第章城市综合管沟建设运营技术《城市地下空间建设新技术》第章

城市地下空间建设新技术住房和城乡建设部执业资格注册中心2016年7月11-12日全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材10.1概述10.2技术介绍10.3工程应用一一广州大学城综合管沟10.4总结第10章城市综合管沟建设运营技术

广州大学城(小谷围岛)综合管沟建在小谷围岛，宽7m，高3.7m（2.5m），总长约17km，其中沿中环路呈环状结构布局为干线共同沟，全长约10km；另有5条支线共同沟，总约7km。该共同管沟是广东省规划建设的第一条共同管沟，也是目前国内距离最长、规模最大、体系最完善的综合管沟。10.1概述10.1.1工程简介沿中环路呈环状结构布局为干线共同沟，全长约10km；另有5条支线共同沟，总约7km图10.1-1广州大学城共同沟内部管线布置图根据钻探揭露，大学城场地上部第四系（Q）土层按工程特征、成因类型和沉积层序大体分为：（1）人工填土层；（2）海陆交互相沉积层；（3）冲积层；（4）残积层。10.1概述10.1.2

岩土工程条件10.1概述10.1.2

岩土工程条件（1）人工填土层（Qml），零星分布于岛内公路、村庄、涌堤等地，由灰褐色的素填土(粉质粘土及少量碎石)、杂填土(砖块、碎石、砂土)和耕植土(粉质粘土，含植物根系)组成，经人工压实。层厚0.50～7.10m。（2）第四系全新统海陆交互相沉积层（Q43mc），分布在岛东部、北部和西南部的冲积平原，平均层厚11.71m。第四系（Q）土层（3）第四四系全新统统冲积层(Q4al)，分布在岛岛沿岸的河河漫滩，层厚1.90～5.60m，由深灰色色粉质粘土、夹细砂粘粘土、砂和和淤泥质土构成成，土质不不均匀，可可塑～硬塑状。（4）第四四系残积层（Qel），分布于岛岛中部广大大地区，由由震旦系混合岩风化化残积而成，，为褐黄色色的砾质或或砂质粘性性土、粉质质粘土、粘土土。土质不不均匀，硬硬塑状，局局部含坚硬硬状的石英英砾石和锰铁质质结核体体。10.1概述10.1.2岩土工程程条件其中软土变形破坏坏和饱和和粉细砂液化、震震陷是首首要的岩岩土工程程问题，，也是综合管沟沟项目需需深入研研究和重重点解决决的难题题。综合管沟沟也称“综综合管道道”或““管线箱箱廊”，，地下管道道综合走走廊,地下管廊廊,共同沟。即在城市市地下建建造一个个隧道空间，将将各类公公益管线线有机综综合集约约化地敷敷设在同同一条隧隧道内并并进行集集中管理理的市政政基础设设施。沟沟内可敷敷设电力和电电信等线线路，上上下水、、煤气、、热力等等管道，并留有有增设余余地，设设有专门门的检修口、、吊装口口和监测测系统，实施统统一规划划、统一一设计、、统一建建设和管10.2技术介绍绍10.2.1综合管沟沟定义解决了市市政道路反复复刨掘问题，也也为城市市上空线线路“蛛网””密布现象提供供了一种种解决方方案；解解决地上上空间过过密化。。在广州大大学城中中运用的的综合管沟沟技术分分别是:1、具有有其自身特点点的建筑设设计；2、防灾灾减灾技技术:（2）视频防入侵监控技术;（3）环境监测监控技术；（4）智能化系统技术。10.2技术介绍10.2.3地下综合管线线管沟技术3、施工技术术：（1）基坑支护与土方开开挖技术；（（2）模板工程技术；（3）钢筋工程技术；（（4）混凝土工程技术；（5）防水工程施工组织及方方法。1、指导思想想以城市道路下下部空间综合合利用为核心，围绕市政公用用管线布局10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.1综合管沟工程程系统方案2、遵循的技技术原则（1）以“将将城市规划、、建筑、社会会与经济发展展、城市景观观、技术、基基础设施、道道路交通等方方面尽早地、、有效地统一起起来”为原则和目目标。(3)应结结合道路交通通和各类市政政公用事业管管线的专业规划进行设置。(4)应符符合各主管部部门制定的维修管理要求。(5)综合管管沟的断面布置在满足维修管管理要求的基基础上，应尽尽量紧凑，以充分体现现经济合理。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟（2）宜采用综合管沟集中中敷设的情况：交通运输繁繁忙或工程管管线设施较多多的机动车道道、城市主干干道以及配合合兴建地下铁铁道、立体交交叉等工程地地段;不宜开开挖路面的路路段，广场或或主要道路的的交叉处;需同时敷设设两种以上工程管线及多多回路电缆的的道路，道路路与地铁或河河流的交叉处处。(6)干线综综合管沟宜设设置在道路下面，支线综综合管沟、缆线综合管沟沟宜设置在人行道下。