城市地下管廊和海绵城市

1、地下综合管廊、海绵城市 新技术、新机遇,技术研发中心 2015年09月,论述大纲,一、地下综合管廊,1.1 概念及特点 1.2 国内外发展现状 1.3 施工关键技术问题 1.4 国内施工技术 1.5 中铁一局相关技术,论述大纲,二、海绵城市,2.1 概念及特点 2.2 国内外发展现状 2.3 建设原则 2.4 建设内容 2.5 建设技术,三、总结,论述大纲,一、地下综合管廊,1.1 概念及特点,各类管线纵横交叉、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）研究背景,问题的提出,城市地下管线是城市重要基础设施，是城市各行业、各功能区有机连接的生命线，,1.1 概念及特点

2、,条块分割、管理分散。随着城市建设快速发展，城市地下管线的重要性及由条块分割的管理体制引起的矛盾日益突出。各专业管线单位隶属十分复杂，多头管理。,（1）研究背景,问题的提出,1.1 概念及特点,地下管线资料不完整、查阅困难。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；c.浪费大量的人力物力。,（1）研究背景,问题的提出,1.1 概念及特点,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，提高

3、城市综合承载能力，满足民生之需，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升新型城镇化发展质量，打造经济发展新动力。 要创新投融资机制，在加大财政投入的同时，通过特许经营、投资补贴、贷款贴息等方式，鼓励社会资本参与管廊建设和运营管理。,（1）研究背景,政策背景,1.1 概念及特点,（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,（2）概念,1.1 概念及特

4、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，结构使 用寿命长，长期使用。,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。,1.2 国内外发展现状,国外发展现状,第一阶段是早期阶段。主要是建造管渠工程以收集、输送污废水及雨水，且未作处理就直排水体，逐渐导致城市河流等水体被污染。,第二阶段是”点源治理”阶段。投入大量财力铺设污水管道、建设处理厂、站，强化污水处理，提高污水的收集率和处理率；并对工业污水、污水厂尾水的排放作了严格的控制。,第三阶段是暴雨

5、雨水的管理阶段。为了进一步改善城市水体的水质，70 年代起西方国家便将暴雨雨水的管理提到日程上来，又称“非点源”治理：一是“源控制”；二是 “下游控制”。,1.2 国内外发展现状,地下综合管廊的建设最早出现于1982年巴黎市区下水道系统网络，创造性地在其中布置了一些供水管、煤气管和通讯电缆等管线，形成了早期的地下综合管廊。 英国伦敦市区建有22条地下综合管廊； 俄罗斯莫斯科建有120 km的地下综合管廊； 日本是目前世界上地下综合管廊建设最先进的国家，计划在80多个县级中心城市的城市干线道路下建成长约1100 km的地下综合管廊。,国外发展现状,1.2 国内外发展现状,国内发展现状,排水网普及

6、率偏低,设计标准偏低,投资欠缺，发展缓慢,改造升级，迫在眉睫,1.2 国内外发展现状,我国地下综合管廊建设起步较晚，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，收容了给水、电力、信息与煤气等四种城市管线。另外，上海还建成了总长约6km的嘉定区安亭新镇地下综合管廊系统；杭城建成第一条长达2.16km的钱江新城地下综合管廊。 近年来由于城市排水系统设计规划等级低，扩容建设严重滞后，“看海事件”成为一种“新常态”。作为解决这一问题的优化方案“地下综合管廊”成为城市地下管网建设的首选方案，其发展潜力将不亚于地铁的规模和数量，,国内发展现状,1.2 国内外发展现状,

7、住建部会同财政部开展中央财政支持地下综合管廊试点工作，确定包头、沈阳、哈尔滨、苏州、厦门、十堰、长沙、海口、六盘水、白银等十座城市作为地下综合管廊建设试点城市，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，若按每公里1.2亿元测算，投资规模将达1万亿。,国内发展现状,1.3 施工关键技术问题,地下综合管廊的防渗止漏,关键技术问题,地下综合管廊的抗震设计,地下综合管廊的排水系统,1.3 施工关键技术问题,防渗止漏措施,地下工程防渗止漏是一个技术难点。地下水侵入地下综合管廊不至于产生严重后果，但会增加排水设施的

8、启动次数，同时会增加地下综合管廊内空气的湿度，降低地下综合管廊内管线和监控设施的工作寿命。,设计原则 “放、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”。,控制变形：地下综合管廊工程一般情况下采用整体 现浇钢筋混凝土结构。尽可能增加每节箱涵的分节 长度，减少变形逢的数量，在变形逢缝间设置剪 力键，以减少相对沉降，确保变形缝的水密性。,细部构造防水：在变形缝、施工缝、通风口、投料口 、出入口、预留口等部位，采用复合防水构造措施。,地下综合管廊的防渗止漏,1.3 施工关键技术问题,地下综合管廊是城市生命线工程。由于综合管廊中收纳了城市供水、供气、电力、通讯等多种管线，其在地震等灾害的冲击下，会

9、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，因此，必须进行抗震设计。在抗震减灾设计方面，通过提高结构构造措施来保证地下综合管廊的抗震性能。,地下综合管廊的抗震设计,1.3 施工关键技术问题,由于地下综合管廊内管道维修的放空，以及其他一些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。 在地下综合管廊内设有一侧设排水沟，沿线设置集水井，集水井设置于每一防火分区的低处，每座集水井内设置潜水排水泵，通过排水管引出综合管廊后就近排入道路雨水管。,地下综合管廊的排水系统,1.4 国内施工技术,顶 管 施 工 法,管线国内既有施工技术,水 平 定 向

