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综合管廊的综述报告

    文章来源:管廊建设 发布时间:2017年09月27日 点击数: 字号:

  综合管廊的定义
  综合管廊是一种将两种或两种以上的管道放置在一起的地下基础设施,代表着城市地下管线建设和发展的方向,是城市市政基础设施现代化的标志之一。地下综合管廊是指将供水、排水、电力、电信、光缆、热力、燃气等各种管线及其附属设备有选择性的集中安放于一个较大的管廊(或管道管沟)之内,共建共管或共建分管,避免日后反复拆建,合理有效的利用地下空间。综合管沟因收纳管线种类不同,其性质与构造亦不同。按功能综合管沟大致可以分为干线综合管沟、支线综合管沟、干支线混合综合管沟、缆线综合管沟四种。
  管廊的概述
  1、综合管廊(municipal tunnel):也称“共同沟”、“地下城市管道综合走廊”,它采取统一规划、统一建设、统一布线的方式,在城市地下空间建造一个集约化的公共管线隧道,集中铺设电力、通信、燃气、给排水、热力等各种市政管道,并设有专门的检修、监测、通风、照明、排水等相关配套系统的城市综合管线工程。
  2、干线综合管廊(trunk municipaltunnel)一般设置于机动车道或道路中央下方,采用独立分舱敷设主干管线的综合管廊。
  3、支线综合管廊(branch municipaltunnel)一般设置在道路两侧或单侧,采用单舱或双舱敷设配给管线,直接服务于临近地块终端用户的综合管廊。
  综合管廊的优劣
  1、综合管廊优势在于:便于各种工程管线的敷设、增设、维修和管理,降低了路面的翻修费用和工程管线的维修费用,管道不接触土壤和地下水,因此避免了酸碱物质的腐蚀,延长了管道使用寿命。综合管廊内工程管线布置紧凑合理,减少了道路上的杆柱及工程检查井等,节约了城市用地,避免由于敷设和维修地下管线挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰,保护路面的完整和美观。
  2、综合管廊不足之处:不便分期修建,一次性投资昂贵,当管廊内工程管线较少时,建设费用所占比重大,因此必须正确预测及远景规划,以免造成容量不足或过大,致使浪费或在综合管廊附近再敷设地下管线。同时也须注意各工程管线组合在一起时容易发生干扰事故,所以必须有严格的安全防范措施。
  综合管廊建设应注意的问题
  1、综合管廊平面中心线宜与道路中心线平行,与铁路、公路交叉时宜采用垂直交叉方式,必须倾斜交叉时,最小交叉角不宜小于600。设置在机动车道、道路绿化带下时,覆土深度应按地下设施综合规划、道路施工、行车荷载、绿化种植及设计冻深等因素综合确定。穿越河道时应选择河床稳定河段,最小覆土深度应按不妨碍河道的整治和管廊安全的原则确定。
  2、综合管廊应设置人员逃生孔,且宜同投料口、通风口结合设置。投料口兼顾人员出入功能时净尺寸应满足设备、人员进出的最小允许界限要求,逃生孔内径直径不应小于800mm,且不应少于2个,投料口最大间距不宜超过400m,自然通风方式的通风口最大间距不宜超过200m。明挖施工时逃生孔间距不宜大于200m,非开挖施工的逃生孔间距应该根据综合管廊地形条件、埋深、通风、消防等条件综合确定。逃生孔应设置爬梯,逃生孔盖板应设有内部使用时易于开启、在外部使用时非专业人员难以开启的安全装置。综合管廊的投料、通风口、安全孔等露地面的构筑物应满足城市防洪灾要求或设置防止地面水倒灌的设施。管廊同其他管线连接处,应做好防水和防止差异沉降的措施。
  3、综合管廊标准断面内净高应根据容纳的管线种类、数量综合确定。干线综合管廊的内部净高不宜小于2.1m;支线综合管廊的内部净高不宜小于1.9m,与其他地下构筑物交叉的局部区段的净高不应小于1.4m。当不能满足最小净空要求时,可改为排管连接。
  4、综合管廊内相互无干扰的工程管线可设置在管廊的同一个舱,相互有干扰的工程管线应分别设在管廊的不同空间。信息电缆与高压电缆应分开设置,给水管道与排水管道可在综合管廊同侧布置,排水管道应布置在综合管廊的底部。热力管道、燃气管道不得同电力电缆同舱敷设。燃气管道和其他输送易燃介质管道纳入管廊还应符合相应的专项技术要求。
  5、干线综合管廊、支线综合管廊内两侧设置支架或管道时,人行通道最小净宽不宜小于1.0m;当单侧设置支架或管道时,人行通道最小净宽不宜小于0.9m。
  6、综合管廊内防火分区最大间距应不大于200m。综合管廊的承重结构体的燃烧性能应为不燃烧体,耐火极限不应低于3.0h。防火分区应设置防火墙、甲级防火门、阻燃包等进行防火分隔,交叉口部位应设置防火墙、甲级防火门进行防火分隔。防火墙燃烧性能应为不燃烧体,耐火极限不应低于3.0h。管廊内装修材料除嵌缝材料外,应采用不燃材料。
