城市综合管廊施工技术现状与未来发展趋势

城市综合管廊施工技术现状与未来发展趋势目录CONTENTS1、建设发展形势2、施工技术现状3、未来发展趋势4、几点思考1、建设发展形势1、背景与意义1、1

建设背景1、2

基本概念1、3

建设意义1、4

管廊优势1、5

国外发展1、6

国内发展1.1

建设背景城市市政公用管线是城市赖以正常运行的生命线1.1

建设背景因管线增容、扩容和维修而反复开挖——“拉链路”——严重影响市民交通和安全1.1

建设背景架空管线——空中蜘蛛网——严重影响城市市容；带来很大安全隐患1.1

建设背景安全事故频发全国仅媒体报道的地下管线事故平均每天高达5.6起，每年由于路面开挖造成的直接经济损失高达2000亿元1、2

综合管廊的概念综合管廊是指设置于地面以下用于容纳两种及以上市政管线，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理的构造物及其附属设施，是目前城市地下空间开发的重要形式之一。缆线型综合管廊支线型综合管廊干线型综合管廊1、3

建设意义1、实实在在的民生工程2、供给侧改革，缓解经济增长放缓压力3、打破行业和部门垄断局面4、政治任务1、4

管廊本身优势长效性环保性1、5

国外发展状况

城市地下综合管廊的概念起源于十九世纪的欧洲。自从1833巳黎诞生了丐界上第一条地下管线综合管廊系统后，英国、德国、日本、西班牙、美国等发达国家相继开始新建综合管廊工程，至今已经有将近182年的发展历程了。经过一百多年的探索、研究、改良和实践，城市地下综合管廊的技术水平已完全成熟。1、6

国内发展状况1）发展历程概念阶段争议阶段快速发展阶段赶超和创新阶段2000年~2010年2010年~至今1979年~2000年1978年以前1、6

国内发展状况2012

2013

2014

2014

2014

20152/69/63/36/3

11/16

4/10自2012年开始，国务院等部门相继颁发了一系列文1、6

国内发展状况截止2015年5月，全国共有69个城市在建地下综合管廊，已建和在建里程近900公里，计划建设770多公里，总计1600公里，总投资约880亿元2016.3.5，李克强总理在政府工作报告中提出：2016年开工建设城市地下综合管廊2000公里以上。2、施工技术现状2、施工技术现状2.1

综合管廊施工方法分类2.2

明挖基槽支护技术2.3

明挖主体结构施工技术2.4

顶管施工技术（预制顶推技术）2.5

盾构施工技术2.6

浅埋暗挖法施工技术2.1

综合管廊施工方法分类明挖基槽支护方法结构主体施工方法明挖法明挖现浇不同施工地层不同施工环境不同施工方法明挖预制拼装顶管法

（预制顶推法）不同设计断面暗挖法盾构法浅埋暗挖法2.2

明挖基槽支护技术原状土放坡开挖无支护土钉墙支护钢板桩支护2.2

明挖基槽支护技术地连墙支护桩锚支护桩内支撑支护2.2

明挖基槽支护技术SMW工法支护双排桩支护微型钢管桩支护2、3

明挖管廊主体施工技术U型槽现浇+预制或叠合盖板满堂红支架全现浇滑模或移动模架现浇预制节段拼装分块预制拼装叠合整体式预制拼装1）

明挖主体现浇施工技术基坑开挖与支护地基处理地面防水处理模板与支架混凝土浇筑施工缝与变形缝处理防水施工2）滑模现浇施工技术（整体移动模架/模板台车）中建六局施工的三亚管廊项目，开始采用满堂红支架，后拟采用简易整体移动模架2）滑模现浇施工技术（整体移动模架/模板台车）三局十堰项目拟采用的模板台车，适用于多舱管廊2）滑模现浇施工技术（整体移动模架/模板台车）八局西宁项目整体移动模板台架，适用于多舱管廊快速施工2）滑模现浇施工技术（整体移动模架/模板台车）日本滑模双仓台车使用情况2）滑模现浇施工技术（整体移动模架/模板台车）中建四局施工的包头管廊项目，拟采用桥墩和烟囱的滑模施工技术3）U型槽+预制或叠合盖板施工技术中建六局包头管廊项目——半预制试验段4）

