城市地下管廊和海绵城市

地下综合管廊 海绵城市新技术 新机遇 汇报人 宋林技术研发中心2015年10月 论述大纲 一 地下综合管廊 1 1背景及概念1 2国内外发展现状1 3地下综合管廊设计1 4地下综合管廊施工1 5中铁一局相关技术 论述大纲 二 海绵城市 2 1背景及概念2 2国内外发展现状2 3海绵城市的构建2 4工程建设模式2 5低影响开发 LID 技术 论述大纲 一 地下综合管廊 1 2国内外发展现状1 3地下综合管廊设计1 4地下综合管廊施工1 5中铁一局相关技术 1 1背景及概念 地下综合管廊 1 1概念及特点 1 研究背景 问题的提出 1 管线纵横交叉 错综复杂 马路拉链 空中蜘蛛网 等所带来的问题日益凸显 城市管线 生命线 2 条块分割 管理分散 各专业管线单位隶属十分复杂 多头管理 3 维护管理难度大 4 地下管线信息 资料不完备 不统一 1 1概念及特点 是指道路挖了填 填了挖的现象 道路建设缺乏统一的规划 管理 多家企业 各自为政 导致马路不断开肠破肚 马路拉链 城市道路的上方电缆线强弱电混合 电线与网线 电话线交织 错综复杂 像是一张 蜘蛛网 空中蜘蛛网 1 管线纵横交叉 错综复杂 马路拉链 空中蜘蛛网 等所带来的问题日益凸显 1 1概念及特点 各专业管线单位隶属十分复杂 多头管理 涉及政府30多个部门 一些管线专业管理单位 如 电业局 通信公司等 由国家或省里直接管理 还有些管线专业管理单位 如 煤气公司 自来水公司等 由省里行业管理部门管理 影响城市的再开发 再建设 2 条块分割 管理分散 各专业管线单位隶属十分复杂 多头管理 1 1概念及特点 直埋式的管线建设不利于管线破坏或渗漏的及时检修 管线的小规模渗漏不易发现 而大范围 严重的破坏往往是由小规模的损坏引起的 不利于处理紧急事件 突发紧急事故时 管道的渗漏检测 管道位置的开挖 管道的更换往往需要较长的时间 3 维护管理难度大 a 部分城市地下管线历时长久 资料不完备 b 管线各系统之间互相独立 管线管理各自为政 无法信息共享 造成管线资料查阅不集中 更新不及时 c 数据不统一 资料无统一标准 查阅困难 1 1概念及特点 4 地下管线信息 资料不完备 不统一 2 概念 在城市地下建造一个隧道空间 将市政 电力 通讯 燃气 给排水等各种管线集于一体 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 建设综合管廊的意义在于充分利用地下空间 节省投资 便于管理维护 保障城市安全 地下综合管廊 共同沟 1 1概念及特点 3 特点 综合性强 特点 成效性 方便维护 合理利用地下空间资源 市政管线集中综合布置 形成新的城市地下智能化网络运行管理系统 地下综合管廊采用钢砼框架结构 经济性 安全适用性 抗震防灾性能 耐久性 地下综合管廊内预留巡查和维护空间 便于检修和处理紧急事件 1 1概念及特点 2013年9月 国务院印发 国务院关于加强城市基础设施建设的意见 用3年左右时间 在全国36个大中城市全面启动地下综合管廊试点工程 2014年6月 国务院办公厅 关于加强城市地下管线建设管理的指导意见 六方面 加强规划统筹 统筹工程建设 加大老旧管线改造力度 加强维修养护 开展普查工作 完善法规标准2014年12月26日 根据财政部 关于开展中央财政支持地下综合管廊试点工作的通知 中央财政决定对地下综合管廊试点城市给予专项资金补助 4 政治动态 政策 1 1概念及特点 2015年4月10日 财政部 住房城乡建设部确定10位的城市进入2015年地下综合管廊试点范围 包头 沈阳 哈尔滨 苏州 厦门 十堰 长沙 海口 六盘水 白银 2015年7月28日的国务院常务会议指出 推进城市地下综合管廊建设 