[分享]这个试点城市计划建设1000多公里地下综合管廊

发表于2018-06-04     1080人浏览     1人跟帖     总热度:210  

前言
        一座城市的眼界和胸怀,决定着城市的格局和能级。成都正以“大开大合”的气魄做强城市功能,“统筹规划、建设、管理三大环节”,将成都城市工作的系统性推向一个新高度。“地下综合管廊”和“深隧”正是成都的最新探索。         
         为优化完善城市功能品质,加大地下空间综合开发利用,成都日前又提出构建“国内示范,引领西部,多层次、网络化”的现代新型城镇化综合管廊体系。
特写
       成都成洛大道(三环路至绕城高速)地下综合管廊项目位于成都市中心城区东部。
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         全长4437米,最大埋深38米。管廊隧道采用圆形断面,外径9米,内径8.1米,内部由“水电信舱”、“高压电力舱”、“燃气舱”和“输水舱”四个独立舱室组成。入廊管线包括自来水、燃气、通信、电力、垃圾渗滤液管等,并同步建立环境与设备监控系统、视频安防监控系统、通信系统、火灾自动报警系统。
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         项目总投资概算约14.57亿元。该项目沿线共设置21座综合井,建设峰期时将有3台盾构机同时掘进。

  国内最大直径城市综合盾构管廊项目——四川成都成洛大道地下综合管廊项目首台盾构机2017年3月17日顺利始发。
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成洛大道的地下综合管廊模型



成都北改线B标段综合管廊项目施工现场,首环地下管廊拼装成环。这标志着国内首次采用分片预制、掘进机装配一体化施工的地下综合管廊建造技术诞生,推进了城市综合管廊施工进入模块化时代。

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新综合管廊创新采用“马蹄形”断面结构形式,较传统的矩形断面结构受力更合理,不仅构件结构尺寸更小,并且通过增加竖向隔墙,可实现单仓变双仓,双仓变三仓,有利于管片预制生产工业化。新综合管廊接头处采用止水橡胶密封止水,设计使用寿命可达100年。管廊整环重量相比传统矩形节段预制管廊结构重量减轻了40%,大幅降低了运输安装的限制和成本。
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由5块管片组成“马蹄形”双舱预制管廊
据了解,该项目综合管廊主体结构预制率可达100%,荣获围绕结构、装备、工法自主研发的5项专利。不仅如此,预制拼装地下廊道双模掘进机也是国内首次使用,其借鉴了盾构及顶管施工技术原理,集土体开挖、移动支护、管片安装及回填等功能于一体,可适用埋深达8米,能完全满足一般城市综合管廊施工要求。相比传统的基坑支护现浇,新装备和工法可提高两倍以上工效,可让施工作业人员人数减少一半以上,仅取消基坑永久支护工程造价就可节约5%,且大大减少了建筑垃圾的产生,对路面交通和环境影响小、安全风险也大幅降低。
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预制构件工厂化生产质量更好
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ACIMEX制造管片真空吊具
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底板和两个侧弧板已拼装完成,正在拼装中隔板
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上顶板拼装完成
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拼装成环的管片内景

方法        
采用预制拼装法建设,工期缩短质量更稳定

相比该省首条城市地下综合管廊——3.58公里的成都高新区大源组团地下综合管廊长达5年的建设工期而言,日月大道地下综合管廊和快速路改造工期为一年半,其中管廊铺设仅需半年,可谓“神速”。

为什么这么快?负责施工的成都建工集团路桥建设有限公司工程技术部部长张雪立没有直接回答,而是将记者带到附近的建工日月大道市政工业化生产基地,该基地主要用于预制桥梁、路面等建筑构件,包括地下综合管廊的相关构件。

在基地现场,矗立着未来日月大道地下世界的“主角”——根据设计单位施工图浇制的一个个形状不一的灰色混凝土预制管廊,管廊共计6种类型,其中尺寸最大的长达7.3米,重达46.25吨,届时将由大型吊车在现场进行吊装,用于日月大道标准段的地下综合管廊铺设。

