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輕質(zhì)墻板生產(chǎn)線
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實(shí)現(xiàn)綜合管廊建設(shè)最、高境界——“綠色”建造

2020-10-16

我國(guó)的城市綜合管廊建設(shè)經(jīng)過(guò)幾十年的醞釀,到2015年才開(kāi)始了井噴式的發(fā)展,是有其歷史和社會(huì)背景的。但隨著其快速發(fā)展,各種各樣的規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工問(wèn)題相繼出現(xiàn),制約著我國(guó)綜合管廊的建設(shè)朝著健康良性的方向發(fā)展。本文針對(duì)城市綜合管廊建設(shè)形勢(shì)和存在的問(wèn)題,提出了綜合管廊綠色建造理念,并從綠色規(guī)劃、綠色設(shè)計(jì)和綠色施工三個(gè)實(shí)現(xiàn)手段入手,詳細(xì)論述了實(shí)現(xiàn)城市綜合管廊綠色建造的途徑和技術(shù),力圖在綜合管廊的建設(shè)方面提供一個(gè)可行的思路。


1、提出的背景


我國(guó)的城市綜合建設(shè),從1958年北京市天安門(mén)廣場(chǎng)下的第、一條管廊開(kāi)始,經(jīng)歷了概念階段、爭(zhēng)議階段、快速發(fā)展階段和趕超和創(chuàng)新階段,截止到2015年底我國(guó)已建和在建管廊1600km,2016年一年完成開(kāi)工建設(shè)2005km,2017年的計(jì)劃指標(biāo)是2000km,以后一直到十三五末每年都將以2000km的規(guī)模發(fā)展,最、終將達(dá)到12000km的規(guī)模,我國(guó)即將成為名副其實(shí)的城市綜合管廊超級(jí)大國(guó)。


在管廊市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的背景下,是幾大央企之間的博弈,雖然國(guó)家鼓勵(lì)社會(huì)資本進(jìn)入綜合管廊的PPP市場(chǎng),但是迄今為止,罕有民營(yíng)企業(yè)從事綜合管廊的投融資建設(shè),關(guān)鍵的問(wèn)題是民營(yíng)企業(yè)和政府之間的相互信任問(wèn)題。


而央企必須承擔(dān)起關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的責(zé)任,加之綜合管廊的施工周期短、施工難度小、施工利潤(rùn)高等特點(diǎn),幾大央企之間也是競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,為了搶占市場(chǎng),為了快速低成本地完成建設(shè),需要央企們要重點(diǎn)考慮后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)的問(wèn)題,這就為實(shí)現(xiàn)綜合管廊的綠色建造提供了外在條件。同時(shí)目前的綜合管廊項(xiàng)目大多是PPP項(xiàng)目,允許規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)一體化,這也為綜合管廊的綠色建造提供了內(nèi)在的需求。


2、綜合管廊綠色建造理念


2.1 綜合管廊綠色建造的定義


綜合管廊的綠色建造是指在綜合管廊的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工全過(guò)程中,在保證安全和質(zhì)量的同時(shí),通過(guò)科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步,提高資源利用效率,節(jié)約資源和能源,減少污染,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的工程建設(shè)生產(chǎn)活動(dòng)。


2.2 綜合管廊綠色建造的352理念


要實(shí)現(xiàn)綜合管廊的綠色建造,必須采用綠色規(guī)劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色施工三個(gè)手段,遵照線路最、優(yōu)、斷面最、優(yōu)、資源投入最、少、廢棄物排放最、少、對(duì)周邊環(huán)境影響最、小五條原則,最、終達(dá)到四節(jié)一環(huán)保、高效低成本兩大目的(見(jiàn)圖1)。



2.3 綜合管廊綠色建造的實(shí)現(xiàn)手段


想要實(shí)現(xiàn)綜合管廊的綠色建造,綠色規(guī)劃是前提,我們要在滿足完善的服務(wù)功能、對(duì)周邊環(huán)境影響最、小、建設(shè)成本最、低的原則下,合理規(guī)劃管廊線路、經(jīng)濟(jì)規(guī)劃入廊管線、預(yù)留空間適度開(kāi)發(fā)、集約規(guī)劃地下空間(詳見(jiàn)圖2)。



