盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

李寧

摘要：盾構(gòu)法在城市地下管廊施工中的科學(xué)合理運(yùn)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)， 一定程度上有助于降低施工作業(yè)對(duì)地面的占用和破壞，而且產(chǎn)生的噪音和揚(yáng)塵比較小，符合安全文明施工的要求，能促使工程項(xiàng)目施工建設(shè)取得更大的綜合效益。本文主要以深圳市城市軌道交通14號(hào)線共建管廊工程為例，重點(diǎn)從入廊管線設(shè)計(jì)、管廊斷面布置、平縱布置、管廊附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面，對(duì)盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述和分析，希望對(duì)城市綜合管廊工程科學(xué)合理的應(yīng)用盾構(gòu)法有所啟示。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計(jì)城市軌道交通入廊管線設(shè)計(jì)管廊斷面布置平縱布置

Discussion and Analysis of Key Points in Design of Shield Utility Tunnel

LI Ning

（Changchun Branch of Shenzhen Municipal Design and Research Institute Co.， Ltd.， Changchun， Jilin， 130000 China）

Abstract： The scientific and rational application of shield method in the construction of urban underground utility tunnel has obvious advantages. To a certain extent， it helps to reduce the occupation and damage of construction operations to the ground， and the noise and dust generated are relatively small， which meets the requirements of safe and civilized construction， and can promote the construction of engineering projects to achieve greater comprehensive benefits. This article mainly takes the joint construction of a utility tunnel project of Shenzhen Urban Rail Transit Line 14 as an example， focusing on the design of the shield utility tunnel from the aspects of the corridor pipeline design， the layout of the pipe gallery section， the horizontal and vertical layout， and the design of the auxiliary system of the utility tunnel. The design is briefly elaborated and analyzed， hoping to give some enlightenment to the scientific and reasonable application of the shield method in the urban shield utility tunnel.

Key Words： Shield construction; Utility tunnel design; Urban rail transit; Corridor pipeline design; Pipe gallery section layout;Horizontal and vertical layout

近年來，我國(guó)出臺(tái)了相關(guān)政策和指導(dǎo)性文件，明確要求在城市規(guī)劃和建設(shè)過程中穩(wěn)步推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)，并加強(qiáng)這方面的管理和監(jiān)督，確保城市安全運(yùn)行，有效提高城市的綜合承載力，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展[1]。廣東省在城市化建設(shè)中也在積極相應(yīng)國(guó)家的政策和號(hào)召，在地鐵施工的同時(shí)，不斷健全和完善綜合管廊。綜合管廊與深圳城市軌道交通14號(hào)線共建，就是一項(xiàng)科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，是提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力的科學(xué)舉措，也符合綜合管廊規(guī)劃與建設(shè)的有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。為確保工程項(xiàng)目建設(shè)取得更大的效益，強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確把握綜合管廊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和關(guān)鍵，確保規(guī)劃設(shè)計(jì)和布局科學(xué)合理，并將盾構(gòu)法等科學(xué)應(yīng)用其中，有效提高綜合管廊建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。

1工程項(xiàng)目概況

本工程主要位于羅湖區(qū)、龍崗區(qū)，沿線主要為中臺(tái)地和沖洪積平原地貌，整體上兩端低、中間高，局部地區(qū)地形有起伏。工程沿線的水系比較發(fā)達(dá)，包含了很多河流和水利設(shè)施。14號(hào)線共建管廊涉及2處河道，2處供水工程、1處水庫藍(lán)線、2處林區(qū)等。由于城市開發(fā)較為迅速，地上建筑較多，管廊路由除沿市政道路外，需穿越兩個(gè)既有小區(qū)。該工程項(xiàng)目的管廊為通過性干線管廊，主要納入給水大管徑輸水干線（2xDN1600），電力220kV、110kV干線，再生水大管徑干線（DN600-DN1000）以及預(yù)留通信干線。綜合管廊近期北側(cè)與黃閣路（16號(hào)線）綜合管廊相連，南側(cè)與羅湖區(qū)綜合管廊連接，遠(yuǎn)期將與布龍路、平安大道、橫崗一號(hào)路規(guī)劃綜合管廊相連。管廊斷面主要分為三/四個(gè)艙室?？傮w上來說，工程項(xiàng)目的施工難度比較大，需要對(duì)工程進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)各項(xiàng)不穩(wěn)定因素和風(fēng)險(xiǎn)隱患等進(jìn)行有效監(jiān)管，盡可能降低施工中的安全隱患，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)綜合效益最大化。

