劉亞峰、董玥
(1.南京市南部新城開發建設管理委員會,江蘇 南京 210000;2.南京市公共工程建設中心,江蘇南京 210000)
城市地下綜合管廊建設是城市實現可持續發展的重要條件。城市地下綜合管廊涉及多條管道與領域,如水電、通信、燃氣等。近幾年,隨著社會和經濟的發展,許多城市都開始采用地下綜合管廊對上述領域進行統一管理,并取得了一定的管理成效。但與此同時,城市地下綜合管廊建設也存在工程復雜度較高、工程量較大等問題,需要層層突破。基于此,有必要對其管理模式及建設過程中的技術要點進行剖析。
城市地下綜合管廊是一種能夠容納天然氣和電力,為城市供水,維持通信的城市工程管道。除此以外,該工程常埋于地下。換句話說,是利用地下空間建設的管道工程。城市綜合管廊的檢修孔設計,能夠為市政部門進行例行檢查與規劃提供便利[1-2]。
由于城市地下管道的不同,其性質和構造也有很大的差別。基于不同管廊管線用途不同、施工方式不同,可分為干線綜合管廊、支線綜合管廊、電纜綜合管廊三種類型。其中,干線綜合管廊以電力、天然氣等城市骨干管線為主,通過建立分艙、雙艙結構實施。
支線綜合管廊主要容納配給式管道,一般采用單、雙艙結構。
電纜綜合管廊的結構形式主要是溝道淺埋,其內部空間可以敞開,但不允許行人通過,通常用來進行通信傳輸或搭建城市電纜系統[3]。
前文提到,城市地下綜合管廊工程的實施需要在地下建設隧道或走廊。相關技術人員需要在狹長的空間里布置電力、通信、排水等多條管道,為居民的日常生活提供保障。為了降低在使用過程中出現故障的可能性,減少故障產生對城市正常運轉造成的影響,必須在施工初期預留檢修口,設計檢修系統,實現對綜合管廊運行狀況的實時監測。從某種程度上,城市地下綜合管廊的修建主要是為了滿足居民的各項生活需要,進而提高城市的承載能力。但是,由于地下綜合管廊的施工比較困難,內部布線較為復雜,需要在前期對管線布控等進行合理規劃與設計,并對現場實際情況進行全面考察。現場考察過程中,要特別關注現場的地質條件,若地質較為松軟,可能引發坍塌事故。同時,還要對現場的水文條件進行勘察,即城市地下綜合管廊的建設是否會對當地水源產生不利影響。最后,對當地環境條件進行觀察,不能因為城市地下綜合管廊的建設對周邊環境,甚至生態平衡造成破壞。考察結束后,對設計方案進行討論。除此以外,任何一項工程建設都必須關注安全性,因此施工過程中,相關工作人員要對現場的施工情況進行嚴格監督,在確保安全性的同時,對施工進度、周期進行考量,最大程度地提升建設效益[4]。
城市地下綜合管廊功能較多,內部管線需要合理規劃與設計,且后期施工量較大。因此,僅靠某一個部門,難以創建高質量工程。只有各部門緊密聯系在一起,積極溝通協調,才能減少施工過程中的問題。同時,地下管廊施工的完成需要按照先后順序,有關人員需要對施工完成的部門進行驗收,確保所有管線布置合理。對于沒有完工的部分,需要嚴格按照設計圖紙進行施工,確保所有管線深埋地下。若施工過程中需要增加新的管線,需要提前向政府有關部門提交申請,待政府部門審批完成后才能進行施工[5-6]。
城市現代化建設不斷推進背景下,城市地下綜合管廊作為重要建設工程被提出了更高的發展要求。為滿足新時代居民生活及省市發展的各項需求,需要借助法律法規進行管理。基于地下城市綜合管廊建設的基本屬性,其建設過程中必然涉及多方利益,一旦施工過程中出現利益糾紛或其他問題,將阻礙工程建設進度。從這一方面來說,也需要加強城市立法,完善城市地下綜合管廊建設的法律體系。首先,需要明確地下空間權屬,通過法律法規解決城市地下綜合管廊建設過程中存在的規劃問題。其次,需要對綜合管廊的管理權、經營權等進行說明。