  7、综合管廊内应设置火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、气体灭火等固定设施。在综合管廊的人员出入口处,应设置灭火器、黄沙箱等灭火材料。
  8、在综合管廊每段防火分区人员进出口处均应设置本防火分区通风设备、照明灯具的控制按钮,管廊内通风设备应在火警报警时自动关闭。综合管廊宜采用自然通风和机械通风相结合的通风方式。通风口的通风面积应根据综合管廊的截面尺寸、通风区间经计算确定。换气次数应在2次/h 以上,换气所需时间不宜超过30min。通风处风速不宜超过5m/s,内部风速不宜超过`1.5m/s。通风口应加设能防止小动物进入综合管廊内的金属网格,网孔净尺寸不应大于10mm×10mm。综合管廊的机械风机应符合节能环保要求,当管廊内空气温度高于40℃时,或需进行线路检修时,应开启机械排风机。管廊应设置机械排烟设施,当管廊内发生火灾时,排烟防火阀应能够自动关闭。
  9、综合管廊的接地系统应形成环形接地网,接地电阻允许最大值不宜大于1Ω。综合管廊的金属构件、电缆金属保护皮、金属管道以及电气设备金属外壳均应与接地网连通。
  10、电(光)缆的支架层间距,应满足敷设和固定的要求,且在多根同置于一层支架上时,有更换或增设任意电(光)缆的可能。支架、桥架应采用可调节层间距的活络支架、桥架。当桥架上下折弯900时,应分3段完成,每段折弯300;当左右折弯900,应分2段完成,每段折弯450。设备供电电缆宜采用阻燃电缆,火灾时需继续工作的消防设备应采用耐火电缆。
  11、输送管道在管廊敷设时,应考虑管道的排气阀、排水阀、伸缩补偿器、阀门等配件安装、维护的作业空间。管道的三通、弯头等部位应设置供管道固定用的支墩或预埋件,在管廊顶板处,应设置供管道及附件安装用的吊钩或拉环,拉环间距不宜大于10m,主干管管道在进出管廊时,应在管廊外部设置阀门井。
  12、综合管廊的监控系统应保证准确、及时地探测沟内火情,检测有害气体、温度等,并应及时将信息传递至监控中心。监控系统宜对沟内供电设备、消防设施等进行检测、就地联动控制和远程控制。
  5结语
  综上所述,综合管廊在市政工程中的应用是非常广泛的,但在工程具体的建设的过程中需要施工人员注意施工问题,以此提高管廊的施工质量。
  施工简介
  第壹  基坑施工
  基坑定义:
  是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。基坑属于临时性工程,其作用是提供一个空间,使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。一般来说,深基坑是指开挖深度大于等于5m的基坑,开挖前应根据地质水文资料,结合现场附近建筑物情况,决定开挖方案,并作好防水排水工作。
  基坑一般分三级:
  一级,重要工程或支护结构做主体结构的一部分,开挖深度大于10米,与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑,基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护的基坑;二级,介于一级基坑、三级以外的基坑;三级,开挖深度小于或等于7米且周围环境无特殊要求的基坑。
  排水方法
  一、明沟排水法:
  又称集水井排水法,是采用截、疏、抽的方法来进行基坑等施工的排水。即在坑内沿坑底周围或中央开挖排水沟,再在沟底设置集水井,使基坑内的水经排水沟流向集水井内,然后用水泵抽出坑外。如果坑较深,可采用分层明沟排水法,一层一层地加深排水沟和集水井,逐步达到设计要求的基坑断面和坑底标高。
  二、人工降水方法主要有:
  1、轻型井点:
  沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,将地下水位降至基坑底以下。适用于渗透系数0.1-50m/d的土层中。
  2、喷射井点:
  是在井点管内设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气,形成水气射流,将地下水抽出排走。其降水深度可达8-20m。
  3、电渗井点:
  以井点管作为负极,打入的钢筋作正极,通入直流电后,土颗粒自负极向正极移动,水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。
  4、管井井点:
  由滤水井管、吸水管和抽水机组成,井管埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数决定,一般间距10-50m,最大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离≤1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),适用于降水深度3-5m、渗透系数20-200m/d的基坑中施工降水。管井法施工简单、排水量大、易于维护、经济实用。
