綜合管廊建設(shè)最高境界——“綠色”建造

我國的城市綜合管廊建設(shè)經(jīng)過幾十年的醞釀，到2015年才開始了井噴式的發(fā)展，是有其歷史和社會背景的。但隨著其快速發(fā)展，各種各樣的規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工問題相繼出現(xiàn)，制約著我國綜合管廊的建設(shè)朝著健康良性的方向發(fā)展。本文針對城市綜合管廊建設(shè)形勢和存在的問題，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。

我國的城市綜合建設(shè)，從1958年北京市天安門廣場下的第一條管廊開始，經(jīng)歷了概念階段、爭議階段、快速發(fā)展階段和趕超和創(chuàng)新階段，截止到2015年底我國已建和在建管廊1600km，2016年一年完成開工建設(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，我國即將成為名副其實(shí)的城市綜合管廊超級大國。

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

而央企必須承擔(dān)起關(guān)乎國計(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、施工利潤高等特點(diǎn)，幾大央企之間也是競爭十分激烈，為了搶占市場，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)營維護(hù)的問題，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。

2.1 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)和施工全過程中，在保證安全和質(zhì)量的同時(shí)，通過科學(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)劃是最前提，我們要在滿足完善的服務(wù)功能、對周邊環(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)留空間適度開發(fā)、集約規(guī)劃地下空間（詳見圖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)方案對整體造價(jià)的影響要在60%以上，更多的問題也是出現(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（詳見圖4）。

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)，否則將會帶來規(guī)劃節(jié)點(diǎn)沖突問題、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)

綜合管廊相對于地鐵等其它地下工程來講，斷面不大、埋深不深，施工難度相對較小，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。

對于單艙管廊來講，比如中建六局施工的三亞管廊項(xiàng)目，開始采用滿堂紅支架，后采用簡易整體移動(dòng)模架詳見圖5；對于多艙管廊來講，可以采用整體移動(dòng)模架式的（如圖6），也可以采取模板臺車式的（如圖7）。經(jīng)過多個(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、施工場地的不同，不能簡單地認(rèn)為某一種預(yù)制裝配技術(shù)就是萬能的，就是最好的。我們經(jīng)過大量的實(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)，但是由于國內(nèi)對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，目前在國內(nèi)還沒有實(shí)際應(yīng)用案例。另外在周邊環(huán)境復(fù)雜，場地狹小的地方，無法進(jìn)行大型構(gòu)件的運(yùn)輸和吊裝，就無法采用節(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，但是由于其使用年限為100年及將來的運(yùn)營環(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。但是我們在設(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，常見的明挖施工的基坑支護(hù)技術(shù)主要有：放坡開挖無支護(hù)、土釘墻支護(hù)、鋼板樁支護(hù)，在特殊條件下會用到地連墻支護(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)、盡量采用無泥漿作業(yè)技術(shù)。隨著多艙管廊的出現(xiàn)，放坡開挖不一定是最合適的，是否采用放坡開挖要看基坑的寬度、配置設(shè)備的要求、土方的價(jià)格來綜合選擇。

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)展趨勢來看，未來將朝著一體化、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)境越來越復(fù)雜，地下空間開發(fā)的程度越來越高，綜合考慮未來地下空間的規(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、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

縱觀國內(nèi)管廊建設(shè)市場，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)力來開發(fā)新的技術(shù)，而且也取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前對于多艙管廊來講，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)化要求越來越迫切

綜合管廊的快速綠色施工離不開管廊的設(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)會標(biāo)準(zhǔn)等來補(bǔ)充和完善。目前國標(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)營管理標(biāo)準(zhǔn)》、《綜合管廊管線工程技術(shù)規(guī)程》即將召開審查會；《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)件拼裝精度問題的預(yù)制箱涵運(yùn)轉(zhuǎn)安裝一體化駱駝車，集開挖支護(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)揮越來越重要的作用

BIM技術(shù)在綜合管廊里的應(yīng)用剛剛開始，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)營管理的BIM統(tǒng)一管控平臺，為綜合管廊的綠色建造提供現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)手段。

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。