2綜合管廊建設(shè)的作用意義

在城市規(guī)劃和設(shè)計(jì)過程中穩(wěn)步推進(jìn)綜合管廊建設(shè)有著重要的作用意義，一定程度上實(shí)現(xiàn)了地下空間的有效利用，尤其是推進(jìn)城市軌道交通和綜合管廊協(xié)同建設(shè)。這方面工作的開展也有助于實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，能夠?yàn)槲磥沓鞘泄芫€的擴(kuò)容、增設(shè)預(yù)留空間，方便管線維護(hù)、調(diào)整、管理等方面工作的實(shí)施，而且還避免了擴(kuò)建時(shí)候重復(fù)開挖造成的不利影響，有助于延長(zhǎng)管線使用壽命[2]，確保其運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。綜合管廊的規(guī)劃建設(shè)強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)市政管線的集中敷設(shè)、統(tǒng)一管理，強(qiáng)調(diào)在綜合的考慮和分析管線全壽命周期、社會(huì)效益等的基礎(chǔ)上科學(xué)設(shè)計(jì)，這方面工作的開展一定程度上有利于城市發(fā)展及管理。綜合管廊建設(shè)在很大程度上提高了城市的綜合防災(zāi)抗災(zāi)能力，加上的那層鋼筋混凝土保護(hù)層，可以起到比較好的降低地震、臺(tái)風(fēng)、冰凍、侵蝕等造成的影響的作用效果。此外，綜合管廊建設(shè)與城市軌道交通協(xié)同建設(shè)，還有助于減少對(duì)地鐵、管線遷改和交通疏解的影響。

3影響綜合管廊規(guī)劃建設(shè)的因素分析

在綜合管廊規(guī)劃建設(shè)的過程中要求對(duì)各項(xiàng)影響因素有全面的了解和準(zhǔn)確的把握，重點(diǎn)對(duì)這些因素進(jìn)行監(jiān)督和控制，以確保規(guī)劃建設(shè)的科學(xué)合理性和安全可靠性，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。需要考慮和分析布局的科學(xué)合理性，如果布局不合理，將直接影響其功能和作用的發(fā)揮，為確保管廊規(guī)劃布局方案的經(jīng)濟(jì)可行性和安全可靠性，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候需要綜合的考慮和分析經(jīng)濟(jì)成本、城市功能、道路、市政管線等方面的因素。第一，綜合管廊工程一般投資建設(shè)費(fèi)用大，且短期經(jīng)濟(jì)效益不明顯，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候需要綜合考慮和分析經(jīng)濟(jì)因素，正確以最小的投入取得愈大的社會(huì)效益。第二，綜合管廊是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的市政設(shè)施項(xiàng)目，在規(guī)劃布局的時(shí)候還需要綜合分析城市功能，對(duì)城市用地和空間布局等進(jìn)行科學(xué)分析，一般可以將其建設(shè)在高密度開發(fā)區(qū)、城市中心區(qū)或交通運(yùn)輸非常繁忙不宜開挖的地段[3]。第三，要綜合的考慮和分析道路因素，一般強(qiáng)調(diào)在新建道路下、需改擴(kuò)建的道路下或者是交通流量大、交通運(yùn)輸繁忙的主干道規(guī)劃和布置綜合管廊，以免因重復(fù)開挖造成不必要的影響和損傷。

4盾構(gòu)施工綜合管廊規(guī)劃設(shè)計(jì)

盾構(gòu)法主要指的是使用機(jī)械暗挖隧道的施工方法，在一些斷面單一的隧道工程項(xiàng)目施工建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛，該方法在城市地下管廊施工中的科學(xué)合理運(yùn)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)，如施工的進(jìn)度比較快，且產(chǎn)生的噪音和揚(yáng)塵比較小，施工作業(yè)對(duì)地面的占用和破壞小，且對(duì)城市交通的影響小，在城市地下綜合管廊施工中得到了科學(xué)應(yīng)用[4]。

綜合管廊與深圳城市軌道交通14號(hào)線共建項(xiàng)目中科學(xué)利用盾構(gòu)施工，能取得更理想的綜合效益。例如，（1）在清水河站以北-布吉區(qū)段周圍有很多建筑物，且環(huán)境比較復(fù)雜，如果使用明挖法的話，交通疏解的難度比較大，且線路改遷量、房屋拆遷量大，還會(huì)對(duì)周圍人們的生活造成極大的影響。盾構(gòu)法在施工作業(yè)的時(shí)候?qū)Φ缆芳肮芫€影響小，比較適合該區(qū)段。（2）在布吉-石芽嶺區(qū)、石芽嶺-鹽排高速區(qū)、鹽排高速—黃閣路區(qū)段施工可能影響該區(qū)域范圍內(nèi)36棟建筑物，且施工的時(shí)候需要嚴(yán)格的控制地表沉降，因此需要優(yōu)先選擇盾構(gòu)法。

5盾構(gòu)施工綜合管廊設(shè)計(jì)要點(diǎn)關(guān)鍵

5.1入廊管線設(shè)計(jì)