是创新城市基础设施建设的重要举措 不仅可以逐步消除 马路拉链 空中蜘蛛网 等问题 用好地下空间资源 而且可以带动有效投资 打造经济发展新动力 2015年8月10日 国务院办公厅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 于公布 工作目标是到2020年 建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营 政策 1 1概念及特点 表住建部10试点城市地下管廊项目规划 表PPP模式重点推广领域 政策 国内计划到2018年建设地下综合管廊389公里 2015年开工190公里 总投资351亿元 根据测算 未来地下综合管廊需建8000公里 投资规模将达1万亿 1 2015年5月 住房城乡建设部发布了 城市地下综合管廊工程规划编制指引 建城 2015 70号 2 2015年6月 城市综合管廊工程技术规范 GB50838 2015实施 3 住房城乡建设部发布了 城市综合管廊工程投资估算指标 以下简称 指标 自2015年7月1日起施行 1 1概念及特点 5 技术标准 规范 1 1背景及概念1 3地下综合管廊设计1 4地下综合管廊施工1 5中铁一局相关技术 1 2国内外发展现状 地下综合管廊 城市地下综合管廊最早开始于十九世纪的是欧洲 1832年法国巴黎霍乱大流行 为了改善城市环境 1833年法国巴黎建设建造大型地下排水系统 后逐步延长完善 至今已有2400km 容纳了给水 通讯 压缩空气管道等公用设施 形成了早期的地下综合管廊 西欧各国看到巴黎综合管沟的优点之后 纷纷开始建设 英国伦敦市区已建有22条地下综合管廊 俄罗斯莫斯科建有120km的地下综合管廊 国外发展现状 1 2国内外发展现状 日本大规模兴建综合管沟 是在1963年制订 综合管沟法 以后 到1981年末 日本全国综合管廊总长约156 6km 按照规划 到21世纪初已达到526km 现在的日本已经成为全球范围内综合管沟建设最为发达的国家 1 2国内外发展现状 我国地下综合管廊萌芽在1958年 北京天安门广场敷设了一条长1076m的地下综合管廊 1977年配合 毛主席纪念堂 施工 又敷设了一条长500m的地下综合管廊 真正意义上我国早期地下综合管廊建设为1994年上海浦东新区张杨路11 125km长地下综合管廊 收容给水 电力 信息与煤气等四种城市管线 国内发展现状 1 2国内外发展现状 1 2国内外发展现状 深圳 光明新区华夏路地下综合管廊这一全新的市政设施已于2010年10月9日竣工验收 断面为3米 2 8米矩形 全长1300米 沟内已有1根给水管 28根电力电缆和9根弱电电缆投入使用 珠海横琴新区是国家级新区 地下综合管廊于2010年3月开始建设 概算总投资19 8亿元 横琴已建成覆盖全区 全长33 4公里的 日 字形综合管廊网络 共有电力 通讯 给水 中水 供冷及垃圾真空系统等6种管线纳入地下综合管廊 2014年度召开的全国城建工作会议和2015年召开的全国城市地下综合管廊规划建设培训班上被选为重点参观学习的样板工程 1 2国内外发展现状 西安 沣西新城作为建设西安国际化大都市的新兴产业基地 也是国内新城区建设中大规模发展综合管廊的首家示范区 在22条主干道 31条次干道 87条支路合计铺设综合管廊建设近500公里 目前 在建的6条主干道 13条次干道均同步建设了电力 通讯综合管廊 全长约55公里 采取单舱式 分舱式 主要建设电力 通讯综合管廊 1 1背景及概念1 2国内外发展现状1 4地下综合管廊施工1 5中铁一局相关技术 1 3地下综合管廊设计 地下综合管廊 1 3地下综合管廊设计 分类 城市综合管廊工程技术规范 干线综合管廊 缆线管廊 功能 支线综合管廊 