綜合管廊的綠色建造,綠色設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),設(shè)計(jì)方案對(duì)整體造價(jià)的影響要在60%以上,更多的問(wèn)題也是出現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段。因此,要在施工方便、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的原則下,合理設(shè)計(jì)斷面布局、經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸、提前設(shè)計(jì)預(yù)留預(yù)埋、適度設(shè)計(jì)預(yù)制裝配、有效設(shè)計(jì)防水體系(詳見(jiàn)圖3)。



綜合管廊的綠色建造,綠色施工是保障。我們要在節(jié)約資源、減少污染、保護(hù)環(huán)境的原則下,采取積極的基坑開(kāi)挖方案、快速的結(jié)構(gòu)施工方案、合理的預(yù)留預(yù)埋方案、安全的近接施工方案(詳見(jiàn)圖4)。



3、綜合管廊綠色建造技術(shù)


掌握了綜合管廊綠色建造的基本理念,我們從綠色規(guī)劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色施工的三個(gè)實(shí)現(xiàn)手段入手,詳細(xì)分析了實(shí)現(xiàn)綠色建造的可能途徑,總結(jié)了六大綠色建造技術(shù)。


3.1 超前的集約設(shè)計(jì)技術(shù)


在進(jìn)行綜合管廊的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),要考慮目前及未來(lái)要建設(shè)的地鐵、地下商業(yè)、地下快速路等其他地下空間的項(xiàng)目,統(tǒng)籌考慮,集約規(guī)劃,統(tǒng)一建設(shè),否則將會(huì)帶來(lái)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)沖突問(wèn)題、周邊環(huán)境保護(hù)難題、施工成本增加難題。目前在很多城市的地下空間項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工出現(xiàn)了很多矛盾,當(dāng)然也出現(xiàn)了很多成功的案例。


3.2 合理的斷面設(shè)計(jì)技術(shù)


斷面設(shè)計(jì)反映出設(shè)計(jì)水平的高低,也是直接影響施工的因素。斷面設(shè)計(jì)合理,施工起來(lái)就非常方便,因此在斷面設(shè)計(jì)和布局時(shí)要掌握以下幾點(diǎn)要求:斷面設(shè)計(jì)在滿足規(guī)劃預(yù)留條件的同時(shí),盡可能地優(yōu)化管線布局,減少斷面尺寸;同一個(gè)項(xiàng)目盡量減少斷面設(shè)計(jì)數(shù)量;艙位盡量不采取分幅布置,以免開(kāi)挖兩次路面;避免外掛小艙的斷面設(shè)計(jì),模板和腳手架很難施作,基底處理也非常難做。


3.3 快速的結(jié)構(gòu)施工技術(shù)


綜合管廊相對(duì)于地鐵等其它地下工程來(lái)講,斷面不大、埋深不深,施工難度相對(duì)較小,但其是線性工程,動(dòng)輒幾公里乃至幾十公里,因此如何快速地成本的保質(zhì)保量地施工完成,是我們應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。常規(guī)的支架法現(xiàn)澆技術(shù)存在著混凝土外觀質(zhì)量差、模板腳手架投入多、現(xiàn)場(chǎng)管理難度大等缺點(diǎn),慢慢地出現(xiàn)了各種各樣的預(yù)制拼裝法和滑移模架法。


對(duì)于單艙管廊來(lái)講,比如中建六局施工的三亞管廊項(xiàng)目,開(kāi)始采用滿堂紅支架,后采用簡(jiǎn)易整體移動(dòng)模架詳見(jiàn)圖5;對(duì)于多艙管廊來(lái)講,可以采用整體移動(dòng)模架式的(如圖6),也可以采取模板臺(tái)車式的(如圖7)。經(jīng)過(guò)多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐證明,大大提高了施工速度,降低了施工成本,也大大改善了混凝土的外觀質(zhì)量。



3.4 適度的預(yù)制裝配技術(shù)


