综合管廊是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施^[1],并设投料口、进风排风井、人员出入口、通风、监控等附属系统。由于实施统一规划、设计、建设和管理,综合管廊避免了由于敷设或维修地下管线而反复挖掘道路,减少对道路交通和居民出行造成的影响和干扰,保持路面的完整和美观;提高了市政管线的耐久性和安全性;便于对各种管线的敷设、增设、维修和管理;有效利用了地下空间,节约了城市用地;减少了道路的杆柱和架空线等,保证了城市的整体景观,提升了城市品位^[2]。

　　 华东某新区综合管廊工程总长约13km,涉及9条道路,覆盖了新区内10km²的优先发展区。近期建设7条道路下共约10.2km的综合管廊,是该区域内一次性建成的较大规模的环网状综合管廊,具有较高的代表性。

　　 该新区与主城隔江相望,2010年市委市政府为加快推进该新区的发展,成立了“新区开发建设指挥部”,新区建设进入了新的历史时期。新区控制性详细规划明确指出“新区是城市副中心,是展示城市现代化滨江城市风貌的重点地区,是以生态和文化为特色、以发展现代服务业为主要职能的现代化滨江新城”,因此,定位高、建设标准高是新区的特点。其总规划面积93km²,其中优先发展核心区面积约为10km²。

　　 结合上述新区的功能特点和路网建设在先的具体情况,新区开发建设指挥部于2010年提出并决定在优先发展核心区内建设综合管廊。根据新区实际发展和功能需要适时提出综合管廊建设,先于国内近两年综合管廊建设热潮,为高标准新区开发建设提供了好的经验。

　　 目前,本工程已进入安装调试阶段(见图1~图3)。

　　 平面布局是综合管廊工程要解决的首要问题,直接决定综合管廊项目的合理性及经济性。一般来说综合管廊布局应根据以下原则设置:

　　 (1)城市综合管廊宜布设于交通繁忙、地下管线较多的城市主干道以及配合轨道交通、地下道路、城市地下综合体等建设工程地段。

　　 (2)城市核心区、中央商务区、地下空间高度成片集中开发区、重要广场、主要道路的交叉口、道路与铁路或河流的交叉处、过江隧道等。

　　 (3)道路宽度难以满足直埋敷设多种管线的路段。

　　 (4)重要的公共空间。

　　 (5)不宜开挖路面的路段。

　　 (6)综合管廊平面中心线宜与道路、铁路、轨道交通、公路中心线平行。

　　 根据上述布局原则并结合区域地块属性、道路的重要性及开发建设的实际需要,本项目最终在新建9条道路下建设综合管廊(见表1)。

　　 工程平面布局主要特点为:

　　 (1)基本覆盖新区优先发展的商业及高附加值的重要地块。根据核心区地块性质、区域重要性及道路断面等情况,经多次讨论,确定在新区的10km²优先发展区内修建综合管廊,布置在不易开挖的重要道路,如临江路、胜利路、中央大道、商务东街等9条道路下;基本覆盖了优先发展区内的高附加值及重要地块,如商业商务区、滨江公共活动区、重点研发组团及大型公建区等重点区域(见图4)。

　　 (2)环网状布置可使综合管廊的功能发挥最大效益。本工程综合管廊总长约13km,涉及9条道路,南北向道路4条,东西向道路5条,共设1个监控中心和5个人员出入口,其间距约为2km,呈环网状布置,可发挥最大功能效益,具体如下:①与市政管线(尤其是给水管、江水源空调水管)成环成网的布局方式一致,便于敷设和统一管理;②管理人员能较快地进出管廊,且可便捷地巡视不同管廊,便于处理突发事件。