(7)应适适当考虑各类类管线分支、、维修人员和和设备材料进进出的特殊构造接口口。(8)需考考虑设置供配配电、通风、、给排水、照照明、防火、、防灾、报警警系统等10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.1综合管沟工程程系统方案(9)综合管管沟的土建结结构及附属设设施应配合道道路工程一次建设到位位，所纳入的各各类公用管线线可按地区发发展逐步敷设设。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.1综合管沟工程程系统方案3、综合管沟内纳入入的管线种类国外进入综合管沟沟的工程管线有电信电缆、燃气管管线、给水管线、、供冷供热管线和排水管线等。另外，日本等等国家也将管道化化的生活垃圾输送管道敷设在综合管沟内内。国内进入综合管沟沟的工程管线有电力电缆、电信电缆、给水水管道、燃气管道道、供热管道、污水管道等。10.3工程应用一一广州州大学城综合管沟沟10.3.1综合管沟工程系统统方案根据国外及国内综综合管沟中所纳入入的工程管线情况况，广州大学城综综合管沟内纳入的的工程管线、有电力电缆、电信电电缆、给水管线。图10.3-1广广州大学城共同沟沟内部管线布置图图10.3工程应用一一广州州大学城综合管沟沟10.3.1综合管沟工程系统统方案在我国北方的大多数城市，由由于冬天采暖的需需要，目前普遍采采用集中供暖的方方法，建有专业的的供热管沟。由于于供热管道维修比比较频繁，因而国国外大多数情况下下将供热管道集中放置在综合管管沟内。供热及供冷管道进进入综合管沟并没没有技术问题，值值得考虑的是这类类管道的外包尺寸寸较大，进入综合合管沟时要占用相相当大的有效空间间，对综合管沟工工程的造价影响明明显。在广州大学学城(小谷围岛地地区)设置了区域能源站，因此，其冷热水管进入综合管沟。10.3工程应用一一广州州大学城综合管沟沟10.3.1综合管沟工程系统统方案排水管线分为雨水管线和污水管线两种。在一般情况下两者者均为重力流，管线按一定坡度埋设，埋深一般较较深，其对管材的的要求一般较低。。采样分流制排水水的工程，雨水管管线管径较大，基基本就近排入水体体，因此，雨水管管一般不进入综合合管沟，进入综合合管沟的排水管线线一般是污水管线线。广州大学城(小谷谷围岛地区)地处处低丘平原地带，，地势有一定程度度的起伏，污水管管道的纵坡变化较较大，因而不考虑将排水管线纳入综合合管沟内。10.3工程应用一一广州州大学城综合管沟沟10.3.1综合管沟工程系统统方案1、综合管沟规划设计方案有序开发利用，留留下宝贵的资源。。多纳入市政供给管管线，充分利用综综合管沟的空间，，体现经济性能。。保证各种管线的维修、扩容不会随意开挖道路路。10.3工程应用一一广州州大学城综合管沟沟10.3.2综合管沟工程方方案广州大学城的外环路虽然也是城市主主干路，但从各各专业管线规划划分析，其管线的容量不大大。由于外环路为为环岛道路，道道路外侧为滨江江休闲观光地带带，基本没有建建筑物。道路内内侧为各大学，，其市政主要供供给管线由中环环线分配。内环路为大学城的城市市次干路，其通通过放射状的城城市支路和中环环线相连接，道道路内侧环绕中中心湖，同样为为绿地、水体、、景观地带。从从各专业管线规规划分析，其管管线的容量不大大。因而在内环线建设综合管沟必必要性不大。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.2综合管沟工程方方案根据广州大学城城道路路网布置及各专业规划要要求，在整体分分析通盘考虑的的基础上，对综综合管沟工程进进行科学规划和设计。图10.3-2广州大学学城综合管沟平平面布置示意图图10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.2综合管沟工程方方案(1)中环线干线综合合管沟采用A型。中环路为广州大大学城(小谷围围岛地区)的次次干路。中环路路外侧为各大学教学区，内侧为生活服务区。根据各专业规划划，大部分的电电力电缆、通讯讯电缆均布置在在中环道路下面面，自来水管线、燃燃气管线也沿中环线敷设设，因而在中环环线道路实施综综合管沟可发挥挥其综合优势。。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.2综合管沟工程方方案(2)2号路、5号路路连接高压变电电站的干线综合合管沟采用C型。从高压变电站出出来的电力电缆缆数量很多。(3)中环线广广州大学段支线综合管沟采用B型。在中环线西南南角即广州大学学段，各种市政政管线较少，因因而考虑建设支支线综合管沟(B型)，敷设设有配水管线、电力力管线、通信管管线等。