目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的預(yù)制裝配技術(shù)主要分為節(jié)段預(yù)制裝配、分塊預(yù)制裝配、疊合預(yù)制裝配、組合預(yù)制裝配等形式(如圖8)。



而且也在綜合管廊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于項(xiàng)目本身的規(guī)模不同、斷面設(shè)計(jì)不同、施工場(chǎng)地的不同,不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為某一種預(yù)制裝配技術(shù)就是萬(wàn)、能的,就是最、好的。我們經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明,每一種預(yù)制裝配技術(shù)都有其適應(yīng)性,因此要根據(jù)你追求的目的,你想得到的目標(biāo),現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,采取適合你的預(yù)制裝配技術(shù)。


一般情況下,單艙和兩艙等斷面不大的管廊采用節(jié)段預(yù)制裝配技術(shù),三艙以上的管廊采用分塊預(yù)制裝配和疊合預(yù)制裝配技術(shù),組合預(yù)制裝配也是一種好的技術(shù),但是由于國(guó)內(nèi)對(duì)其橫向和縱向之間的連接方式以及增加的中隔墻(板)等因素,目前在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用案例。另外在周邊環(huán)境復(fù)雜,場(chǎng)地狹小的地方,無(wú)法進(jìn)行大型構(gòu)件的運(yùn)輸和吊裝,就無(wú)法采用節(jié)段預(yù)制裝配技術(shù)。


3.5有效的防水施工技術(shù)


雖然綜合管廊防水設(shè)計(jì)設(shè)為二級(jí),但是由于其使用年限為100年及將來(lái)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境要求較高,設(shè)計(jì)院和施工單位在防水設(shè)計(jì)和施工時(shí)都極其重視,因此要考慮氣候條件、水文地質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方法、使用條件、技經(jīng)指標(biāo)六大因素,遵循防排截堵相結(jié)合、剛?cè)嵯酀?jì)、因地制宜、綜合治理四項(xiàng)原則,掌握結(jié)構(gòu)自防水和施工縫、變形縫等接縫防水兩個(gè)重點(diǎn),把控好材料、設(shè)計(jì)和施工三個(gè)環(huán)節(jié),最、終設(shè)計(jì)出有效、可靠、施工方便的防水方案。但是我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí),在滿足規(guī)范要求的情況下,不能盲目地保守設(shè)計(jì)或者過(guò)度設(shè)計(jì),以免造成浪費(fèi);另外做好防水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,盡量避免一個(gè)項(xiàng)目多種防水體系,人為地給施工造成困難。


3.6 經(jīng)濟(jì)的基坑支護(hù)技術(shù)


目前綜合管廊更多的是明挖施工,常見(jiàn)的明挖施工的基坑支護(hù)技術(shù)主要有:放坡開(kāi)挖無(wú)支護(hù)、土釘墻支護(hù)、鋼板樁支護(hù),在特殊條件下會(huì)用到地連墻支護(hù)、樁撐支護(hù)、樁錨支護(hù),SMW工法樁、雙排樁、微型鋼管樁支護(hù)在管廊里也有應(yīng)用,但案例較少。具體采用哪種支護(hù)型式,要根據(jù)地層條件、周邊環(huán)境條件、當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)施工習(xí)慣等因素綜合考慮,但一般情況下基坑設(shè)計(jì)盡量采用可回收的支護(hù)形式(鋼板樁)、盡量采用無(wú)泥漿作業(yè)技術(shù)。隨著多艙管廊的出現(xiàn),放坡開(kāi)挖不一定是最合適的,是否采用放坡開(kāi)挖要看基坑的寬度、配置設(shè)備的要求、土方的價(jià)格來(lái)綜合選擇。


4、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)


隨著建設(shè)水平的不斷提高,綜合管廊的綠色建造理念將逐步得到大家的認(rèn)可和重視。從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,未來(lái)將朝著一體化、快速化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、機(jī)械化、智能化方向發(fā)展。