10、钻 进 法 HDD,盖 挖 法,沉 管 法,导 向 钻 进 施 工 法,导 向 钻 进 施 工 法,夯 管 施 工 法,1.4 国内施工技术,明挖法,非明挖法,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,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。 明挖预制拼装法是一种较为先进的施工法，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

11、吊设备，同时施工技术要求较高，工程造价相对较高。,明挖现浇施工法,明挖预制拼装法,2.4 中铁一局相关技术,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，可容纳给水管、通信电缆、中水管、直饮水管仓、高压电力电缆、中压电力电缆仓等地下管网，该工程的成功建造为企业拓展新兴施工领域积累了宝贵经验。,技 术 经 验,论述大纲,二、海绵城市,2.1 海绵城市概念及特点,城市规模不断扩大，不少湖泊被填埋，人口在增加，水资源越发紧缺。 城市的硬质路面比例大大增加，城区的水文、水力特性明显改变，城市防洪压力很大。 过去的城市排水管网设计以“快速排除”和

12、“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。,（1）研究背景,问题的提出,全国有超过360个城市遭遇过内涝，其中60多个城市单次内涝时间超过12h，淹水深度超过0.5m。 北京、深圳、长沙等城市出现人员伤亡，造成生命和财产损失。 我国1 100 座城市缺水，而雨水又没有得到合理利用，雨水利用潜力巨大。,（1）研究背景,天津,西安,过去三年,2.1 海绵城市概念及特点,（1）研究背景,北京,武汉,2.1 海绵城市概念及特点,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，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

13、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，要求提高城市绿地系统的雨水吸纳能力、海绵型公园绿地建设、海绵型道路和广场建设、海绵型住区建设、公共项目的海绵体建设、提高城市排水系统能力等。 2015年海绵城市建设16个试点名单：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。,（1）研究背景,政策背景,2.1 海绵城市概念及特点,（1）研究背景,政策背景,2.1 海绵城市概念及特点,（2）概念,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

14、以利用。,2.1 海绵城市概念及特点,海绵城市,（2）概念,2.1 海绵城市概念及特点,海绵城市,（3）特点,功能协调,特 点,节约高效,环境优美,城市用水城市用水能够 很好地满足用于居民生 活饮水、工业用水、农 业用水和绿化灌溉、生 态环境用水，城市吸水、 排水和雨洪利用协调等。,城市用水按照节水优先 的原则，重视雨水利用、 中水回用、水循环利用， 节水政策到位，节水技 术普及，节水文化深入 人心等。,人水和谐理念，水污染 治理有效，水质达标， 水生态环境适应生物和 人类生存等。,2.1 海绵城市概念及特点,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

15、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,2.2 国内外发展现状,国外发展现状,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，这些国家提出了低影响开发(Low impact design or development)、水敏性城市设计、水资源综合管理等理念，在城市规划设计中得到了很好的应用。 澳大利亚研究提出了城市洪水、供水、排水、污水、雨水利用和中水回用系统治理的水资源综合管理软件系统工具包( IWM Toolkit) ，在悉尼波特尼地区应用后，通过模型计算和优化分析，市政供水需求减少55% ，污水向河流排放减少80%

16、 ，实现了节水减排防洪的综合目标，促进了悉尼的水环境改善。,2.2 国内外发展现状,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，并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。 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，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。,国内发展现状,2.2 国内外发展现状,2015年海绵城市建设16个试点名单：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。,国内发展现状,陕西

17、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,2.3 海绵城市建设原则,建设原则,统筹建设： 低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统，从对城市原有生态系统进行保护、生态恢复和修复、低影响开发等方面着手实施。 自然途径

18、与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。,建设原则：“规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设”。,低影响开发雨水系统,海绵城市的 建设内容,城市雨水管渠系统,超标雨水径流排放系统,通过对雨水的渗透、储 存调节、转输与截污净 化等功能，有效控制径 流总量、径流峰值和 径流污染,传统排水系统，应与低 影响开发雨水系统共同 组织径流雨水的收集、 转输与排放,应对超过雨水管渠系统 设计标准的雨水径流， 一般通过综合选择自然 水体、多功能调蓄水体、 行泄通道、调蓄池、 深层隧道等自然途径 或人工设施构建

19、。,建设内容,2.4 海绵城市建设内容,低影响开发技术,以蓄留、分流、渗透、净化的源头控制理念解决传统雨水管理技术所带来的问题，有效减轻城市化对水循环过程带来的负面影响，营造出舒适宜人的水景观，对实现生态设计、加强公众教育与参与、指导城市的新区建设和旧区修复意义重大。,透水铺装,绿色屋顶,下沉式绿地,生物滞留设施,渗透塘,渗井、渗渠,湿塘,雨水湿地,蓄水池,雨水罐,调节塘,植草沟,植被缓冲带,2.5 海绵城市建设技术,低影响开发技术,低影响开发技术工作重点要转移到增加城市的调蓄能力上来，关键是要多建能吸水的“海绵体”，具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体，把80% 左右雨水留住，以便涵养水源，改善城市生态效益。作为提高城市防洪排涝减灾能力、改善城市生态环境、缓解城市水资源压力的目标。 “海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。既要保护原有的河、湖、池塘等天然水系，维护城市开发前的自然水文特征; 又要恢复被破坏的水生态，加强水环境治理，创造城市发展的生态空间。,2.5 海绵城市建设技术,论述大纲,三、总结,城市地下综合管廊建设的提出，使得城市地下空间的开发利用已经转化为 “统一规