和施工方法及运维管理
□朱厚正
【内容摘要】城市地下综合管廊是城市地下资源开发和利用的基础，是城市基础设施建设的必然。本文概述了综合管廊的背
景，梳理了综合管廊的总体设计。围绕综合管廊的施工方法及其适用条件、优缺点进行了分析。并基于BIM+GIS和监控与报警系统简述了运维管理，希望可以给相关工程提供参考和借鉴。
【关键词】综合管廊；总体设计；施工方法；城市管理
【作者简介】朱厚正（1993～），男，湖北宜昌人；武汉工程大学土木工程与建筑学院硕士研究生；研究方向：工程管理
一、城市综合管廊概述
随着我国城市化进程快速发展，城市规模越来越大，但“拉链马路”、“空中蜘蛛网”和交通拥堵等问题愈演愈烈，严在重影响了城市环境和发展。综合管廊在国家政策号召下，预防和减少各种相关现实问题中应运而生。
综合管廊是城市地下管道综合走廊，一种综合型地下隧是统一容纳给水、雨水、污水、供热、燃气、电力和通信道空间，
等各类城市工程管线的构筑物，同时设有专门的检修口、吊装口、通风口和出入口，并进行统一规划、设计、施工和维护。
二、城市综合管廊设计要点（一）总体设计。
1．横断面设计。横断面尺寸、分舱等综合考虑容纳管线种类与数量、安装检修的预留空间和施工方法。布置形式可分为圆形、矩形和马蹄形等，不同的断面形式常采用不同的施工方法。
2．平面设计。平面设计主要包括管廊平面布置、节点位置，反映与道路、管线和周围建筑等位置关系。一般适合在绿化带、人行道下方布设，方便各功能性节点与绿化带直接连通。平面走向与道路中心线走向应保持一致，如遇墩柱，设成直折沟。
3．纵断面设计。这是为确定管廊各段纵向标高、埋深或覆土厚度，与地下构筑物、管线等位置关系，并在竖向设置管廊每一防火分区及集水坑的位置。设计应把冻土深度、绿化种植、行车荷载、特殊地段和现状管线等综合考虑。其中，埋
应结合具体工程特点来定，主要考深对工程造价影响较大，
虑抗浮、绿化、节点设计、支管交叉穿越。纵断面走向基本与道路纵断面走向一致，进而减少土方量。
4．功能性节点设计。通风口、吊装口只需顶部与地面连有效利用覆土空间，兼满足设备安装、检修和更换以及人通，
员逃生功能，并考虑防止雨水倒灌措施；分支口、交叉口满足人员通行需要，若不符各类管线转弯半径和检修通道顺畅、
合可通过竖向加高，横向加宽来实现互通功能。
（二）结构设计。结构设计主要涉及静荷载（管廊与设
管线自重）、动荷载（人行荷载、地面压载和车辆及其冲击备、
荷载）、水土压力（竖向、侧向和底部压力）、浮力、地震和地基变形，均需满足相应规定。
三、城市综合管廊施工方法及其适用条件
城市综合管廊施工，按是否开挖路面分为开槽施工技术和不开槽施工技术。开槽施工一般有明挖现浇法和明挖预不开槽施工一般有浅埋暗挖法、盾构法和顶管法。制拼装法，
（一）明挖现浇法。修建综合管廊较常见的施工方法是明挖现浇法。明挖法施工流程主要是从地表向下开挖至设计高程，再从该标高处由下往上建造综合管廊主体及其防水最后回填压实土层并恢复路面交通。明挖基坑分为敞结构，
口放坡基坑和有围护结构基坑，基坑要做好降水和监测等相应措施。矩形横断面较适合明挖法且矩形空间利用率高。明挖法适用于新建城区和工业区管廊建设，在道路和周
应尽可能采用。防水是要点所边建筑等环境允许条件下，
在，要做好细部构造防水如施工缝、变形缝和穿墙套管等。
优点有：能大面积施工，作业面多；将项目划分为多个标段同时或流水施工，从而加快进度；对人员技术要求低，施工相对方便；造价低。不足有：涉及路面范围大，可能大面积破
十分影响交通；放坡开挖和回填土石方工程量很大，坏道路，
需要一定的技术方案和保证措施；环境负面影响大如噪音、扬尘和渣土。
（二）明挖预制拼装法。明挖预制拼装指管廊构件在预制场节段制作，运输吊装至基坑预定位置，逐节拼接成整体
并对接口做防水处理的综合管廊。
明挖预制拼装法在发达国家较常用，目前预制拼装管廊优势巨大，体现在多方面，如改变传统现场大面积占用路面、环境污染等一系列问题。相比现浇钢筋混凝土管廊，预制拼
主体结构本身防水性能、装管廊施工要点应注意构件制作、构件安装和构件间连接。
优点有：采用流水线或台座法预制，标准化、批量化生产和工业化安装管廊构件，充分把控预制管廊结构尺寸和质量，提高耐久性；能提前设计和生产，大大缩短工期；现场拼
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装，节能环保。不足有：生产需要相对完整或一定规模的工厂和各类配套机具设备，对作业人员的专业性、技能性要求高；造价较高。
（三）浅埋暗挖法。浅埋暗挖是一种常见的暗挖法。相比其他工法，它有灵活多变的特点。其主要遵循“十八字”原
则，在管廊埋深较浅的地下浅层挖掘，要点是禁止带水作业，必要前提是开挖面要有一定的自立性和稳定性。它适用于管廊在已建城区的施工和改造。
优点有：占地很少，几乎不会对道路产生影响，不影响城市交通；基本适用于各类地质类型，限制因素少；环境干扰小，噪音小，对周边建筑和地下管线影响小。不足有：各施工
工序、