预制节段拼装

明挖预制拼装是指在明挖施工条件下，将综合管廊分块或分节段在工厂预制好，然后运到现场进行拼装的一种施工技术。

日本使用该技术比较早，且技术发展比较成熟。

中国在2012年上海世博园开始第一个试验段后，沈阳、湘潭、厦门等地陆续出现预制拼装的项目。

但近几年随着管廊建设的迅猛发展和建筑工业化的大趋势，预制拼装的项目越来越多，规模也越来越大。十堰市综合管廊（50km）当地政府最早要求全部采用预制拼装结构。1）按组装形式分集美新城城市综合管廊（承插企口型,有后浇带）上海世博园预应力综合管廊浑南新城预制综合管廊预制单仓综合管廊1）按组装形式分预制单仓组合成多仓1）按组装形式分直接预制双仓或多仓2）按断面形式分矩形，目前使用最多。圆形，顶管使用较多。异形，受力更加合理。5）分块预制拼装技术适用于多层大断面管廊施工6）叠合整体式预制拼装技术6）叠合整体式预制拼装技术远大住工：长沙市劳动东路延长线K6+365.5~K6+410，试验段全长44.5米，包含两节四舱标准段，一条变形缝。试验段管廊主体为4舱断面，净高3.3米，宽15.05米，包含高压舱、雨水舱、燃气舱和综合线路舱，拟容纳的管线包括给水、再生水、热力、220KV、110KV和10KV电力、通信等市政管线。6）叠合整体式预制拼装技术6）叠合整体式预制拼装技术

与全现浇相比质量好，速度快，现场无钢筋和模板脚手架作业；

与全预制相比，运输和吊装作业费用低，结构整体性好，防水性能好；

已出台了《哈尔滨市预制装配整体式混凝土综合管廊技术导则》

已在哈尔滨一期管廊2标正式应用，宇辉集团；

拟在十堰北环路管廊推广应用。2、4

顶管施工技术（预制顶推技术）1）顶管分类——手掘式手掘挤压式顶管施工示意图顶进装置示意图1）顶管分类——机械式顶管机2）矩形顶管机的发展20

世纪70

年代，日本最早开发了矩形顶管机20

世纪80年代后，世界各国掀起了开发异形断面掘进机的高潮，先后进行了矩形隧道、椭圆形隧道、双圆形隧道、多圆形隧道盾构掘进机及施工技术的试验研究和工程应用。我国从2005

年早期上海自行研制的土压平衡矩形顶管机开始，到2014年最新研发的世界上最大断面的矩形顶管机（7.5

m×10.4m），制造技术已经非常先进。3）矩形顶管技术应用条件与优势1)

穿越较松软的土质地层时;2)

穿越铁路、公路、河流或建筑物时;3)

对于街道狭窄且两侧建筑物较多时;4)

在车流和人流量大的闹市区街道施工，又不能断绝交通时;5)

现场条件复杂，与地面工程交叉作业，相互干扰，易发生危险时;6)

管道覆土较深，开槽土方量大，并需要支撑时。4）矩形顶管典型工程案例2014年9月6日，中铁隧道集团承建的郑州市红专路下穿中州大道顶管隧道正式贯通。“中原一号”顶管机宽10.12米，高7.27米，是当前世界上最大的矩形盾构顶管之一。掘进距离105m，号称最长且

未采用中继间的矩形顶管隧道。影像4）矩形顶管典型工程案例2014年12月上海城建隧道股份承建郑州市纬四路下穿中州大道隧道主线正式通车。隧道断面7.5米X10.4米，长110米，“中州一号”矩形顶管掘进机也成了世界之最。5）国内首个预制顶推管廊项目5）国内首个预制顶推管廊项目双仓管廊中的中隔墙只能在顶推完成以后后做，这是一个施工难题：现浇？预制？6）预制顶推施工工艺流程1、始发井施工2、预制砼管节3、掘进机安装到位4、管节安装5、掘进顶推6、准确贯通7、通道贯通8、投入使用2、5

盾构法盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构简介图盾构机1）综合管廊盾构案例曹妃甸工业区1号路跨纳潮河综合管廊工程位于规划区北部，正交下穿纳潮河。综合管廊采用2根DN5500的盾构管道，建设2条廊道，长约1046m。建成后将使工业区内的供水、供电、通讯、排污、热力等各类管线得到集中管理。综合管廊纵剖面图1）综合管廊盾构案例曹妃甸工业区综合管廊工程台湾盾构综合管廊施工现场1）综合管廊盾构案例