4月初,随着首批预制管廊“出炉”,成都建工集团路桥建设有限公司在生产基地进行了首次预拼装及闭水试验,将1.7公里标准段地下综合管廊分为综合舱、输水舱、燃气舱、高压电力舱四个舱,并根据日月大道现场交通情况进行“两两相拼”,为达到闭水要求,舱与舱之间拼装缝隙均控制在9毫米以内。



财政“拨改租”,企业按年回收资金

预制管廊,最快两天就能生产3节,但相比标准段而言,日月大道地下综合管廊长达4公里的非标准段仍然采用了混凝土现浇法,张雪立坦言,“主要是出于成本考虑。”

成都地处平原地区,排水以重力流为主,排水出路条件受限,重力流污水入廊需增设泵站或加大管廊埋深,造成管廊建设与运营成本均较高。据测算,成都市地下综合管廊平均造价高达每公里1.25亿元,日月大道地下综合管廊也不例外,5.7公里的地下管廊投资达9亿元,供水、燃气、通讯等管线迁移等前期工程投资2亿元。

成本高,使得建设方在非标准段放弃采用新的建设方式。张雪立介绍,相比呈直线的标准段地下综合管廊而言,设计单位提供的非标准段施工图,每个节点和舱室断面都不一样,如果采用预制拼装法,管廊生产出来后,“模板用一次就报废,无法重复使用。”

此外,不同于以往地下综合管廊建设由财政一次性投入的资金筹集模式,整个日月大道改造工程由成都市政府采用“拨改租”模式建设,由成都市发展改革委依据该工程前期概算,将建设成本、利息及合理利润部分统一测算,建成后分15年返还给建设方成都建工集团。

今年初,成都建工集团与成都市政府签订企业投资城市基础设施项目租用合同,待日月大道全部改造工程完工后,将依据工程审计决算确定每年返还资金额度。


巡检机器人全天候监测

  成都地下综合管廊在推进过程中,还在同步实施智能化系统。其中不仅是新增管线全部实现智能化,既有管线也在逐步改造中,以构建城市地下综合管廊及地下管线智能管理系统。
  综合管廊除了土建系统外,还包括综合管廊布线、电气、消防及排水系统,内部还有环境监测、视频监控、门禁、报警等子系统。“我们把所有系统集成于一个平台之上,监控屏24小时监控,一发现管道泄漏,自动跳出事故实时视频进行报警。”这样,值班人员在同一屏上即可点击报警,点击广播,形成一体防控、一站式管理,提高了突发事件处理效率。
  BIM和大数据,也是智能管理平台的两大手段。通过搭建智能管理平台,将监控硬件、BIM、大数据分析等手段融合在一起,可保证管廊运营维护效率和稳定性。“管理人员运用BIM和大数据分析等技术,通过三维可视化的管理界面模拟管廊运行状态,可以对管廊可能出现的故障进行一个预判,防患于未然。”
  同时还非常智能的是,综合管廊里还有管廊巡检机器人和智能传感器全天候巡查和检测。在它们检测管廊的“身体状况”时,只要发觉“身体不适”,便会立即向管理人员发出求助信号,请求“医治”,避免管线事故的发生。


多型管廊按需建设
        明确了各种管廊的适用条件,新区新建道路项目结合干线市政廊道重点选用“大中型综合管廊”,其他类型管廊作为有效补充;老城区及市政道路改扩建项目重点选用“小型综合管廊”“微型管廊”和“缆线管廊”。

举例
成都市天府新区兴隆86路综合管廊工程的供电系统的配置、安装与选型
工程简介
成都市天府新区兴隆86路综合管廊工程,由西南市政院独立设计,管廊全长约4400米,由雨污水舱、电力舱、电信舱和天然气舱四舱组成,管廊纳入有雨水、污水、10kV电力、通信、输水、配水、中水及天然气等城市工程管线。此外,整个天府新区包含多条管廊,成勘院、成都市市政设计院、铁二院等设计院都有参与设计。


设计内容包括综合管廊附属设施自用负荷的高低压供配电系统设计、电气控制及布置设计、照明配电及布置设计,导线敷设设计,防雷与接地系统设计。


负荷等级及供电电源 ▼


“在负荷等级与供电电源的设定上我们非常慎重,它将是为整个86路综合管廊工程提供源源不断的能量,保障项目正常运作的前提与基础”。

西南市政院严格遵行了现行的国家标准《供配电系统设计规范》GB50052 -2009规定,将工程内的消防设备、监控与报警设备、应急照明设备都设为了二级负荷供电;天然气管道舱的监控与报警设备,管道紧急切换阀,事故风机也按二级A荷供电,其余用电设备则按三级负荷供电。