基于不同地區經濟發展水平的不同,必須有目標地選擇投資方式。PPP 管理模式就是其中一種。PPP管理模式強調企業與企業、部門與部門之間的相互配合。對于經濟發展水平較高的地區,可由政府全額出資。當然,也可以采用股份合作的模式,但需要政府單位及企業雙方對產權關系進行合理劃分。除此以外,PPP 投資模式更傾向于政府方面的支持。因此,PPP 投資模式下,對于城市地下綜合管廊建設可能出現的問題,各部門之間在資金、人力等方面可進行分攤。目前,部分城市的政府單位已經與企業達成一致,雙方共同出資開展城市地下綜合管廊建設,這對于城市地下綜合管廊建設效率的提升起到了積極作用。更為重要的是,政府有關部門的資金注入在很大程度上緩解了企業的資金壓力,拓展了城市地下綜合管廊建設的資金來源。
在城市綜合管廊的建設中,首先應遵循有償使用的發展原則,以確保工程建設的順利進行,并確保工程開展有足夠的資金支持。如此一來,不但可以籌集到足夠的資金,還可以減輕財政上的壓力。根據有償使用的發展原則,管道工程單位應定期向有關部門繳納費用。其次,該發展原則的實施有助于建立市場定價機制,促進城市地下綜合管廊建設經濟效益的提升。同時,需要建立完善的法律、法規,將有償使用基本原則,或標準收費制度納入城市地下綜合管廊建設管理體系中,以保證有償使用基本原則的貫徹落實。
近年來,科技的持續發展給各行各業帶來了廣闊的發展空間,城市地下綜合管廊建設也不例外。因此,為促進施工質量與效率的進一步提升,可在城市地下綜合管廊建設過程中應用科學技術。科學技術始終是第一生產力,采用先進的科學技術能夠進一步推動社會發展與進步。基于此,我國十分重視科學技術發展,并投入了大量的資源進行科學技術研究。對企業來說,科學技術的采用與實施是促進其核心競爭力與社會影響力提升的關鍵。就目前說,部分地區城市地下綜合管廊建設情況并不理想,施工質量、效率較低,投入資金較大,實際效果與預期效果之間存在較大差距等問題顯著。在科學技術的支持下,針對上述問題可進行材料替換,即將以往常用的施工材料用新型高性能材料替換,同時利用科技手段,優化和改善原有施工技藝。
在城市地下綜合管廊工程中采用明挖法,可使工程作業過程更加簡單。但要使用該方法,就必須破壞整個路面結構,這會對城市道路排水產生影響。特別是在夏季,明挖法會直接導致道路積水難以排除。基于此,在采用明挖法開展城市地下綜合管廊建設時,應事先對其周邊的具體情況進行詳細調查,并制定相應的排水措施。相較于傳統的明挖法,明挖預制拼裝法的有效性更高,其優勢在于既能保證工程質量,又能有效地提高施工效率。但與此同時,這種以拼接方式為主的明挖法也對施工現場的條件及使用設備提出了更高的要求,如必須使用大噸位起吊設備及運輸設備等。
在夏季,明挖法是城市地下綜合管廊工程中的一種常見方法,但由于夏季施工時間短,因此必須采取整體拼裝的形式。在此期間,應加強對混凝土的澆筑,并定期檢查施工工藝和設備,以便及時進行檢修。
頂管是一種不需要開挖的施工技術。也就是說,在工程建設中,要堅持不挖或盡量少挖的基本原則。從操作流程上來看,該方法更加簡便且不會對地面造成破壞或其他不利影響。在頂管施工中,切槽的處理是施工中的一個重要環節。另外,還可以采取橡膠止水法等措施治理沉降縫。這一方法是將橡膠止水劑作為主要材料,之后向其中加入其他輔助劑,經過層層提煉與壓制后成型。目前,我國橡膠止水帶的品類較多,但其功能屬性并未有較大區分。研究結果表明,橡膠止水帶在彈性、耐磨性等方面具有顯著優勢,且防水能力十分突出,但對溫度敏感度較高,一旦溫度超出70℃,就不能采用此方法進行城市地下綜合管廊建設。就止水鋼板而言,應置于施工縫,一般為400mm 且必須埋入新老混凝土中。使用止水板后,水會流向新老混凝土的交界處,這時要滲入縫隙中的水就會被擋住。因而,可以起到阻隔水流的積極作用。在實際開挖過程中,采用頂管法需要相關技術人員預留管道,為后續預埋施工作業的開展提供便利。