(4)1号、8号路干线综合管沟采用A型。为城市次干路，10.3工程应用一一广广州大学城综10.3.2综合管沟工程方方案(5)7号、9号、12号、13号号路缆线综合管管沟采用D型。在综合服务区，，各种市政管线线种类繁多，但数量较少，，因而将经常需需要维护的电力力电缆、通讯电电缆、控制电缆缆规划纳入到缆缆线综合管沟内内，以保证这一一区域的环境整整洁。(6)控制中心为了综综合管沟的安全全运行，保障城城市各种市政管管线的正常使用用，在综合管沟内设设置了监控系统，这些监控系统统的信息集中传传输到控制中心心。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.2综合管沟工程方方案控制中心设置中中央计算机控制中心设置在市政用地地块内，占地面积约20X30m，其入口图如图10.3-4所示。图10.3-3广州大学城综合管沟监控系统图10.3-4广州大学城综合管沟入口10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.2综合管沟沟工程方方案2、综合合管沟工工程建设设大规模城城区改造造的重大大市政工工程，本本身就要要进行管线的搬搬迁工作，此此时采用用综合管管沟系统统，可以以使拥挤挤的道路路地下空空间得以以合理的的利用，，从而降降低对道道路沿线线的拆迁迁要求，，体现了了综合管管沟的经经济优势势。广州大学10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.2综合管沟沟工程方方案1、周边边地下环环境综合管沟沟周边的的管线类型型较多。主要有给给水(高高质水，，杂质水水，消防防水)、、冷冻水水、热水水、煤气气、电力力，电地下管线按市政道路(下称大市政)和校区(小市政)两级布局。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.3综合管沟沟工程的的特点及难难点2)杂杂用水管管网采用珠江江后航道道的河水水进行处处理后供供给，供供大学城城的市政政道路冲冲洗、绿绿化浇灌灌、室内内冲厕用用等。(4)排水管网网1)雨水水管线雨水管线线管径较较大。通通过管径径DN300-DN1000的管道道、部分地段段设置渠箱收集集雨水，基本就就近排入入12条条河涌、、8个湖湖泊。建设1座座雨水泵站站。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.3综合管沟沟工程的的特点及及难点2)污水管线线泵站，用2条钢管(DN700,DN800各1条)作为过江主干管，将大学城的污水全部送到北岸的沥洛污水处理厂进行处理。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.3综合管沟沟工程的的特点及及难点(7)通信管网管网覆盖面面积大，服服务对象多多，业务需需求多样。。因此种类类也多。除除中国电信外外，还有中中国联通、、中国网通通、中国铁铁通等几家。一般沿道路路的西、北北侧人行道道敷设。大大市政一般般12-30孔，小小市政一般般4-12孔。10.3工程应用一一一广州大大学城综合合管沟10.3.3综合管沟工工程的特点点及难点2、开发投投融资模式式(1)开开发管理广州大学综综合管沟建建设过程中中涉及

(2)运营管理

广州大学城综合管沟采用“政府投资、企业租用”运作模式，政府通过各种手段来筹集共同沟项目的建设资金，管线单位通过支付一定的管线占位费向共同沟内布置管线。

(3)10.3工程应用一一一广州大大学城综合合管沟10.3.3综合管沟工工程的特点点及难点1、建筑设设计广州大学城城共同沟宽7m，高高3.7m(2.5m)，其底板板、侧面和和顶板的厚度均均为300mm，标准断面面为3.7mX7.0m，采用深基坑优选支护方案施工工;由于其其布置在中中环路的中中央隔离绿绿化带下10.3-6)，上覆土层厚度1.5m，当上部有横向交叉时，局部埋深采用2.5m，以利于交叉口处各种管线的交叉。该管道将供电、供水、供冷、电讯、有线电视等5种管线集中铺设和统一布局，并沿路设置检修口，如图10.3-7所示。10.3工程应用一一一广州大大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情况况及效果10.3工程应用一一一广州大大学城综合合管沟10.3.4新技术集应应用情况及及效果图10.3-5广广州大学学城综合管管沟上部中央隔离图10.3-6广州州大学城综合合管沟在中环环路的位置图图1、建筑设计计(1)设计计特点广州大学城综综合管沟干线线共同沟断面图如图10.3-8所示，其设设计有如下特特点:图10.3-8综合管沟断面示意图10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果1、建筑设计计(1)设计计特点各种弱电管线独自敷设设一室。