综合管廊的沿线设置了n个变电站,共申请两回路10kV市政电源引至1号变配电站,各变电站间均采用单侧双回路树干式供电,供电变压器亦采用两台,在电力变压器故障或电力线路常见故障时不会中断供电,或中断后能迅速恢复。两回路电源要求同时工作,当一路电源发生故障时,由另一路电源带全部负荷运行,两路电源负荷保证率均要求100%,各变配电站均为综合管廊内部自建地下式变配电站。

在兴隆86路综合管廊范围内,西南市政院一共设置了4座地下式变配电站。该变配电站负责本路段26个防火分区及兴隆路95路6个防火分区的配电,各变配电站内设两台200kVA变压器,其供电半径不大于800米。


供配电系统 ▼


综合管廊1号变配电站是由城市电网就近引接两回路10kV电源,并采用单侧供电双回路树干式接线方式为其他变配电站供电,每座变配电站分别设置2台10/0,4kV干式变压器。各变配电站低压侧均采用单母线分段结线,中间设母联开关,二台变压器同时供电,分列运行。

综合管廊内的消防设备、监控与报警设备以天然气管道舱的监控与报报警设备、管道紧急切换阀,事故风机均采用双电源供电,并在供电末端进行双电源自动切换。

为了便于供电管理和消防时的联动控制,西南市政院以防火分区作为配电单元,各变配电站的配电系统均采用放射式配电,其线路末端电压损失将控制在5%以内。

动力设备配电与控制 ▼

西南市政院在管廊斜防火分区内设置了1台动力电源配电柜,其电源由本供电范围内的变配电站低压侧主配电柜放射式提供,负责管辖范围内各舱室用电负荷的配电。同时,在管廊每个防火分区内设置了1台一般照明配电箱、1台应急照明配电箱,检修插座电源箱(每舱4只)、 排水泵就地电控箱(每舱1或2只)、1台送风机就地电控箱(一控多),1台排风机就地电控箱(一控多)及1台 监控与报警系统双电源自动切换箱,其电源分别由该防火分区动力电源配电柜n+1 (n为单数)或n-1 (n为双数) 区动力电源配电柜(仅为消防设备、监控与报警设备及天然气管道舱的管道紧急切换阀、事故风机等需在配电末端要求提供双电源的)放射式或树干式提供。

在管廊每个舱室内,设置了交流220V/380V带剩余电流动作保护装置的检修插座电源箱,插座电源箱沿线间距为50m,检修插座容量为15kW。天然气管道舱内的检修插座要满足防爆要求,在检修工况且舱内泄漏气体浓度低于爆炸下限值的20%时,才允许向插座电源回路供电或自动切断供电。

综合管廊内的通风机全部采用手动/自动控制相结合的方式。手动控制包括控制箱箱面按钮及设于该区间内各出入口的按钮盒控制,便于人员进出时开停风机,确保空气畅通;自动控制通过自动化系统PLC控制,以自动调节管廊内的空气质量和温湿度。当火灾时,排(送)风机由火灾自动报警系统联动采用硬接线的形式强制停机。

综合管廊内的排水泵全部采用现场就地手动/液位自动控制。可完成高液位开泵,低液位停泵,超高液位报警并启动所有排水泵等控制功能。排水泵的状态、液位状态通过硬接线的方式上传至自动化系统PLC。


电气设备的选型 ▼


电气设备的选型是综合管廊建设的重中之重,它关系到整个项目运转的成败,应从经济性、可靠性和节能性上综合考量。

➤ 10kV高压开关柜:采用可扩展模块组合式金属封闭开关环网柜,开关柜采用高性价比的负荷开关,使其运行可靠性得到充分保证的同时,性能价格比得到显著提高。

➤ 变压器:采用干式变压器,具备体积小、机械性能好、不龟裂、阻燃自熄、免维
护、抗突发短路能力强、 散热效果好、低嗓音、低损耗等特点。另外,为了使变压器容量在三相负荷不平衡情况下得以充分利用,并能有利于抑制三次谐波电流,西南市政院对变压器高、低压绕组选用了D,yn11的联结方式。

