師創新的修正其他領域的技術標準應用在綜合管廊設計中。基于工程實踐需要,下面列出部分其他的綜合管廊工程發展中所需的有關配套技術標準或產品標準:《遠程控制蓋板技術標準》、《綜合管廊燃氣艙密封技術標準》、《綜合管廊纜線支架技術標準》、《綜合管廊管道支墩支架技術標準》、《綜合管廊用檢修車技術標準》《綜合管廊用爬梯技術標準》、《綜合管廊地埋式變電所設計標準》等。
綜合管廊既具有地下工程的特點,又是一種構筑物,其內部還容納各類管線。顯然,綜合管廊的施工與驗收標準體系也是多專業復合型的體系。目前我國尚缺少綜合管廊的施工與驗收標準缺乏,實踐中多是參考設計規范或者通用的工程施工及驗收規范。當前,綜合管廊工程施工及驗收的專有規范——CECS標準《城市綜合管廊施工及驗收規程》正在緊鑼密鼓的編制。該規程包含總則、基本規定、地基基礎與基坑工程、明挖現澆施工及驗收、明挖預制施工及驗收、非開挖暗挖施工及驗收、防水工程施工及驗收、附屬設施施工及驗收、管線施工及驗收等主要章節。
基于綜合管廊工程的特點,這里論述在當下技術標準體系下,綜合管廊施工與驗收的實踐活動中的幾個普遍性問題。
我國消防驗收領域的主要規范為《建筑設計防火規范》(GB50016)。各地消防部門都以該規范為主要依據,對各類建構筑物進行消防審查、審批與驗收。根據該規范1.0.2條,該規范適用于廠房、倉庫、民用建筑、甲乙丙類液體儲罐、可燃助燃氣體儲罐、城市交通隧道等,同時該規范也可適用于人民防空工程、石油和天然氣工程、石油化工工程、變電站等,基本囊括了各種類型的建筑。
但是,《建筑設計防火規范》(GB50016—2018)卻不適用于綜合管廊工程。綜合管廊由于其構筑物的特性和自身特點,其專有規范《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838—2015)的很多條文對《建筑設計防火規范》(GB50016—2018)做了諸多突破。
因而,綜合管廊的消防驗收缺少了規范依據,使各地消防部門在進行綜合管廊消防管理時無所適從,很多城市給出“綜合管廊不進行消防審批、備案”的臨時性做法。顯然,綜合管廊亟需專有的消防驗收規范出臺。
不同于一般的建筑工程,綜合管廊的“使用者”是各類城市工程管線,各類管線在入廊安裝敷設時,其自身也是工程;另外,由于綜合管廊建設的前瞻性,入廊的各類管線也是根據需求分階段入廊敷設。這說明,綜合管廊工程的驗收有著明顯的區分于一般建筑工程的特點。
針對這個特點,應依據綜合管廊的規范定義:“建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施”,明確綜合管廊工程驗收的內容是構筑物本身及其附屬設施,不包含管線工程的驗收。
對于入廊的管線工程,應與綜合管廊工程區分開來,分類進行獨立驗收。同時,應及早制定各類入廊管線的專用驗收規范。該專用驗收規范體系除入廊管線自身的工程要求外,還應明確管線與綜合管廊的工程關系,同時兼顧入廊管線分階段敷設的特點。
2015年至2017年,是我國綜合管廊事業大發展的三年。在《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838—2015)搭建的基本技術框架的指引下,我國的綜合管廊工程技術也在實踐中得到了很大的發展。本文從工程建設的規劃、設計、施工與驗收等各階段,分析當下綜合管廊技術標準體系運用的現狀與存在的問題。在規劃階段,本文主要在規劃定位、編制深度、規劃管理等方面進行了論述。在設計階段,綜合管廊技術標準主要存在與其他標準沖突和有技術空白的問題。在施工階段,本文主要從消防、驗收對象和階段等方面進行了分析和論述。在論述現狀和問題的同時,本文對應提出了合理化建議,為完善我國綜合管廊標準體系給出參考。