  支护方法:
  一、浅基坑的支护
  1、短柱横隔板支撑
  2、临时挡土墙支撑
  3、斜柱支撑
  4、锚拉支撑等支护方式
  深度不大的三级基坑,当放坡开挖有困难时,可采用以上支撑方式
  5、放坡开挖
  不设围护,仅在基坑四周放坡的坑内土体开挖方法,适用于场地开阔,周围无重要建筑物的工程。
  6、斜柱支撑
  先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶,斜撑底端在木制撑桩上,挡土板内侧填土夯实。适于开挖较大型、深度不大的或使用机械挖土的基坑。
  7、锚拉支撑
  先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板,柱桩上端用拉杆拉紧,挡土板内侧填土夯实,适用于深度不大、不能安设横(斜)撑的大型基坑。
  二、深基坑的支护
  8、围护墙深层搅拌水泥土
  深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
  优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。
  劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。
  适用:闹市区工程。
  9、高压旋喷桩
  高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。
  优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。
  劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
  适用:施工空间较小的工程。
  10、钻孔灌注桩
  钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
  优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。
  劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。
  适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。
  11、地下连续墙
  一般地下连续墙可以定义为:利用各种挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。
  优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。
  劣势:造价较高,施工要求专用设备。
  适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。
  12、土钉墙
  土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。 优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
  劣势:土质不好的地区难以运用;
  适用:主要用于土质较好地区。
  13、SMW工法
  SMW是Soil Mixing Wall的缩写, SMW工法1976年在日本问世,是日本一家中型企业--成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利,现该法广泛应用于沿海地区地下连续墙和深基坑止水帷幕。
  该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。 SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机,其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分,此外还研制了其他一些机型。
  优式:(1)挡水性强;(2)对周围地基影响面小;(3)多用途(能适应各种地层);(4)工期短;(5)造价低。
  适用:城市高架桥下等施工,空间受限制的场合,或海底筑墙,或软弱地基加固。
  14、钢板桩
  钢板桩施工是指在运用钢板桩在施工的过程中到达基坑支护的作用的施工过程。槽钢板桩它的抗弯能力比较弱,所以通常多用于小于4米左右的沟槽。拉森钢板桩(项目部采用)是由正反扣搭接或并排组成的,抗弯能力较强,通常所见到的拉森钢板桩长有12米、15米、18米。
  适用:钢板桩适用于埋深较浅的粘性土、砂土、淤泥等软弱地层基坑的支护。
  第贰  廊体施工
  一、明挖现浇法及施工主体能力要求
  明挖现浇法建造综合管廊是国内建设综合管廊的主要技术选择之一。