➤ 低压配电柜:采用组合式固定分隔柜,具备通风性能良好,功能分隔明确,标准化程度高,应用范围广等特点。即可用做配电, 也可用做马达控制中心;抽屉与固定分隔可混装,便于操作和维护,调整隔室模数灵活快捷,极大的提升了运营效率。
综合管廊内所有电气设备防护等级均要适应地下环境使用要求,采取防水防潮防尘措施,防护等级不低于IP65,并采用不锈钢材质;天然气管道舱内的电气设备要按照现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058 -2014有关爆炸性气体环境2区的防爆规定来进行选择。


电气抗震设计 ▼


由于该工程位于抗震设防烈度为7度的成都地区,所以在建筑附属机电设备的安装及其与结构主体的连接部分都需要进行抗震设计,也是这一项目的一大特色,具体有如下的一些要求:

➤ 变压器的安装:安装就位后应焊接牢固,内部线圈应牢固固定在变压器外売内的支承结构上;变压器的支承面宜适当加宽,并设置防止其移动和倾倒的限位器;应对接入和接出的柔性导体留有位移的空间。

➤ 电力电容器的安装:电力电容器应固定在支架上,其引线宜采用软导体。当采用硬母线连接时,应装设伸缩节装置。

➤ 配电箱(柜)、通信设备的安装:配电箱(柜)、通信设备的安装螺栓或焊接强度应满足抗震要求;靠墙安装的配电柜、通信设备机柜底部安装应牢固。当底部安装螺栓或焊接强度不够时,应将顶部与墙壁进行连接;

当配电柜、通信设备柜等非靠墙落地安装时,根部应采用金属膨胀螺栓或焊接的固定方式;

壁式安装的配电箱与墙壁之间应采用金属膨胀螺栓连接;

配电箱、通信设备机柜内的元器件应考虑与支承结构间的相互作用,元器件之间采用软连接,接线处应做防震处理,配电箱面上的仪表应与柜体组装牢固。

➤ 灯具的安装:安装在吊顶上的灯具,应考虑地震时吊顶与楼板的相对位移。

➤ 电气管路的敷设:当线路采用金属导管,刚性塑料导管、电缆梯架或电缆槽盒敷设时,应使用刚性托架或支架固定,不宜使用吊架。当必须使用吊架时,应安装横向防晃吊架;

当金属导管,刚性塑料导管,电缆梯架或电缆 槽盒穿越防火分区时,其缝隙应采用柔性防火封堵材料封堵,并应在贯穿部位附件设置抗震支撑;金属导管、刚性 塑料导管的直线段部每隔30m应设置伸缩节;

配电装置至用电设备间连线当采用金属导管、刚性塑料导管敷设时,进口处应转为挠性线管过渡;当采用电缆梯架或电缆槽盒敷设时,进口处应转为挠性线管过渡;
在电缠桥架、电缆槽盒内敷设的缆线在引进、引出和转弯处,要在长度上预留余量。

愿景
成都正结合新区建设、旧城改造、市政工程、河道改扩建及轨道交通建设,同步实施管廊工程。金融城地下综合管廊、高新区大源组团地下综合管廊、新川大道地下综合管廊、汉州路地下综合管廊等陆续建成。

随着成都市城市空间格局由“单中心”向“多中心”的演变,成都市地下综合管廊也正逐渐完善为引领“一心两翼三轴多中心”发展的网络。“目前我们按照新的城市格局,正在加紧修编地下综合管廊专项规划。”

新的规划将结合地下空间开发利用、各类地下管线、道路交通等专项建设规划,合理确定地下综合管廊建设布局、管线种类、断面形式、平面位置、竖向控制等,明确建设规模和时序,综合考虑城市发展远景,预留和控制有关地下空间,遵循“满覆盖、三结合、四提升、分类入廊”的原则增强规划的科学性和可实施性。“未来,全市规划形成一个‘综合管廊系统’,规划综合管廊总长约1084公里。”

来源:管廊建设
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