现浇钢筋混凝土 施工工艺 预制拼装 明挖工法 施工方法 预制拼装式 暗挖工法 城市综合管廊工程技术规范 1 分类 用于容纳城市主干工程管线 采用独立分舱方式建设 干线综合管廊 用于容纳城市配给工程管线 采用单舱或双舱方式建设 支线综合管廊 浅埋沟道方式 设有开启盖板但内部空间不能满足人员通行要求 容纳电力电缆 通信电缆 缆线管廊 功能 干线型 支线型 缆线型 采用现浇整体浇筑混凝土 现浇钢筋混凝土 工厂内分阶段浇筑成型 现场采用拼装工艺施工成为整体 预制拼装式 施工工艺 现浇钢筋混凝土 预制拼装 1 3地下综合管廊设计 结构形式 矩形 圆形 椭圆形等 2 结构形式 1 3地下综合管廊设计 马蹄形断面 概念 其他形式 法国 英国 1 3地下综合管廊设计 组成 综合管廊本体 管线 监控系统 通风系统 供电系统 排水系统 通讯系统 标示系统 地面设施 包括地面控制中心 人员出入口 通风井 材料投入口等地面设施 内容 总体设计 空间设计 断面设计 节点设计 管线设计 给水 再生水管道 排水管渠 天然气管道 热力管道 电力电缆 通信线缆 附属设施设计 消防系统 通风系统 供电系统 照明系统 监控与报警系统 排水系统 标识系统 结构设计 材料 结构承载能力极限状态设计 正常使用极限状态设计 抗震设计 预应力设计 预制结构拼缝和接头设计 防水防渗设计等 3 设计内容 设计内容 1 3施工关键技术问题 4 设计要点 设计要点 防渗止漏 工程抗震设计 综合管线布置 A 电力 信息线缆 敷设时要保持安全距离 电信线缆与高压 特高压电力线缆应分室设置 B 燃气管线 独室 与电力电缆应分开 C 排水管线是重力流 造价 D 供热管道 独室 外表面温度在30 以上 排气 放气阀 排水系统 防渗止漏是地下工程的一个技术难点 湿度降低地下综合管廊内管线和监控设施的工作寿命 技术措施 a 控制变形 b 细部构造防水 城市生命线工程 地震等灾害的冲击下 会出现大面积功能性障碍 甚至于导致城市系统全面的功能瘫痪 由于管道维修的放空 包括可能发生泄漏等情况 将造成一定的地下管廊内积水 因此 地下综合管廊内需设置必要的排水设施 1 1背景及概念1 2国内外发展现状1 3地下综合管廊设计1 5中铁一局相关技术 1 4地下综合管廊施工 地下综合管廊 1 4国内施工技术 小顶管施工法 管线国内既有施工技术 水平定向钻进法HDD 盖挖法 沉管法 导向钻进施工法 气动矛施工法 夯管施工法 小型隧道掘进 明挖沟槽法 明挖法 暗挖法 水平定向钻 气动矛施工 夯管施工 明挖法 暗挖法 地下综合管廊国内施工技术 TBM法 地下结构工程领域 盾构法 暗挖法 明挖现浇施工 明挖预制拼装法 重点介绍 顶管法 1 4国内施工技术 1 4国内施工技术 最常用的施工方法 采用这种施工方法可以大面积作业 将整个工程分割为多个施工标段 以便于加快施工进度 同时这种施工方法技术要求较低 工程造价相对较低 明挖现浇施工法 明挖预制拼装法是一种较为先进的绿色施工法 在发达国家较为常用 采用这种施工方法要求有较大规模的预制厂和大吨位的运输及起吊设备 同时施工技术要求较高 工程造价相对较高 明挖预制拼装法 明挖现浇钢筋混凝土 闭式电缆沟 出线管组 工作井 明挖预制拼装 1 1背景及概念1 2国内外发展现状1 3地下综合管廊设计1 4地下综合管廊施工 1 5中铁一局相关技术 地下综合管廊 1 5中铁一局相关技术 2012年 中铁一局厦门公司在福建平潭开发区首次进行3 52km地下综合管廊建设 该地下综合管廊为矩形箱涵双仓结构 采用明挖法施工 综合舱 4 9 3 2m 给水管 通信电缆 中水管及直饮水管位设为一舱 电力舱 2 2 3 2m 高压电力电缆110kV及220kV 中压10kV电力电缆为一舱 技术经验 