  现代意义上的城市地下综合管廊工程建设在我国上世纪90年代就开始了,已经建成的上海、广州等地的综合管廊起到了很好的示范作用。从工程角度来看,综合管廊只是一个埋设于地下的带状构筑物,廊道断面的体量远小于地铁,埋深位于浅层地下空间(<15米),采用的土方大开挖加混凝土现浇的施工工艺,其技术含量并不高,技术风险基本可控。据此判断,这样的工程项目完全不需要使用国内顶尖的施工单位或专业市政工程施工单位来承建。需要注意的是,当前把廊道工程的土建施工和管线安装施工完全割裂的做法是违背建设项目整体性原则的错误做法,必须得到迅速纠正。而当依据改正后的整体设计展开社会资本采购时,作为综合管廊整体工程中重要的各种专业管线的安装、调试就自然成为对投标的施工企业的能力要求,而从这一点来看,市政工程公司可能还不如其他工业门类的工程公司更有经验。鉴于此,与综合管廊施工能力相匹配的施工企业以综合性见长的工业门类甲级工程公司更为适宜。政府主管部门应该尊重科学,在进行社会资本采购时避免人为垫高门槛,把可能的社会资本拦在门外,让竞争更加充分,让行业壁垒遁形于公开、公平、公正的竞争氛围中。
  二、预制拼装法及施工能力要求
  1、预制拼装法建造综合管廊的技术发展简况
  1875年Willion Henry Lascell发明的improvement in the construction of building标志着装配式结构的诞生,1945-1970年间,在全欧洲因为劳动力缺失,大规模的使用了预制装配式建筑,与此同时,欧美国家预制装配式综合管廊建设随之兴起。日本后来居上,自1990年之后,采用预制箱涵装配化建设综合管廊开始在工程中大量应用。
  我国随着制造工业的迅猛发展,预制装配式结构工厂化生产也实现了快速崛起,在交通业、建筑业以前的现浇施工领域,逐渐形成了标准的预制构件装配式施工,不仅提高了工效,也有效的保证了质量,预制构件中小的像铁路轨道板、盾构管片,大的像铁路箱梁、城轨的U形梁等,混凝土预制制品的范围不断扩大,其中,综合管廊的预制管涵也在近年得到了大的发展。
  2、综合管廊预制拼装的施工特点与有待完善的技术空间
  预制装配式城市综合管廊,与现有明挖现浇技术比较,具有以下优势:
  a、以预制管件结构为主体的管廊结构,可以不仅大大降低材料消耗,而且管廊结构具有优异的整体质量、抗腐蚀能力强,使用寿命长;
  b、可实现标准化、工厂化预制件生产、不受自然环境影响,可以充分保证预制件质量和批量化生产;
  c、现场拼装施工,可大大提高生产效率,降低建设成本;
  d、工厂化生产保证了管廊结构的尺寸准确性,同时也保证了预制装配式城市综合管廊安装的准确性;
  e、无需施工周转材料、无需占用大量材料堆场、施工时间大为减少,可有效降低综合管廊的建设成本。因此,预制拼装法是代表我国综合管廊建设领域技术进步的一个方向。
  目前我国综合管廊混凝土预制构件生产方式根据构件规格和运输条件,分工厂化作业模式和移动式现场预制模式。在工厂化作业模式中又有台座法生产和流水线制造之别,技术日臻成熟。
  受制于运输的经济性和安全性考虑,对于大型预制构件,工厂化制备显得不利,由此诞生了移动式预制生产模式。移动式预制生产模式类似游牧作业,像综合管廊这样的带状工程,可以借用沿施工线路一侧或者周边规划大临或者小临用地,利用安全区域的某狭长地带建立移动式预制生产设施,将预制混凝土构件所需的设备、材料、工装模块等直接运到项目的施工现场附近,就近下料、预制、养护、然后将产成品短距离运输到拼装场地,进而完成拼装作业。当某个区段的廊道施工完毕后,可将移动式装备拆装到下一个场地,如此往复,从而大大节约成本、提高工效。
  但是,预制拼装法建设综合管廊仍然面临很多问题。从预制工装模块的角度来看,因为预制构件的形状、材料等不同而有很大的差异。在拼装构件的形状方面,当前有底板现浇加预制板片拼装、双侧对称的正反L型预制构件拼装、U型预制结构体加预制顶板拼装、整体预制管涵节段拼装、预应力顶盖节段与预应力底座节段拼装等,在预制管件材料选用方面,除了钢筋混凝土预制构件外,大直径塑钢缠绕管也进入到了综合管廊工程应用中。以上各种预制拼装方法在国内城市地下综合管廊工程应用中应该说都还没有进入到大规模市场化阶段,预制拼装除了技术上诸如综合管廊走向出现垂直变化或水平变化时,其预制件的结构调整问题、各类管线导入导出时与拼装节段如何结合问题、预制构件如何解决管线安装所需的预埋预留问题、预制构件节段拼装缝防水问题、装成段廊体防漂浮问题等有待完善外,还涉及到预制构件二次设计、预制构件模具设计与制作、预制设备研发与应用、预制工法、移动式混凝土预制装置模块化设计与制备、预制件运输与吊装机械整合、拼装设备研发与应用、拼装工法等一系列技术和管理水平的提升。
  3、预制拼装法建造综合管廊的施工单位选择
