構(gòu)筑地下立體管廊空間打造寒地城市生命線
——記我國(guó)首個(gè)高緯度區(qū)域的地下綜合管廊工程

文/哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院

城市地下管線工程，是維持城市生存功能系統(tǒng)和對(duì)國(guó)計(jì)民生有重大影響的基礎(chǔ)性建設(shè)工程，被稱(chēng)為城市生命線工程，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)城市停擺。生命線工程主要包括供、排水系統(tǒng)、電力、燃?xì)狻⑼ㄐ拧V播電視、供熱等源網(wǎng)系統(tǒng)。近年來(lái)，城市地上設(shè)施建設(shè)雖日新月異，但地下管網(wǎng)改造卻明顯跟不上節(jié)奏，欠賬已久。哈爾濱，這個(gè)始建于二十世紀(jì)初的“東方小巴黎”，因中東鐵路的修建而興起，部分建城之初的地下老舊管網(wǎng)，也同樣超期服役了近百年。2016年，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，隨后，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財(cái)政部在全國(guó)范圍開(kāi)展地下綜合管廊試點(diǎn)工作。與此同時(shí)，綜合管廊建設(shè)成為哈爾濱市“十三五”規(guī)劃的一項(xiàng)重要內(nèi)容。值得一提的是，哈爾濱市的地下綜合管廊的設(shè)計(jì)方案，以其技術(shù)先進(jìn)性和實(shí)用合理性在競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)審中嶄露頭角，成為全國(guó)地下綜合管廊建設(shè)十個(gè)試點(diǎn)城市之一，也是我國(guó)最北城市的首個(gè)寒地示范性管廊工程。

一、內(nèi)澇、塌陷、管網(wǎng)老化 綜合管廊工程勢(shì)在必行

哈爾濱，作為因中東鐵路建設(shè)而生的城市，在近百年時(shí)間里，歷經(jīng)沙俄、日偽和新中國(guó)三個(gè)完全不同的管線建設(shè)時(shí)期，與其他同等城市相比，存在著技術(shù)手段落后、設(shè)施老化嚴(yán)重、安全可靠性較低等問(wèn)題。近年來(lái)，地下管線建設(shè)規(guī)模不足、管理水平不高等問(wèn)題凸顯，城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行秩序。此外，傳統(tǒng)地下管線建設(shè)各自為政、分散實(shí)施，采取直埋式施工方法導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，馬路被反復(fù)破開(kāi)、維修，形成“馬路拉鏈”式重復(fù)性工程。

建設(shè)城市綜合管廊系統(tǒng)，可以在全市范圍內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃、管理和建設(shè)，依據(jù)城市的總體規(guī)劃及各專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，充分考慮城市各種市政管線的規(guī)劃及現(xiàn)狀，充分考慮地鐵規(guī)劃、地下空間規(guī)劃及人防規(guī)劃等各方面因素，合理確定城市綜合管廊的系統(tǒng)布局、路由和三維控制線，實(shí)現(xiàn)管線“立體式布置”，主干管線一次鋪設(shè)到位，后續(xù)更換、擴(kuò)容也在廊內(nèi)實(shí)施，可避免反復(fù)挖掘?qū)β访娈a(chǎn)生多次傷害，節(jié)約路面修復(fù)成本。

2015年10月，哈爾濱市全面啟動(dòng)地下綜合管廊建設(shè)。按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌組織、形成規(guī)模、建成網(wǎng)絡(luò)”的原則，結(jié)合地鐵建設(shè)、道橋建設(shè)、管網(wǎng)改造、新區(qū)開(kāi)發(fā)，確定實(shí)施11條、總長(zhǎng)25.5公里綜合管廊項(xiàng)目建設(shè)，總投資27.1億元。經(jīng)過(guò)三年的艱苦努力，超額完成試點(diǎn)建設(shè)任務(wù)，遷移各類(lèi)管線125公里，移植樹(shù)木3000余株，完成管廊主體施工25.5公里。

建設(shè)城市綜合管廊項(xiàng)目為市民營(yíng)造了一個(gè)優(yōu)秀的生態(tài)宜居環(huán)境，為打造“生態(tài)哈爾濱，宜居哈爾濱，大美哈爾濱”奠定了有力的基礎(chǔ)，為促進(jìn)哈爾濱生態(tài)旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

二、寒地氣候施工 創(chuàng)新設(shè)計(jì)“積木型”立體管廊

作為祖國(guó)最北的省會(huì)城市，冬季最低氣溫零下三十多攝氏度，凍土層達(dá)2.1米，使得管線建設(shè)、維修、搶險(xiǎn)的難度和費(fèi)用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低緯度城市。按照“先行先試、經(jīng)驗(yàn)可推廣復(fù)制”的總體要求，作為首批寒地管廊試點(diǎn)城市，工程師們?cè)诠こ碳夹g(shù)、資金保障、運(yùn)營(yíng)管理等方面做出積極的探索，圓滿完成了國(guó)家試點(diǎn)任務(wù)。

哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師們最初的方案構(gòu)想，就立足于城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，充分考慮地基穩(wěn)定性和變形驗(yàn)算對(duì)綜合管廊結(jié)構(gòu)的影響，破解地基凍脹、入廊管線防凍害等難題，主城區(qū)依托地鐵及基礎(chǔ)設(shè)施改造，新城區(qū)依托新區(qū)道路建設(shè)，結(jié)合地下空間開(kāi)發(fā)利用、各類(lèi)地下管線、道路交通等專(zhuān)項(xiàng)建設(shè)規(guī)劃，合理確定地下綜合管廊建設(shè)布局、管線種類(lèi)、斷面形式、平面位置、豎向控制等，明確建設(shè)規(guī)模和時(shí)序，為城市發(fā)展遠(yuǎn)景預(yù)留空間。遵循“滿覆蓋、三結(jié)合、四提升、分類(lèi)入廊”的原則，增強(qiáng)規(guī)劃的科學(xué)性和可實(shí)施性，全面提升城市基礎(chǔ)設(shè)施承載能力。

