深度好文：防水行业全新时代即将开启

城市综合管廊现状与发展趋势 

文/中国建筑股份有限公司 油新华

作为有效解决城市基础设施建设矛盾的新模式，城市综合管廊建设备受重视。本文阐述城市综合管廊建设背景及发展历程，结合建设现状及施工方法，探讨其规划管理、结构设计、防水设计、绿色施工、标准建设等方面存在的问题，提出相应建议。

一、建设发展形势

1.1 建设背景

城市市政公用管线是城市正常运行的生命线。随着城市建设的开展，城市基础设施网络化管网体系建设中遇到的问题随之而来，如因管线增容、扩容和维修而反复开挖 “拉链路”，严重影响市民交通和安全；架空管线、空中蜘蛛网影响城市市容，且带来很大安全隐患；地下管线安全事故频发，仅媒体报道的地下管线事故平均每天高达5.6起，每年由于路面开挖造成的直接经济损失高达2000亿元（见图1，2）。在这种背景下，综合管廊作为有效解决城市基础设施建设矛盾的新模式，逐步得到认可与推广。

1.2 综合管廊概念

综合管廊指设置于地面以下用于容纳2种及以上市政管线，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理的构造物及其附属设施，是目前城市地下空间开发的重要形式之一。综合管廊建设具有综合性、长效性、可维护性、安全性、环保性、低成本性等优势，是实实在在的民生工程，也是实现供给侧改革、缓解经济增长压力及打破行业和部门垄断的重要措施。

1.3 国外发展历程

城市地下综合管廊的概念起源于19世纪的欧洲。自1833年巴黎诞生了世界首条地下管线综合管廊系统后，英国、德国、日本、西班牙、美国等发达国家相继开始兴建综合管廊工程，至今已有182年的发展历程。经过100多年的探索、研究、改良与实践，城市地下综合管廊的技术水平已完全成熟。

1.4 国内发展历程

我国首条综合管廊可追溯到1958年，位于北京天安门广场下方。30多年后，第2条综合管廊在上海浦东新区张杨路的地下动工。随后，部分城市进行尝试。截至2015年5月，全国共有69个城市在建地下综合管廊，已建和在建里程近900km，计划建设770多km，总计1600km，总投资约880亿元。

2015年5～6月，住建部相继发布GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》和《城市综合管廊工程投资估算指标》。同年8月，国务院办公厅发布了《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》（国办发[2015]61号，见图3）。2016年3月5日，李克强总理在政府工作报告中提出：2016年开工建设城市地下综合管廊2000km以上。2017年3月5日，李克强总理在十二届全国人大五次会议上提到：“重要领域和关键环节改革取得突破性进展，供给侧结构性改革初见成效。城市轨道交通、地下综合管廊建设加快。” 可见，城市综合管廊建设的“燎原之势”已然形成。

二、施工技术现状

2.1 综合管廊施工方法分类

如图4所示，综合管廊施工方法包括明挖法和暗挖法。

2.2 明挖基槽支护技术

包括原状土放坡开挖无支护、土钉墙支护、钢板桩支护、地连墙支护、桩锚支护、桩内支撑支护、SMW工法支护、双排桩支护、微型钢管桩支护等技术。

2.3 明挖主体结构施工技术

明挖主体结构施工技术目前运用较多（见图5）。中建六局施工的三亚管廊项目初始采用满堂红支架，后采用简易整体移动模架（见图6）。中建八局西宁项目采用整体移动模板台架，适用于多舱管廊快速施工（见图7）。

明挖预制拼装指在明挖施工条件下，将综合管廊分块或分节段在工厂预制好，然后运到现场进行拼装的一种施工技术。日本较早使用该技术，且技术发展较成熟。我国自2012年在上海世博园建设中开始应用第一个试验段后，沈阳、湘潭、厦门等地陆续出现预制拼装项目。近几年，随着管廊建设的迅猛发展和建筑工业化的大趋势，预制拼装项目越来越多，规模越来越大。湖北省十堰市综合管廊（50km）是当地政府最早要求全部采用预制拼装结构的项目。

2.4 顶管施工技术（预制顶推技术）

顶管施工属于暗挖法的一种，分为手掘式、机械式顶管机、矩形顶管机等。20世纪70年代，日本最早开发了矩形顶管机。我国从2005年上海自行研制的土压平衡矩形顶管机开始，到2014年最新研发的世界上最大断面的矩形顶管机（7.5m×10.4m），制造技术已非常先进。

矩形顶管技术应用条件包括以下方面：①穿越较松软的土质地层时; ②穿越铁路、公路、河流或建筑物时; ③对于街道狭窄且两侧建筑物较多时; ④在车流和人流量大的闹市区街道施工，又不能断绝交通时；⑤现场条件复杂，与地面工程交叉作业，相互干扰，易发生危险时; ⑥管道覆土较深，开槽土方量大，并需要支撑时。

2014年9月6日，中铁隧道集团承建的河南省郑州市红专路下穿中州大道顶管隧道正式贯通。“中原一号”顶管机宽10.12m，高7.27m，是当前世界上最大的矩形盾构顶管之一，其掘进距离105m，号称最长且未采用中继间的矩形顶管隧道。2014年12月，由上海城建隧道股份承建的河南省郑州市纬四路下穿中州大道隧道主线正式通车，隧道断面7.5mX10.4m，长110m，“中州一号”矩形顶管掘进机也成为世界之最。

2.5 盾构施工技术

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化方法。将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩，防止发生隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

河北省唐山市曹妃甸工业区1号路跨纳潮河综合管廊工程位于规划区北部，正交下穿纳潮河。综合管廊采用2根DN5500的盾构管道，建设2条廊道，长约1046m。建成后将使工业区内的供水、供电、通讯、排污、热力等各类管线得到集中管理（见图8）。