专利 液压式模板台车 开挖方案 石质地段 淤泥质地段 中风化地段 深度大于9m局部地段 1 5中铁一局相关技术 技术经验 2015年建设的乌市首条地下综合管廊 其中中铁一局负责高铁片区卫星南路延伸工程的一段综合管廊 长800米 采用双 仓 设计 空间大的 仓 主要用于雨水 热力管线 小 仓 则用于电力 通信等管线 二 海绵城市 2 2国内外发展现状2 3海绵城市的构建2 4工程建设模式2 5低影响开发 LID 技术 2 1背景及概念 海绵城市 1 研究背景 问题的提出 2 1海绵城市概念及特点 1 内涝严重成常态 城市防 排洪能力弱 2 水资源短缺 污染严重 3 生态系统破坏严重 城市化进程加快 城区建筑密度大 硬质路面比例大 降水下渗通道被阻碍 城市化和各项灰色基础设施建设导致植被破坏 水土流失 硬质路面比例增大 不透水面大大增加 地表水与地下水连通中断 极大改变了径流汇流等水文条件 城市排水系统不合理或老化 排水能力不足 过去的城市排水管网设计以 快速排除 和 末端集中 控制为主要设计理念 往往造成逢雨必涝 旱涝急转 难以应对大流量的雨洪 2 1海绵城市概念及特点 1 内涝严重成常态 城市防 排洪能力弱 2 1海绵城市概念及特点 城市内涝统计图 b 西安 a 北京 2 1海绵城市概念及特点 灰色基础设施 钢筋混凝土的道路 桥梁 楼房 地面 下水道等 绿色基础设施 路旁绿化 园林绿地 城市公园 自然景观等 生态化 a 灰色基础设施 b 绿色基础设施 2 1海绵城市概念及特点 b 城市化后 城市排水系统 快速排除 和 末端集中 a 城市化前 2 1海绵城市概念及特点 2 水资源短缺 污染严重 中国目前有16个省 区 市 人均水资源量 不包括过境水 低于重度缺水线 有6个省 区 宁夏 河北 山东 河南 山西 江苏 人均水资源量低于500立方米 为极度缺水地区 人均水资源量分级 轻度缺水 低于3000立方米 中度缺水 低于2000立方米 重度缺水 人均水资源低于1000立方米 极度缺水 人均水资源低于500立方米 2 1海绵城市概念及特点 3 生态系统破坏严重 湿地是一类特殊过渡类型生态系统 在抵御洪水 调节径流 改善气候 控制污染 维护区域生态平衡等方面有其它系统所不能替代的作用 据调查显示 我国湿地面积比10年前减少339 63万公顷 接近一个海南岛的面积 目前 全国湿地面积5360万公顷 占国土面积的5 58 2 概念 美国 澳大利亚以及欧洲的城市建设和雨水利用给我们提供了很好的借鉴 这些国家提出了最佳管理措施 BMPs 低影响开发 LID 绿色基础设施 GI 水敏性城市设计 WaterSensitiveUrbanDesign 水资源综合管理等理念 2012年4月 在 2012低碳城市与区域发展科技论坛 中 海绵城市 的概念首次提出 中国在学习借鉴国外知识和经验的基础上 进行了生态城市 低碳城市 智慧城市 水生态文明城市建设的实践 立足于我国的水情特征和水问题这一背景 创新地提出了建设自然积存 自然渗透 自然净化的 海绵城市 的构想 概念的提出 2 1海绵城市概念及特点 指城市能够像海绵一样 在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的 弹性 下雨时吸水 蓄水 渗水 净水 需要时将蓄存的水 释放 并加以利用 海绵城市 下沉绿地 湿塘 绿色屋顶 透水砖 土壤渗滤 2 1海绵城市概念及特点 海绵城市 3 特点 特点 排水防涝理念 不影响水文环境 快排式 水的循环利用 雨水的渗透 滞留 集储 净化 循环使用和排水密切结合 开发前后径流量总和和峰值流量保持不变 水文特征的稳定可以通过对源头削减 过程控制和末端处理来实现 2 1海绵城市概念及特点 弹性适应 环境 