  当通过可行性研究阶段的多方案比选,决定采用某种预制拼装法建设综合管廊时,政府实施机构应结合预制拼装法建造综合管廊的诸多特点,在验证技术成熟度的基础上,提前与项目的设计单位、潜在的预制拼装技术提供单位进行沟通,同时也要向PPP咨询机构充分交底,以便在PPP项目实施方案中选择并确定合适的政府采购办法。考虑到预制拼装领域多表现出技术初创、技术及装备的普及率较低、拥有该技术及其施工能力的企业相对固定等特点,估计在施工单位的选择上难有更大的选择范围,换句话说就是,可能的采购方式不得不选用竞争性磋商甚至单一来源采购。
  有一个现实的问题必须引起注意,一般来说,即使是能够制备大型混凝土构件的预制企业,其大多数都不具备较高的施工资质,这是同一家企业试图完全承揽综合管廊预制与拼装工程时的尴尬情形,此时,应该有一家具有一级以上(含一级)施工资质的企业参与社会资本联合体,并由他主导施工管理。
  三、盾构法及施工能力要求
  1、盾构技术在隧道工程中的应用情况
  采用盾构法建造城市地下综合管廊的思路来自盾构技术在隧道工程中的应用。
  盾构法应用始于1818年,由法国工程师布罗诺尔(M I Brunel)研发并取得专利,至今已有180多年的历史。我国在1957年北京的下水道工程中首次使用了盾构法修建地下工程。
  盾构法进行隧道施工的基本原理是用一组有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体并向前推进。这个钢质组件在初步和最终隧道衬砌建成前,主要起着防护开挖出的土体坍塌、防止地下水或流沙的入侵、保证作业人员和机械设备安全的作用。盾构作业方法是先在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构设备安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔出发,在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计预留洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力,由盾构千斤顶反作用于竖井或基坑后壁的力予以克服。盾构是一个既能支撑地层压力,又能在地层中推进的钢筒结构,钢筒直径稍大于隧道衬砌的直径,在钢筒的前面设置各类的支撑和开挖土体的装置,在钢筒中段周圈内安装顶进所需的千斤顶,钢筒尾部是具有一定空间的壳体,在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。盾构每推进一环距离就在盾尾支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧道及地面下沉,隧道在盾构推进的过程中不断形成。
  我国盾构技术及装备水平发展很快,目前国内已经拥有从2.44--16m挖掘直径的不同型号盾构机,可满足圆形、矩形、马蹄形及其他特殊断面形状的隧道掘进需要,在地铁、过江隧道等建设领域发挥了重要作用。
  2、盾构法建造地下综合管廊的优势及其局限性
  ① 盾构法建造综合管廊的现状及优势
  我国采用盾构法建设综合管廊的历史不长,且多为配合性局部工程,如天津市刘庄桥海河改造工程中的地下共同过河隧道,盾构施工总长度226.5m。隧道内部共分为4个功能空间,分别供电力、通信、热力自来水、中水和煤气管线通过。南京云锦路电缆隧道莫双线220kv下地工程中的一部分采用了盾构技术,该工程是江苏省首条盾构法施工的电缆隧道,也是国内首条超高压电缆隧道。盾构隧道全长849m,埋深5.2-9.8m,盾构穿越地段主要地层为淤泥质粉质黏土。在当前新一轮城市地下综合管廊建设热潮中,沈阳市南运河段综合管廊拟采用盾构法施工,其双圆单仓综合管廊总长度12.8km,建成以后这将是国内盾构法施工建设的最长的一条综合管廊。
  采用盾构法建设城市地下综合管廊具有一系列优点,主要表现在:
  a)在盾构支护下进行地下工程暗挖施工,不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件影响,能经济合理地保证综合管廊安全施工。
  b)盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化,掘进速度快,施工劳动强度较低。
  c)地面人文自然景观可以得到良好的保护,周围环境不受盾构施工干扰,这在中央商务区、交通密集区、及在老旧城区改造的同时建设综合管廊时,尤其显示出盾构法施工的优越。
  d)在松软地层中,较开挖埋深大、距离长、直径大的综合管廊,盾构法具有经济、技术、安全等方面的优越性。
  ② 盾构法建造综合管廊的局限性
  a)经济性
  盾构法运用于城市地下综合管廊工程最突出的问题就是工程造价偏高,这将非常不利于盾构法在该领域的推广应用。从对沈阳市综合管廊试点项目的相关数据比较可知,盾构法施工较明挖现浇法施工其土建工程造价要高出一倍左右。由于目前市面上还没有开发出适应地下综合管廊特点的盾构设备,大部分盾构机都是直接采用修建城市地铁的盾构装置,这样就导致修建综合管廊工程的土建造价与修建同样数量的地铁相当。因此,如何降低土建造价是一个必须面对和要解决的问题。