盾构管廊具有盾构施工速度快、安全性好、地层适应性强、适合复杂的繁华城市区管廊施工、允许有较大的平曲线和纵坡等优势。但也存在不足，如圆形断面利用率低，管线全部入廊，需要更大的断面直径，成本较高；下料口、通风口等特殊节点较难设置，施工难度大。

2.6 浅埋暗挖法施工技术

浅埋暗挖法施工主要用于电力、热力等隧道的施工，目前较少应用于综合管廊施工。

三、发展趋势

2018/05/01

1）三位一体综合管廊建设新模式将得到建设及设计人员的青睐。《城市综合管廊工程技术规范》中规定：综合管廊工程的规划与建设应与地下空间、环境景观等相关城市基础设施衔接、协调；综合管廊规划应坚持因地制宜、远近结合、统一规划、统筹建设的原则；综合管廊规划应集约利用地下空间，统筹规划综合管廊内部空间，协调综合管廊与其他地上、地下工程的关系。

2）快速绿色的施工新技术将大面积推广应用。

3）大断面下穿重要建（构）筑物的顶管技术将迅猛发展。内蒙古包头管廊项目作为首例项目实践，取得明显效果。未来将有更多的下穿建（构）筑物管廊案例出现。

4）长距离暗挖掘进施工的盾构技术将得到更多应用。唐山曹妃甸工业区管廊、济宁济北新区等项目目前已进入实际应用阶段；成都、沈阳即将应用该技术 ，西安等地正在研究。

5）众多新型管廊结构或材料正在研发推广过程中。

四、思考

4.1 规划管理

当前，我国城市管廊建设缺乏城市区域规划、地下空间整体规划，部分项目只有局部孤立的短期规划及为大求全的管线入廊规划，牵头管理部门不明确，前后工作不连续。

各地市在管廊建设中应严格按照《城市地下综合管廊工程规划编制指引》（建城[2015]70号）编制管廊规划；立足本城市实际情况和总体发展规划，考虑长远、适度开发、逐次建设；综合考虑周边环境情况，考虑立体式、综合式的规划设计原则；明确统一牵头单位，保持总规、详规、建设计划、可行性研究等工作的连续性。

4.2 结构设计

结构设计如何有效保证100年或更长的使用寿命是重点。当前部分管廊的结构设计存在弊端，管线全部入廊后，断面设计五花八门，给施工带来极大困难。雨污水等特种管线入廊后也为设计与施工增加难度，建设成本大幅上涨。

国家有关部门应出台一套统一的标准断面图，按照标准设计施工。综合管廊结构设计时应考虑混凝土耐久性构造措施，保证施工质量。尤其是雨污水管线入廊时要慎之又慎，结合当地实际情况，如雨污水建成年代、原状路面坡度、现状路断面尺寸、当地天气等决定是否入廊。

4.3 防水设计

城市综合管廊建设中应注意二级防水是否满足100年设计要求。目前，部分管廊防水设计，不切实际，盲目照抄。预制拼装及预制顶推的接缝防水设计依据不足，与管廊100年的结构设计寿命不匹配。

当前我国几种新型防水做法包括：全外包防水（卷材或涂料）+内涂渗透结晶材料、全外包防水（卷材或涂料）、底板无防水，其他外包防水（卷材或涂料）、外涂渗透结晶材料、混凝土内掺渗透结晶材料等。

面对我国城市管廊防水设计问题，相关部门应提高认识，制定措施。基于已建成管廊的渗漏水情况，建议提高管廊的防水等级，保证100年寿命。而新建管廊项目应按照国家统一防水设计与施工标准要求，坚持良好的防水设计原则，开发新材料或新技术满足防水寿命（见图9）。

4.4 快速绿色施工

目前较多采取明挖现浇施工方法，但这种方法存在弊端，如对周边环境影响大、消耗大量周转材料或临时材料、人力成本高等。而预制拼装施工技术尚未得到普遍认可，特殊节点的处理对整体移动模架和预制拼装施工而言较为困难（见图10）。

建议开发灵活方便、成本低的整体移动模架（滑模）技术，研发特殊节点预制的可行性及节点现浇周边预制节段的连接技术，推广应用预制拼装技术，切实做到快速方便的绿色施工。

4.5 施工及验收标准

《城市综合管廊工程技术规范》涵盖规划、设计、施工、验收等内容要求，可作为大纲性的标准指导管廊建设各阶段工作。

综合管廊建设区别于一般地下工程（地铁隧道）及市政管线工程，缺乏施工及验收规范，综合管廊内部管线施工也缺乏独立、统一的标准。部分城市不进行地质勘探，只凭经验，管廊设计及施工方案无据可依。 相关部门应尽快完善城市综合管廊标准体系建设，以推动我国城市综合管廊建设的健康发展。

4.6 BIM技术应用

如何有效地将BIM技术应用于综合管廊运营管理中值得探索。现今BIM技术在管廊建设中应用较多的是设计安装时的管线碰撞及规划时三维透视和互动漫游，其他阶段应用尚显不足，缺乏统一的BIM应用标准及数据库，设计、施工及管理方应用BIM技术时各自为政，互不连通。

目前，住建部已启动研究编制综合管廊BIM应用标准及指南。企业也应积极行动，大型综合性企业应牵头组织开发统一的规划设计、施工、运营BIM应用标准，搭建基于BIM和GIS的综合管廊智能管理平台。

五、结语

我国正处于城镇化快速发展时期，地下基础设施建设滞后。推进城市地下综合管廊建设，统筹各类市政管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全，完善城市功能，美化城市景观，促进城市集约高效和转型发展，提高城市综合承载能力，增加公共产品有效投资，拉动社会资本投入，打造经济发展新动力。