4.1 三位一體綜合管廊建設(shè)新模式將得到建設(shè)設(shè)計(jì)人員的青睞


由于綜合管廊建設(shè)的環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,地下空間開(kāi)發(fā)的程度越來(lái)越高,綜合考慮未來(lái)地下空間的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工于一體的綜合管廊建設(shè)新模式將得到建設(shè)設(shè)計(jì)人員的青睞,而且也出現(xiàn)了越來(lái)越多的大型地下空間項(xiàng)目,比如西安幸福林帶地下空間項(xiàng)目,規(guī)劃有綜合管廊、地下停車場(chǎng)、地鐵、快速路、地下商業(yè)等多種業(yè)態(tài),總建筑面積約120萬(wàn)平方米。


4.2 快速綠色的施工新技術(shù)將得到大面積的推廣應(yīng)用


縱觀國(guó)內(nèi)管廊建設(shè)市場(chǎng),中建、中鐵等多個(gè)大的央企在快速綠色的施工新技術(shù)方面投入了大量的精力和財(cái)力來(lái)開(kāi)發(fā)新的技術(shù),而且也取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)于多艙管廊來(lái)講,推薦使用整體滑移體系現(xiàn)澆施工技術(shù)、多艙組合預(yù)制拼裝技術(shù)和疊合裝配技術(shù)。


4.3 管廊標(biāo)準(zhǔn)化要求越來(lái)越迫切


綜合管廊的快速綠色施工離不開(kāi)管廊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,特別是多艙管廊的斷面設(shè)計(jì)、整體預(yù)制、特殊節(jié)點(diǎn)的施工迫切需要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,以便真正地做到綠色建造。


4.4 管廊設(shè)計(jì)施工規(guī)范化


目前已經(jīng)頒布實(shí)施的國(guó)標(biāo)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB50838只是一個(gè)綱領(lǐng)性文件,具體的實(shí)施細(xì)則需要相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)補(bǔ)充和完善。目前國(guó)標(biāo)《城鎮(zhèn)綜合管廊監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》正在報(bào)批;CECS標(biāo)準(zhǔn)《城市綜合管廊運(yùn)營(yíng)管理標(biāo)準(zhǔn)》、《綜合管廊管線工程技術(shù)規(guī)程》即將召開(kāi)審查會(huì);《城市綜合管廊施工及驗(yàn)收規(guī)程》、《城市綜合管廊工程防水材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》等CECS標(biāo)準(zhǔn)正在編制;一批地方標(biāo)準(zhǔn)也都在制訂過(guò)程中。相信3-5年內(nèi)城市綜合管廊的所需要的設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)都將編制完成并頒布實(shí)施。


4.5 機(jī)械化施工設(shè)備將得到迅猛發(fā)展


隨著管廊項(xiàng)目規(guī)模的不斷增大,出現(xiàn)了越來(lái)越多的新型管廊施工機(jī)械,如代替大型吊車的雙向自行走桁架吊裝系統(tǒng),解決預(yù)制構(gòu)件拼裝精度問(wèn)題的預(yù)制箱涵運(yùn)轉(zhuǎn)安裝一體化駱駝車,集開(kāi)挖支護(hù)、構(gòu)件拼裝和基坑回填于一體的移動(dòng)護(hù)盾管廊建造機(jī),在很大程度上都可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低施工技術(shù)難度。


4.6 BIM技術(shù)將在綜合管廊綠色建造中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用


BIM技術(shù)在綜合管廊里的應(yīng)用剛剛開(kāi)始,但由于其大多數(shù)項(xiàng)目都是PPP項(xiàng)目,可以有極大的可能建立規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、管線安全和運(yùn)營(yíng)管理的BIM統(tǒng)一管控平臺(tái),為綜合管廊的綠色建造提供現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)手段。


5、結(jié)論


綜合管廊的建設(shè)正如火如荼,但是我們不能為了建設(shè)而建設(shè),要采用綠色規(guī)劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色施工三個(gè)手段,充分考慮各個(gè)城市的實(shí)際情況,遵循科學(xué)發(fā)展觀,真正做到綜合管廊的綠色建造,把我們的綜合管廊建設(shè)好。


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