  b)盾构技术与综合管廊的匹配要求
  盾构技术本身还需要与综合管廊的诸多要求相磨合,其相关标准、规范、工程技术等的成型与成熟尚需时日。其中包括:浅埋深状态下(地表标高负15m左右)综合管廊盾构施工的适宜性、廊道盾构施工与综合管廊附属设施(如通风口、投料口、管线引出口等)的关系处理、如何满足综合管廊廊道特殊设计(主要是转弯、起伏、交叉等)时的盾构施工、如何满足廊道内各类管线的架设、悬吊、支撑等技术要求等。
  c)盾构装备水平及操作技术水平的提升空间
  盾构机是与廊道形状一致的在盾构外壳内装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械,主要包括9大组成部分,分别是:盾体、刀盘驱、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统、液压系统和辅助设备。这样一个庞大的集约化装置,任何一个部件的缺陷或故障都会影响盾构施工效率,事实上,装备的改进一直在进行中。
  而完整的盾构作业更是需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及防堵、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的高度配合,其工程的系统协调及其复杂。
  d)盾构施工中的几项具体技术问题
  ★廊道管片设计问题
  廊道衬砌结构主要是由管片构成,它也是盾构施工的最终产物。管片所形成的结构物是永久性的,因此管片的设计是非常重要的环节。目前我国一些地区已涉及到盾构隧道管片设计的规范性要求,但尚没形成系统地、完整地盾构隧道设计规范。因此进行盾构隧道管片设计理论的研究成为当务之急。
  ★开挖面的稳定问题
  盾构法的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工,因此其施工的关键就是维持开挖面的稳定性。泥水加压式盾构与土压平衡式盾构是目前维持开挖面稳定性方面的主要方式,应在采用泥浆或流塑性土体控制开挖面压力的机理研究方面下大功夫。
  ★盾构姿势和线路控制问题
  盾构机是一个由盾构千斤顶驱动、在地中运动的庞然大物。盾构机行走的轨迹要严格遵循廊道的设计要求,小的偏移会造成管片拼装等施工操作上的困难,过大的偏移会造成廊道的偏移甚至影响廊道使用,而盾构机的偏移由于围岩的不均匀性、曲线段施工、推力的偏心、刀盘旋转的反作用力等影响,可以说在实际施工中是难以避免的,这就需要对千斤顶和推力进行合理的调控,严密掌握盾构机姿态,将偏移量始终控制在允许的偏差范围之内,保证综合管廊盾构施工质量。
  3)盾构法建造综合管廊的施工单位选择
  采用盾构法建造综合管廊绝对不是到施工图设计阶段才可以决定的,它必须通过前期可行性研究阶段的一系列方案比选,具备相应条件才可能决定采用。因此,政府实施机构应参照预制拼装法建设综合管廊的做法,结合盾构法建造综合管廊的诸多特点,提前与项目的设计单位、潜在的盾构技术提供单位进行沟通,同时也要向PPP咨询机构充分交底,以便在PPP项目实施方案中选择并确定合适的政府采购办法。考虑到盾构法施工对大型盾构装备的要求,对操作大型系统化盾构机技术力量配备的要求,估计具备条件的施工单位不会太多,因此,建议采购方式选用竞争性磋商。
  而就施工单位应具备的条件来看,盾构施工需要配置盾构机是基本要求,即使可以通过租赁市场租用到盾构机(当前此类市场尚不发育),施工单位也需要组建一支技术力量有充分保障的盾构施工队伍,因此,这样的一支施工力量不是短时间内能够拼凑起来的,再加上对工程业绩的要求,则盾构法建设综合管廊的施工单位必须具有施工总承包一级以上(含一级)资质。
  四、浅埋暗挖法:
  是在距离地表较近的地下进行各类地下洞室暗挖的一种施工方法。埋层浅,地层岩性差,存在地下水,环境复杂等地区适合此法。在明挖法和盾构法不适应的条件下,浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。它具有灵活多变,对道路、地下管线和路面环境影响性小,拆迁占地少,不扰民的特点,适用于已建区的改造;
  五、顶管法:
  当管廊穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时,采用的一种暗挖式施工方法。在施工时,通过传力顶铁和导向轨道,用支撑于基坑后座上的液压千斤顶将管线压入土层中,同时挖除并运走管正面的泥土。适用于软土或富水软土层。无需明挖土方,对地面影响小;设备少、工序简单、工期短、造价低、速度快;适用于中型管道施工,但管线变向能力差,纠偏困难。