針對(duì)高寒地區(qū)低溫期長(zhǎng)、有效施工期短的劣勢(shì)，設(shè)計(jì)師們大膽創(chuàng)新，在管廊建設(shè)中應(yīng)用疊合整體裝配式及預(yù)制混凝土箱涵裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)，變施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑為工廠批量生產(chǎn)，冬季進(jìn)行工廠三等獎(jiǎng)、黑龍江省城鄉(xiāng)建設(shè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。化預(yù)制生產(chǎn)，夏季快速組織建設(shè)，生產(chǎn)好的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)巾?xiàng)目場(chǎng)地拼裝組建，像搭積木一樣直接構(gòu)成整體廊道，使絕大部分管廊工期縮短30%以上。由于部分建設(shè)環(huán)節(jié)從一線轉(zhuǎn)移到后方工廠，施工場(chǎng)地面積減少50%，大大降低了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的污染，節(jié)約了能源，社會(huì)效益顯著，同時(shí)由于構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)境的改善，構(gòu)件質(zhì)量得到保障，主體結(jié)構(gòu)合理安全、連接可靠、防水效果良好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院也以《黑龍江省預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊技術(shù)的研究》項(xiàng)目榮獲黑龍江省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步

三、造福一座城 綠色、智能型管廊數(shù)控“海綿城市”

在管廊建設(shè)中，設(shè)計(jì)師們不僅充分考慮哈爾濱市新老城區(qū)、地理?xiàng)l件、道路斷面等因素，根據(jù)入廊管線細(xì)分，發(fā)明創(chuàng)造6項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利，設(shè)計(jì)地下雙艙至地下四艙，實(shí)現(xiàn)差異化指標(biāo)控制，還從城市整體建設(shè)角度考慮，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)分支廊形式，將主廊內(nèi)需要引出至地塊的管線統(tǒng)一引出，集約利用空間，減少了管廊沿線周邊地帶管線維修更換對(duì)道路的反復(fù)挖掘，引起交通擁堵等問(wèn)題。

城市綜合管廊的智能化也是智慧城市建設(shè)的重要組成部分，通過(guò)搭建智能管理平臺(tái)，將監(jiān)控硬件、BIM、大數(shù)據(jù)分析等手段融合在一起，環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、門(mén)禁、報(bào)警等子系統(tǒng)在獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)，功能、業(yè)務(wù)、信令、頁(yè)面集成于一個(gè)平臺(tái)展示，實(shí)現(xiàn)一體防控，一站式管理，提高了突發(fā)事件處理效率，同時(shí)也保證了管廊運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率和穩(wěn)定性。結(jié)合城市排澇治理，在管廊建設(shè)中，設(shè)計(jì)師們貫徹海綿城市理念，統(tǒng)籌組織實(shí)施區(qū)域排水、蓄水設(shè)施建設(shè)。老城區(qū)紅旗大街全線鋪設(shè)6.4公里DN1600-DN2000管線，對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行增徑擴(kuò)容，徹底解決沿線3處內(nèi)澇問(wèn)題。在新城區(qū)哈南九路地下四艙管廊中，獨(dú)設(shè)一條斷面1.0×2.5米、長(zhǎng)度2.75公里雨水艙，艙室容積達(dá)6875立方米，除負(fù)責(zé)管廊區(qū)域內(nèi)雨水排放外，還可以承擔(dān)雨水調(diào)蓄功能，作為景觀綠化用水，為海綿城市建設(shè)積累了經(jīng)驗(yàn)。

地下綜合管廊的建設(shè)可美化城市環(huán)境，方便各類(lèi)市政設(shè)施的維護(hù)檢修，減少城市道路重復(fù)開(kāi)挖對(duì)人民日常生活帶來(lái)的影響，有效緩解城市交通擁堵，還具有一定的防震減災(zāi)作用，為此，國(guó)家將地下綜合管廊建設(shè)列為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)。

目前，哈爾濱市地下綜合管廊一期，完成25.5公里管廊主體工程，走在10個(gè)試點(diǎn)城市前列。據(jù)測(cè)算，從管線分散到集約管理，收納1000多公里管線，節(jié)約用地18萬(wàn)平方米，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本達(dá)6億元。二期工程101.5公里，處于施工階段。設(shè)計(jì)單位哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院的《哈爾濱市地下綜合管廊建設(shè)工程可行性研究報(bào)告》榮獲2016年度全國(guó)優(yōu)秀工程咨詢成果三等獎(jiǎng)；《哈爾濱市地下綜合管廊建設(shè)二期工程可行性研究報(bào)告》榮獲2017年度黑龍江省優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎(jiǎng)。

冰城夏都哈爾濱，因其獨(dú)特的自然和人文魅力吸引國(guó)人關(guān)注，而地下綜合管廊的建設(shè)，又為這座城市發(fā)展提供了更充沛的智能動(dòng)力。哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院將凝聚砥礪前行的精神動(dòng)力，為中國(guó)工程咨詢業(yè)的健康發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”奮斗不息！