成都市计划建设成洛大道快速路改造工程综合管廊全长约4437米。

入廊管线包括给水管、输水管、220千伏高压电力线、10千伏电力线、通信线、垃圾渗滤液管、中压及次高压天然气管。

断面内径8.1米，外径9米，分为左上、左下、右上、右下四个舱，分别对应水电信舱+燃气舱+高压电力舱+输水舱。”2）盾构管廊的优缺点缺点优点

盾构施工速度快

安全性好

地层适应性强

圆形断面利用率低，如管线全部入廊，需要更大的断面直径，成本较高。

适合复杂的繁华城市区管廊施工

允许有较大的平曲线和纵坡

下料口、通风口等特殊节点不好设置，施工难度特别大沈阳即将投入使用，西安正在论证可行性2、6

浅埋暗挖法浅埋暗挖法施工主要用于电力、热力等隧道的施工，目前较少应用于综合管廊施工。3、未来发展趋势3、未来发展趋势1)

三位一体综合管廊建设新模式将得到建设设计人员的青睐《城市综合管廊工程技术规范》相关规定：3.0.6综合管廊工程的规划与建设应与地下空间、环境景观等相关城市基础设施衔接、协调

。4.1.3综合管廊规划应坚持因地制宜、远近结合、统一规划、统筹建设的原则。4.1.4

综合管廊规划应集约利用地下空间，统筹规划综合管廊内部空间，协调综合管廊与其它地上、地下工程的关系。3、未来发展趋势1)

三位一体综合管廊建设新模式将得到建设设计人员的青睐武汉光谷中心地下空间中关村新区综合管廊，总建筑面北京通州新城运河核含综合管廊（24.67km）积95050m2，管廊层合计65225m2

心区复合型公共地下空间3、未来发展趋势2)

快速绿色的施工新技术将得到大面积的推广应用整体移动模架技术多舱预制装配技术叠合整体式施工技术3、未来发展趋势3)

大断面下穿重要建构筑物的顶管技术将得到迅猛发展包头管廊项目是第一例，但会有越来越多的下穿建构筑物管廊案例出现3、未来发展趋势4)

长距离暗挖掘进施工的盾构技术将得到更多应用首例：曹妃甸工业区管廊济宁济北新区双拼矩形穿纳潮河（直径6.4m）盾构2.2×2.5米成都、沈阳即将使用西安等地正在研究3、未来发展趋势5)

众多新型管廊结构或材料正在研发推广过程中钢制管廊预制特殊节点可装配式可调节支架4、对管廊建设的几点思考4、几点思考4.1

规划管理问题4.2

结构设计问题4.3

防水设计问题4.4

快速绿色施工问题4.5

施工及验收标准问题4.6

BIM技术应用问题4.1

规划管理问题

没有城市区域规划、地下空间整体规划，为赶形势、为求政绩，跟风建设。

丌切实际、局部孤立的短期规划；为大求全的管线入廊规划。

牵头管理部门丌明确，前后工作丌连续。建议：

要严格按照《城市地下综合管廊规划编制指引》编制管廊规划。

立足本城市实际情况和总体发展规划，考虑长远、适度开发、逐次建设。

综合考虑周边环境情况，考虑立体式综合式的规划设计原则。

明确统一牵头单位，保持总规、与规、建设计划、可行性研究等工作的连续性。4.2

设计问题

结构设计100年如何有效保证？

管线全部入廊以后，断面设计五花八门，给施工带来了极大的困难。

雨污水等特种管线入廊以后给设计和施工都带来了很大困难，而丏建设成本也大幅上涨。建议

结构设计时要考虑到影响到混凝土耐久性的构造措施，施工时保证质量。

国家层面出一套标准断面图。

雨污水管线的入廊要慎之又慎，要结合实际当地情况（雨污水建成年代、原状路面坡度、现状路断面尺寸、当地天气等等）决定是否入廊。4.3

防水设计问题

二级防水设计要求是否和100年相矛盾？

各地防水设计五花八门，丌切实际，盲目照抄。

预制拼装及预制顶推的接缝防水设计依据丌足。建议：

基于已建成管廊的渗漏水情况，建议提高管廊的防水等级，保证100年寿命。

应该制订管廊与项的防水设计和施工标准。

坚持良好的防水设计原则，幵开发新材料戒新技术。

预制拼装不预制顶推的防水设计要有针对性。

防水设计原则气候条件水文地质结构特点施工方法使用条件技经指标结构自防水为根本施工缝、变形缝等接缝防水为重点有效、可靠、操作方便的防水方案防、排、截、堵相结合材料是基础设计是前提施工是关键刚柔相济因地制宜综合治理六大因素、四项原则、三个环节、二个重点