和谐发展 遵循顺应自然 与自然和谐共处的低影响发展模式 保护和恢复水生态系统 低影响措施减轻暴雨对城市的影响 国际经验和实践表明 在提升城市排水系统时完全可以优先考虑把有限的雨水留下来 优先考虑更多利用自然力量排水 把自然和城市建设融合起来 实践证明是有效的 2 1海绵城市概念及特点 2012年4月 在 2012低碳城市与区域发展科技论坛 中 海绵城市 的概念首次提出 2013年9月 国务院发布 国务院关于加强城市基础设施建设的意见 2013年12月12日 习近平总书记在 中央城镇化工作会议 的讲话中强调 提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来 优先考虑更多利用自然力量排水 建设自然存积 自然渗透 自然净化的海绵城市 2014年11月2日 住房和城乡建设部对外印发 海绵城市建设技术指南 低影响开发雨水系统构建 试行 4 政治动态 政策 2 1海绵城市概念及特点 2015年4月 2015年海绵城市建设16个试点名单如下 迁安 白城 镇江 嘉兴 池州 厦门 萍乡 济南 鹤壁 武汉 常德 南宁 重庆 遂宁 贵安新区和西咸新区 2015年5月28日 住房城乡建设部在广西壮族自治区南宁市举办全国海绵城市建设培训班 2015年7月 江苏省住房和城乡建设厅出台了 关于推进海绵城市建设的指导意见 江苏省也因此成为全国率先发文推进 海绵城市 建设的省份 政策 2 1海绵城市概念及特点 规范 2 1海绵城市概念及特点 5大类 17种低影响开发技术 主要有透水铺装 绿色屋顶 下沉式绿地 生物滞留设施 渗透塘 渗井 湿塘 雨水湿地 蓄水池 雨水罐 调节塘 调节池 植草沟 渗管 渠 植被缓冲带 初期雨水弃流设施 人工土壤渗滤等 图集 2 1海绵城市概念及特点 2015年4月30日 由华蓝设计 集团 有限公司主编的 南宁市海绵城市建设标准化图集 低影响开发雨水控制与利用工程设计标准图集 试行 海绵城市 2 1背景及概念2 3海绵城市的构建2 4工程建设模式2 5低影响开发 LID 技术 2 2国内外发展现状 2 2国内外发展现状 国外发展现状 国外一些发达国家早在20世纪60年代就开始对城市雨水污染 雨水资源利用等问题开展了理论体系的研究 经过几十年的探索研究和在实际工程中的应用 已经形成了相对比较成熟 城市雨水利用在一些发达国家已经进入标准化产业化阶段 开始走向系统化 体系化和规范化 自20世纪90年代起 已经形成系统的雨洪管理体系 如最佳管理措施 BMPs 低影响开发 LID 绿色基础设施理念 GI 最佳场地设计 BetterSiteDesign 可持续城市排水系统 SUDS 水敏感性城市设计 WSUD 等 这些表述已得到广泛使用 2 2国内外发展现状 国外发展现状 美国 最佳管理措施 BMPs 低影响开发 LID 绿色基础设施理念 GI 绿色雨水基础设施 GSI 日本 东京1992年开始建造 地下神庙 历时15年 最先进的下水道排水系统 英国 可持续城市排水系统 SUDS 澳大利亚 水敏感性城市设计 WSUD 地下神庙 排水系统全长6 4公里 包括5个高65米 宽32米的巨型竖井 竖井之间由内径约10米的管道连接起来 2 2国内外发展现状 据考古发现 北京地区一些地方就有古代的地下暗沟 具有存储和调蓄雨水的作用 现代意义上的城市雨水利用在我国发展较晚 我国城市雨水控制技术起步于20世纪80年代 初期主要集中在雨水利用 近年来雨水控制技术重心逐渐转向雨洪调控及利用 20世纪80年代 重点是为了半干旱地区农田灌溉与解决当地居民生产 生活用水 例如我国西部地区甘肃地区的 121雨水集流工程 西部省份陕西 甘露工程 山西省地区的 123工程 内蒙古自治区的 112集雨节水灌溉工程 