在城市地下綜合管廊工程中,盾構法的實施是借助盾構機完成的,主要在地下進行施工。在推進時,盾構的外罩和管片能起到很好的支撐作用,減少施工過程中隧道坍塌的風險。在開挖前,必須先開挖土體,這一工作要用到刀盤。將挖掘出來的泥土用挖掘機運出之后,用推進油缸繼續開展工作,將預制好的混凝土管片組裝好,施工就結束了。盾構施工中所采用的工具都是現代化機械設備,對操作人員和相關工作人員的技術水平都有很高的要求。
淺埋暗挖是城市地下綜合管廊建設的有效實施技術。該方法的應用對機械設備并沒有較高的要求,且采用此方法也不會對原有的地下管線布局產生影響。由于不同地區氣候條件不同,現場施工環境也會有所差異,最終所選擇的施工方法也必然不同。若該地區不具備明挖法或盾構法的實施條件,可考慮采用淺埋暗挖的方式進行施工。一方面,淺埋暗挖的挖掘方式多樣,相關技術人員可靈活選擇;另一方面,該施工方法的選擇不會對城市路面及地下管線產生直接影響,適用于現代城區改造。
城市地下綜合管廊是一種以線性結構存在的地下工程。基于軟巖層區域的外部特點,城市地下綜合管廊建設施工過程中有可能發生塌陷。一旦出現上述問題,會導致線性坡度發展變化,進而影響到重力管線的正常使用。此外,沉降現象的發生,也會導致城市地下綜合管廊建設過程中存在結構連接錯位等問題。因此,對于軟弱地層區,有必要采用特殊的結構處理辦法。
具體來說,在城市地下綜合管廊建設過程中,多數施工區域為深土層埋設,這一舉措能夠有效緩解軟弱地層區沉降對綜合管廊建設帶來的不利影響。至于淺埋于底下的結構,可使用非周期運動材料,通過可靠地基加固進行輔助,從而促進其結構穩定性的提升。由于地下施工可能存在土質分布不均的問題,因此相關技術人員需要提前了解施工現場的地質情況,結合實際情況進行合理規劃,確保城市地下綜合管廊建設各階段的穩定性與安全性。
環網狀形式是城市地下綜合管廊建設可行性較高,且功能性較強的一種建設模式。對該建設模式進行細分,可將其分為丁字形與十字形兩種。基于此,相關設計人員需要格外關注交叉設計,全方位對管線銜接、人員通行等需求進行考量,必要時需要加寬或加高節點,綜合設置施工夾層等,確保管線銜接效果的理想化。此過程需要注意,不論是管廊加寬、加高還是增設夾層面積,都要特別注意水管和閥門的安裝,確保二者準確銜接。除此以外,綜合管廊凈間距應大于0.4m。由于不同艙室的具體情況不同,二者銜接模式也會進行適當調整,在增設夾層面積時,需要首先確保防火區域的安排是否合理,并適當增加防火門。
綜上所述,隨著城市化發展的不斷推進,城市用地越發緊張,急需利用地下空間進行綜合管廊建設。為此,各地都要高度重視地下綜合管廊管理與技術實施,并根據不同區域經濟發展水平、氣候條件等特點,進行適當創新與變革,可引入PPP 投資管理模式緩解資金壓力,也可以通過法律法規的健全為城市地下綜合管理工作的開展提供保障。除此以外,科技水平的不斷提高,使城市地下綜合管廊建設可以采用新的施工技術降低外部環境的負面影響。針對城市地下綜合管廊工程的技術要點,由于技術手段的不同,其施工重點也不盡相同,相關技術人員需要充分結合周邊施工環境,科學合理地選擇實施方法。我國目前對地下綜合管廊的科學研究尚處于探索階段,仍需要投入更多的研發精力,多主體共同努力,為我國城市綜合管廊的施工管理和關鍵技術的實施提供新的發展空間,使我國城市地下綜合管廊更加先進、更加專業。