各单元各环节把控难度大，施工难度较大，工期较长，成本高；对人员的专业技能要求也高。（四）盾构法。随着城市化的发展，城市地铁和隧道技术中见到盾构法的运用越来越多。盾构法是借助盾构机外壳和自动按序拼接的预制管片去支承已开挖的四周围岩来防
止区间隧道坍塌，同时把挖出的土或水泥浆等混合物运出的方法。
盾构法适用于繁华城区综合、复杂的管廊施工，挖掘距
离较远。尤其在松软含水层，埋深大的长管廊，盾构法有技术和经济的优越性。
优点有：自动化、机械化水平高，从而施工速度快、效率高；高精度拼装预制衬砌管片，质量、防水可靠；易于现场管理且不需大面积占道，对交通和环境影响小。不足有：须两个深基坑作为工作井，对两端工作面协调性要求高，且工程
造价很高；在转弯曲线半径上，
有很大难度；圆形断面空间利用率相对较低。
（五）顶管法。顶管法是在始发井内，由顶进设备产生顶力，使各个预制连接管节克服与周围土体摩擦，将管节按设计要求依次顶入土中，并将顶出的土方运走直到将掘进机（工具管）推进至接收井吊起的方法。控制要点主要是纠偏，涵盖管节方向控制，顶力大小及方向，开挖面土体稳定性，后靠结构及其土体稳定性等。
当周围环境要求严格控制地层变形或无降水条件可采用顶管法，广泛适用于管廊直接穿越障碍物如车流量大的市区道路、
公路、铁路、河流或建（构）筑物。优点有：顶管机械化程度高，安全可靠，人员劳动强度低，能节约征地拆迁费，降成本；减少环境污染和道路堵塞，社会效益好。不足有：纠偏和变向困难。
四、城市综合管廊运维管理
（一）BIM+GIS融合技术系统。随物联网、大数据迅猛发展，BIM技术能集成项目全生命周期各种相关信息，对综合管廊数据统一存储、整合并进行精细化管理。GIS技术主要能展现管廊位置、周边地理信息和地形地貌。BIM+GIS可视化平台能与统一运维管理信息平台相辅相成。
BIM+GIS融合技术系统，能实现管廊内部参数信息与外部地理空间信息，地下与地上、微观与宏观巧妙联动一体化管理。管理人员能对综合管廊地下、地上立体模型进行场景构建、测算、导航、查询、分析和标绘，还能规划巡检、逃生路线等操作。
（二）监控与报警系统。
1．环境与设备监控系统。环境监控系统通过在每个防火分区安装专门仪表，对内部环境参数实时监测。主要监测
指标有管廊内空气温、
湿度、氧含量、硫化氢（H2S）含量、甲烷（CH4）含量和集水坑液位。若出现超标或紧急状况会报警，
并能及时联动设备消除不利影响，如启动通风控制箱强制换气以保障空气流通、通过传感器启动排水泵排水。
设备监控系统对通风、排水、供电和照明等集中管理控制。
2．安全防范系统。为保证工作人员安全和管廊长期运行安全，须在各个重要位置安装监控。包括：视频监控：在管廊出入口、重要区域设置摄像头进行有效监视。门禁管理：每个出入口均设门禁，通过实名制读卡，防止未经许可人员进入，并自动做完整记录，方便查询。入侵报警：在通风口、吊装口和井盖等易从外界入侵的部位设置红外入侵探测装置和声光报警器，能将信号上传到监控中心预防非法入侵。电子巡检：实现人员定位，二维码设备扫描等功能。
3．预警与报警系统。设置火灾报警控制器、防火门监控和声光烟报警装置等，对可燃气体、电力电缆温度和烟雾进行监测，同时每隔一定距离设置手动报警按钮，这都有利于消防联动控制。能在第一时间内启动照明、灭火装置和消防
广播，
保证人员快速撤离，降低因火灾造成的损失。4．通信系统。常分为固定有线电话和无线对讲两类。固定通讯：在分区、舱内和设备集中位置设置供内部工作人员与监控中心人员的固定语音电话，实现沟通。无线语音：满足巡检、维修人员在错综复杂管廊内与监控中心人员间建
立通信联络，
方便巡检人员随时接收通知或反馈信息。5．自动巡检系统。鉴于综合管廊自身结构长、人工巡检效率低等情况，可利用巡检机器人替代人工对管廊巡检，能
提高效率但要注意其存在盲区。若发生险情，机器人可到现场而避免二次伤害。
五、结论与展望
总体设计属于综合管廊设计的主干。综合管廊施工方法丰富多样，具体施工时应按实情选取合适的方法，精心施工和管理。以BIM+GIS和监控与报警系统为支撑的集成化统一运维管理信息平台对综合管廊可持续发展具有重要意义。城市综合管廊作为城市地下管道的建设将成为城市未来发展的大潮流。另外，移动智能巡检机器人技术和综合管廊与海绵城市、智慧城市相结合还有待进一步研究。参考文献】1］范一鸣，尹学英，徐婧，李博．综合管廊断面设计及施工技术探讨［J］．居业，2019，12］彭涛．综合管廊总体设计标准化探索［
J］．城市道桥与防洪，
2019，23］张美英，杨建文．城市综合管廊在设计和施工中的方案探讨［J］．城市建设理论研究，2018，254］毕天平，孙强，佟琳，张立楠．南运河管廊智慧运维管理平台研究［J］．建筑经济，2019，40（3）5］杨党锋，刘晓东，苏锋，贾新会，武佩佩，黄勇．城市地下综合管廊智慧运维管理研究与应用［J］．土木建筑工程信息技术，
2017，9（6）·221·
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