等促进了雨水集蓄利用的研究和推广应用 国内发展现状 2 2国内外发展现状 21世纪以来 我国城市雨水资源化利用的进程明显加快 2008年 北京奥运会代表性建筑国家体育馆和国家游泳中心雨水回收利用系统的正式启用 2010年上海世博会的建筑在设计建造过程中考虑了雨水回收利用系统 2012年之后 围绕以LID低影响开发技术 水敏感性城市规划与设计 WSUDS 等为代表的西方国家先进的生态雨洪管理技术 海绵城市 的概念逐渐被提出并走向管理层面 并在实践中得到了更有力的推广 2012年4月 海绵城市 概念在 2012低碳城市与区域发展科技论坛 首次提出 2013年12月12日习近平总书记在 中央城镇化工作会议 的讲话 2015年海绵城市建设16个试点名单 2 2国内外发展现状 陕西西咸新区沣西新城 规划建设了小区内部 市政道路 景观绿化 中央雨洪四级系统 实现了雨水的综合利用 每年收集利用雨水4000万m3 城市防洪能力提升2倍 节约景观式浇灌用水资金1亿元 2 2国内外发展现状 嘉兴 低影响开发示范工程 蒋水港绿道 2 2国内外发展现状 北京雁栖湖生态发展示范区 2 2国内外发展现状 北京雁栖湖生态发展示范区 改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后 2 1背景及概念2 2国内外发展现状2 4工程建设模式2 5低影响开发 LID 技术 2 3海绵城市的构建 海绵城市 2 3海绵城市的构建 内涵 海绵城市 一种新型的可持续城市开发模式 狭义的低影响开发规划理念侧重源头控制 强调利用小型 分散式源头措施维持场地开发前后水文特征不变 缓解面源污染负荷加重 减缓由不透水面积增加而造成的洪峰流量增加 保护以及维持区域自然水文功能 使径流系数减小的城市雨水管理理念 广义的低影响开发则是全程控制 即采用 源头减排 中途转输 末端调蓄 的综合控制措施 通过 渗 滞 蓄 净 用 排 等多种技术 实现城市良性水文循环 提高对径流雨水的渗透 调蓄 净化 利用和排放能力 维持或恢复城市的 海绵 功能 结合中国国情 土地开发强度大城市内涝径流污染水资源短缺用地紧张 建设 建设 控制高频率的中 小降雨事件 1年重现期的暴雨 基于低影响开发 LID 理念 实现对雨水的渗透 储存 调节 转输与截污净化等功能 一般包括绿色屋顶 透水铺装 雨水花园等相对小型 分散式的低影响源头设施 低影响开发雨水系统 2 3海绵城市的构建 控制1 10年重现期的暴雨 通过传统排水系统的管渠 泵站等灰色雨水设施 结合GSI BMP等新型雨水基础设施 构建综合的蓄排系统实现对雨水的综合控制 同时应结合低影响开发LID雨水系统共同组织径流雨水的收集 净化 存储 转输与排放 调节雨洪流量 提升排水能力 一般包括管渠 泵站 调节池等 雨水管渠系统 2 3海绵城市的构建 控制10 100年重现期的暴雨径流 应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流 通过广义LID GSI 叠加狭义LID与雨水径流蓄排系统 结合灰色雨水设施来实现对实现对高重现期暴雨的综合控制 一般包括综合选择自然水体 湖泊 多功能调蓄水体 雨水湿地 行泄通道 内河 沟渠 调蓄池 深层隧道等自然途径或人工设施 超标雨水径流排放系统 2 3海绵城市的构建 海绵城市 低影响开发雨水系统 优先解决 特征元素 尺度 范围 目标 实施路径 优先解决 特征元素 尺度 范围 目标 实施路径 2 1背景及概念2 2国内外发展现状2 3海绵城市的构建2 5低影响开发 LID 技术 2 4工程建设模式 海绵城市 2 4工程建设模式 建设模式 海绵城市低影响开发雨水系统构建途径 贯穿于总体规划阶段 控制性详细规划阶段