綜合管廊設(shè)計(jì)首先需要確保入廊管線設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的需要，對(duì)入廊管線設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和調(diào)整。（1）促使燃?xì)夤艿肋M(jìn)入綜合管廊，一定程度上有助于保護(hù)燃?xì)夤艿啦槐粔簤?、不受土壤腐蝕，同時(shí)也方便管道的安裝檢修，但也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，如管道泄漏、爆炸事故等，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候需要配置一定的儀表設(shè)備對(duì)其進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)，確保其運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。此外，還需要在綜合的分析安全、運(yùn)行成本、投資等多個(gè)因素的基礎(chǔ)上，考慮是否將燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊。（2）還需要對(duì)排水管線設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合的考慮和分析，以確保雨水、污水管線規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。一般情況下，污水管不進(jìn)入地下綜合管廊，主要是綜合管理在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候一般不設(shè)縱坡或者是縱坡很小，如果要將污水管線進(jìn)入綜合管廊，則需要依照污水輸送的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)綜合管廊的坡度進(jìn)行敷設(shè)，需要加深管廊埋深，從而增加了綜合管廊規(guī)劃建設(shè)的投資成本。而且，污水管在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，還需要科學(xué)規(guī)范的設(shè)置透氣系統(tǒng)、污水檢查井等，管線的接入口比較多，如果將污水管進(jìn)入綜合管廊，很可能會(huì)造成綜合管廊結(jié)構(gòu)規(guī)模擴(kuò)大的情況。（3）電力電纜在綜合管廊建設(shè)需要納入的重要管線，一般情況下需要在綜合考慮和分析該區(qū)域管廊專項(xiàng)規(guī)劃、年度建設(shè)等的基礎(chǔ)上，同步同步入廊敷設(shè)[5]。

5.2管廊斷面布置

綜合管廊建設(shè)和規(guī)劃設(shè)計(jì)還需要科學(xué)對(duì)管廊斷面進(jìn)行調(diào)整，確保斷面布置的科學(xué)合理性。管廊斷面的布置和確定與采用的施工工藝和方法、容納的管線種類、地質(zhì)條件等密切相關(guān)，需要對(duì)這些因素進(jìn)行綜合考慮和分析，對(duì)此有全面、準(zhǔn)確的把握，以確保橫斷面設(shè)計(jì)切實(shí)滿足實(shí)際工程項(xiàng)目各類管線布置、敷設(shè)空間、維修空間、安全運(yùn)行、擴(kuò)容空間等的需要。在橫斷面設(shè)計(jì)的時(shí)候需要做到綜合管廊內(nèi)各管線設(shè)置合理且不相互干擾，盡量緊湊，預(yù)留適度發(fā)展空間。例如，深圳市軌道交通14號(hào)線共建綜合管廊在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，受位置的影響，不能進(jìn)行大規(guī)模的開挖建設(shè)，主要采用的還是盾構(gòu)施工工藝，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要對(duì)原來規(guī)劃的管廊斷面進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，采用盾構(gòu)圓形斷面形式，內(nèi)徑7.7m，外徑8.5m，以切實(shí)滿足實(shí)際項(xiàng)目的需要。龍崗段綜合管廊盾構(gòu)段面容納管線主要有干線給水管道、再生水、10kV電力、通信、多回路高壓電力等。

5.3平縱布置

綜合管廊設(shè)置在道路下，一般需要確保管廊中心線與道路中心線平行，如果綜合管廊穿越城市主干路、鐵路、軌道交通等的時(shí)候，盡量要做到垂直穿越。在規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候需要盡量滿足綜合管廊與其它管線的交叉要求以及通風(fēng)口、出入口等結(jié)構(gòu)引出地面的要求。在豎向設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合的考慮和分析綜合管廊上相交管線橫過空間、地上構(gòu)筑物基礎(chǔ)、盾構(gòu)深度、地質(zhì)條件、綜合井深度等的成本，。如果綜合管廊穿越河道的時(shí)候，則需要選擇在河床最穩(wěn)定的河段，并科學(xué)合理的確定管廊與河道間距。

5.4管廊附屬系統(tǒng)

在綜合管廊設(shè)計(jì)時(shí)候需合理規(guī)劃綜合井平面位置及功能設(shè)計(jì)，綜合井平面位置選定要結(jié)合規(guī)劃管線銜接位置，規(guī)劃管廊與其他管廊、管線銜接位置，通風(fēng)、消防、吊裝需求，規(guī)劃用地空間等因素。綜合井功能設(shè)計(jì)包含管線設(shè)備吊裝、人員出入/逃生、消防、通風(fēng)、供電、照明、監(jiān)控及報(bào)警、排水等設(shè)計(jì)。合理的規(guī)劃盾構(gòu)綜合管廊井位以及井內(nèi)各專業(yè)功能設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)管廊系統(tǒng)的科學(xué)合理性，保證綜合管廊建成后，安全、高效運(yùn)行[6]。

6結(jié)語

綜上所述，新時(shí)期在推進(jìn)城市規(guī)劃建設(shè)的時(shí)候，需要穩(wěn)步推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)，并加強(qiáng)這方面的管理和監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。盾構(gòu)法在城市地下管廊施工中的科學(xué)合理運(yùn)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在城市地下管廊規(guī)劃建設(shè)的時(shí)候需要充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目的需要，對(duì)入廊管線設(shè)計(jì)、管廊斷面布置、平縱布置、管廊附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)等進(jìn)行綜合考慮和分析，明確設(shè)計(jì)要點(diǎn)和關(guān)鍵，以確保設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)綜合效益最大化，有效提高綜合管廊建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。

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