电力电缆直接自敷一室室，敷设固定定在室内两边边侧壁上的支架上。高压的高质水管、、杂水管、供供热水管共置置同室。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果支线综合管沟沟的断面以矩形断面较为常见见，一般为单单格或双格箱箱形结构。综综合管沟内一一般要求设置置工作通道及及照明、通风等设备。支线综合管沟的特点主要为:有效(内部空空间)断面较小;结构简单、施施工方便;设备多为常用用定型设备;一般不直接服服务大型用户户。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果电缆线综合管沟沟主要负责将市市区架空的电电力、通讯、、有线电视、、道路照明等等电缆收容至至埋地的管道道。缆线综合合管沟一般设设置在道路的的人行道下面面，其埋深较较浅。缆线综合管沟沟的断面以矩形断面较为常见见，一般不要要求设置工作作通道及照明明、通风等设设备，仅增设设供维修时用用的工作手孔即可。干支线混和综合管沟在干干线综合管沟沟和支线综合合管沟的优缺缺点的基础上上各有取舍，，一般适用于于道路较宽的的城市道路。。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果(2)主要要规格10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用图10.3-12综合管管沟在中环路路的标准横断面图图1)第1类(2)主要要规格2)第2类类：长1.1km，规格格为4.4mX3.55m，内规划管线线有电力、高质水和杂质质水管道。3)第3类类：长0.9km，规格格为4.25mX2.26m，内规划管管线有电力、、通信、高质水水和杂质水管管道。4)第4类类：长0.9km，规格格为3.2mX3.45m，内规划管管线有电力管管道。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果(3)综合合管沟的埋深深综合管沟埋深深的确定主要要根据综合管管沟设置在道道路横断面下下的具体位置以及排水水管道、地铁铁等与综合管管沟发生交叉穿越的情况、结构抗浮要求等情况综综合考虑。由于广州大学学城综合管沟沟干线综合管管沟布置在道道路中央绿化化带小，因而而埋深可采用0.8-1m10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果(4)综合合管沟断面型式广州大学城综综合管沟基本本不穿越不能能停航的河流流和地铁等，，因此，综合合管沟的断面面型式采用矩形断面(图10.3-13)。图10.3-13广州大大学城综合管管沟标准断面图10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果2、防灾减灾灾技术(1)火灾灾探测报警技技术管沟消防工程主要包括火灾探测系统统及火灾报警系统统。由于考虑到到综合管沟潮潮湿、多尘等等较恶劣的环环境因素，为为保证设备能能长期稳定的的运行，对于于综合管沟火火灾探测系统统采用英国SENSA公公司的DTS200-7光纤分布式温温度监测系统;火灾报警系统采用德国国西门子新的的具有防水功能的SIEMENSBC80系系列产品。10.3工程应用一一一广州大学城城综合管沟10.3.4新技术集应用用情况及效果果2、防灾减灾灾技术(2)视频防入侵监控技术术广州大学城综合合管沟工程将闭路电视与红外对射防入侵装置集成成在以闭路电视视为主的控制系系统中，在综合合管沟内每个投投料口附近安装装低照度黑自摄像机、红外照明灯以及红外对射探测器器，用于对大学城城综合管沟各投投料口通道进行行全天24小时时图像监视、录录像和红外对射射探测。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情情况及效果(3)环境监监测监控技术1)监控系统网络结构及设备备组成主要由控制中心心计算机系统、、地下变电所RTU和现场PLC组成，分分四层。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情情况及效果2)现场PLC系统对大学城综合管管沟内各种设备备的信号采集现场PLC系统统根据设置好的的程序进行判断，发出相应控制制指令到各执行机构进进行设备的操作作，并通过网络络将信号反馈回控制中心，在在控制中心上位位机系统反映管管沟内各设备的的运行状态。