防水设计问题几种新型作法——施工缝、变形缝等特殊节点处作法基本不变全外包防水（卷材或涂料）+内涂渗透结晶材料全外包防水（卷材或涂料）底板无防水，其它外包防水（卷材或涂料）外涂渗透结晶材料混凝土内掺渗透结晶材料

明挖预制拼装防水体系

预制节段戒分块的混凝土结构自防水为主：≥C40，P8；

不同接缝结构形式的防水为重点，接缝防水构造设计要通过室内和现场试验验证（相关规范都没有明确规定）；

丌同环境下的结构外包防水为辅助：一般情况下预制结构外无需外包防水和内涂渗透结晶材料，有的在接头处设计有附加层；

暗挖预制顶推防水体系

预制管节的混凝土结构自防水为主：≥C50，P8；

无需外包防水和内涂渗透结晶材料；

按设计要求确定是否做接缝防水试验。

拼缝接头试验经验（1）《城市综合管廊工程技术规范》、《地下工程防水技术规范》、《给水排水管道工程施工及验收规范》等国家标准中尚无适用于预制管廊接头的水压试验的条文，本项目借鉴单口水压试验的方法，进行工厂内进行的拼缝接头水压试验以及现场进行的检验批抽检拼缝接头水压试验。

拼缝接头试验经验（2）通过分析区域气象条件、管廊水文地质条件、预制管廊的工作状态以及拼缝接头防水最不利条件，并参照相关规范，明确了拼缝接头试验的合格标准，其中试验压力值按照基底埋深加1米计算。。（3）明确了拼缝接头试验的方法，进行了大量的试验，通过分析总结试验结果和数据，得出了试验影响因素，优化确定了生产控制允许偏差和现场安装方案，确定了橡胶条尺寸及硬度等性能参数，并确定了将单根钢绞线预加锁紧力值、管廊内缝尺寸，作为现场拼装合格控制标准，具体数据以试验为准。（4）工厂内拼缝接头水压试验成功后方可进行现场拼装，现场每个检验批抽检1个拼缝接头进行水压试验。4.4

快速绿色施工问题

目前较多采取明挖现浇施工方法，一是对周边环境影响大、二是消耗大量的周转材料戒临时材料、三是人力成本越来越高。

预制拼装施工技术还没有得到各方的普遍讣可。

特殊节点的处理对于整体移动模架和预制拼装施工来说都比较困难。建议：

要开发灵活方便成本低的整体移动模架（滑模）技术。

大力开发幵各方努力推广应用预制拼装技术，切实做到快速方便成本低。

研发特殊节点预制的可行性以及节点现浇不周边预制节段的连接技术。预制拼装与现浇的比较●预制：22d●现浇：40d◆

结果：预制节省18d，缩短45%工期施工施工●预制：土建总成本29.5万●现浇：土建总成本30.9万1.4万，工期成本◆

结果：预制节约成本降低4%●预制施工快速，可迅速回填、对社会经济影响小●现浇：开挖时间长，造环保社会●预制：干作业，噪声小，污染小，施工文明有序●现浇：湿作业，噪声污染严重效益效益成影响大◆

结果：预制施工社会效益显著◆

结果：预制环保效益好对比结果：预制综合管廊应作为建设地下综合管廊的首选施工工法。不含土石方开挖，仅包括箱涵产品及施工服务的造价对比：10公里以内：预制超过现浇＞10公里：预制低于现浇5.4

施工验收问题

《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015涵盖规划、设计、施工、验收等各个阶段，可以指导各个阶段的工作，可以作为大纲性的标准。

没有与门的施工和验收规范，管廊有自己的特点，既丌同于一般的地下工程（地铁隧道），也丌同于一般的市政管线工程，而丏也出现了很多新的内容，比如预制装配，预制顶推、叠合