2)现场PLC系统对大学学城综合管沟内内各种设备的信信号采集①采集的信号号有：各区段的温度、湿度、氧氧气浓度;各区段集集水坑水位(超高);各区段的动动力配电进线开开关、排水泵的状态等。②控制内容主主要有：各区段的潜水泵泵由配套液位开关控制运行;沟内内每区间杂质水水管电动阀由水管压力开关控料通风设备由由沟内的温湿度度和氧气浓度控控制。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情情况及效果(4)智能化系统技术1)综合管沟工业以太网系统统综合管沟在广州州大学城内形成成一个圈形，而而在管沟内的设设备工作环境较较为恶劣，因此此，综合管沟内内的以太网设备选用了工业级以以太网交换机作作为中间连接设设备。由于地形形问题，不采用用星型结构的组组网方式，而采采用光纤环网结构。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情情况及效果(4)智能化化系统技术2)有线通信信系统根据大学城综合合管沟的现场实实际情况，特选选用长距离增强强型全数字程控控交换机进行管管沟通信组网。。这种交换通信网网络可靠性高，，汇接功能强，，可满足管沟管理话音通信及数据交换、多媒体通信等多种业务的需要。综合管沟的有线线通信系统中央央控制室在信息息枢纽大楼十层层。无论在信息息枢纽大楼十层层还是在地下变变电所现场调度度室都可以和地地下管沟任意位位置的现场人员员通话，大大方方便了综合管沟沟整体管理和系系统维护工作的的进行，完美地地解决了综合管管沟的通信问题题。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情情况及效果3、施工技术(1)基坑支支护与土方开挖挖技术1)基坑支护形形式根据基坑开挖深深度和地质情况况，广州大学城城综合管沟选取取了以下3种支支护形式:①放坡开挖;②拉森钢板桩加钢钢支撑支护;③密排钢板桩加钢支撑撑支护。10.3工程应用一一广广州大学城综合合管沟10.3.4新技术集应用情情况及效果2)基基坑开挖挖施工基坑采用用反铲挖挖掘机进进行开挖挖，填方方路段开开挖深度度2.0-2.5m，，相对路路堑段开开挖深4.7}=5.4m。采用用后退式10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.4新技术集集应用情情况及效效果3)基基坑土方方开挖质质量控制制②基坑开挖到设计标高后，应报监理验收并进行土工试验，检查合格后尽快进行地基垫层施工，以防渗水使基底受到浸泡。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.4新技术集集应用情情况及效效果3、施工工技术(2)模模板工工程技术术1)侧侧墙模板

采用钢模(5mm厚钢板)，其构造尺寸为4.9mX2.75m,竖向小肋采用扁钢一60X6，间距490mm，横肋采用槽钢[8，间距300mm和350mm,竖向大肋采用2[8，间距1.37m，模板拉杆采用X14钢筋(对拉螺栓)，纵横向间距分别为800mm,600mm,第1道支撑距板面300mm，各道支撑间距600mm，使用一次性对拉螺栓，侧墙模板用斜支撑固定，综合管沟模板组装如图10.3-15所示。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.4新技术集集应用情情况及效效果10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.4新技术集集应用情情况及效效果图10.3-15综综合合管沟模板组装装图2)顶顶板模板板采用钢模模和门架式脚模板安装必须严格按照“模板一横档一立档一对拉螺栓一斜撑”的顺序自下而上进行施工，并严格按图纸进行，并做好构件预埋和孔洞预留工作。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.4新技术集集应用情情况及效效果(3)钢钢筋工工程技术术预埋件施工质量量控制：：1)采用用涂刷含含锌硅酸酸盐漆或热浸镀锌法对钢板板(管)进行保保护;2)在对对钢板(管)进进行保护护处理前前，采用用喷射、、抛光、、化学清清洗或其其它方法法将污垢垢、油、、油脂、、铁锈、、热轧钢钢材表而而的氧化化皮、焊焊渣及其其它杂质质等清除除干净，，使其露露出金属属色泽。。10.3工程应用用一一广广州大学学城综合合管沟10.3.4新技术集集应用情情况及效效果(4)混混凝土土工程技技术由于管沟沟较长，，故底板板可能出