　　 (3)与地铁建设相互协调一致,便于施工,节省工程投资。根据区域总规、控规及相关规划,未来新区将建设3条地铁。即地铁4号线、10号线及11号线。4号线位于中央大道下;10号线位于管廊建设区以外的浦口大道下,与管廊没有交叉;地铁11号线位于丰子河路下。与本工程相关的是地铁4号线和11号线,其中4号线跨江沿中央大道东西向通行,连接新区和主城区,11号线沿丰子河路通行,为南北向主通道(见图4)。4号线与胜利路、临江路及丰子河路综合管廊均有交叉,在胜利路及临江路处为地铁标准段由于埋深大而管廊不受的影响。地铁4号线与11号线在丰子河路与中央大道交叉路口设换乘浦江车站(见图4),因此丰子河路管廊必须避让。与地铁设计部门沟通后,确定将路口丰子河路管廊外移距离浦江站结构外壁20m处,为以后地铁施工预留便利条件,且无需对管廊进行拆改保护,节省了工程投资。

　　 (4)近、远期分配得当,远期预留管廊结合地下空间和道路共同开发建设。本项目远期是商务大街管廊和迎江路管廊(见图4),迎江路位于核心区最北段,地块近期尚未开发,道路亦远期建设,因此迎江路下综合管廊放至远期配合道路共同建设是最佳选择。商务大街位于中央绿轴南西侧,中央绿轴是核心区的中心城市景观绿带,其地下空间将作为购物、娱乐等商业集中区进行开发,因此,把商务大街的综合管廊预留至远期配合地下空间开发共同建设十分必要,与上述两条管廊相接的其他管廊(如临江路、兴城路、丰子河路等)在近期都已预留了“丁字形”或“十字形”节点,远期施工衔接便利。

　　 本项目施工图完成于2012年5月,早于我国的《城市综合管廊工程技术规范》(第1版)的发布时间(2012年10月)。因此,当时根据类似工程设计经验并参考国内外已有工程实例,提出电力、电信、给水及江水源空调管纳入综合管廊,而其他市政管线不纳入综合管廊的设计原则。据此,近期7条路下的综合管廊共分以下3种断面,见图5~图7。

　　 选择电力、电信、给水及江水源空调管4种管线进入管廊主要考虑以下因素:

　　 (1)上述4种重要的市政管线进入综合管廊设计经验丰富,运行管理经验成熟。

　　 (2)给水及江水源空调管等压力管线可随地形起伏而变化,不会加大管廊的埋深。

　　 (3)雨、污水等重力管线对坡度有要求,进入管廊后会逐渐加大管廊埋深,使得工程投资剧增。

　　 (4)燃气管道进入管廊技术要求高,且需单独设舱,直接加大管廊断面和工程投资。

　　 基于以上几点因素,并结合新区实际情况,合理选择了4种市政管线入廊,使得本工程经济合理,易于实施。

　　 本工程地处长江北岸,地理位置特殊,地质情况较差(多数路段为淤泥质粉质粘土),且地下水位较高。地基处理、基坑支护及抗浮等工程措施费高。因此,管廊纵向坡度在满足排水要求的前提下(本工程管廊纵坡设计取值为i≥0.3%,最新版《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838—2015)要求纵坡i≥0.2%),浅覆土原则是合理选择。

　　 结合雨、污水专项规划及河道规划,合理避让排水管线主干管。采用浅覆土原则设计,即标准段覆土按2m左右控制。如与河道及其他未入沟市政管线交叉时,则根据实际需要确定覆土,大大节省了工程投资。

　　 拉森钢板桩经百余年发展已成为应用范围极广的一种支护形式,不仅绿色、环保而且施工速度快、施工费用低,且具有很好的防水功能,具有以下诸多优点:

　　 (1)高质量(高强度,轻型,隔水性良好),施工简单,工期缩短、耐久性良好。

　　 (2)建设费用便宜、互换性良好,可重复使用多次。

　　 (3)施工具有显著的环保效果,大量减少了取土量和混凝土的使用量,有效地保护了土地资源。

　　 (4)处理并解决挖掘过程中的一系列问题。

　　 (5)对于建设工程而言,能够降低对空间的要求。

　　 (6)使用钢板桩能够提供必要的安全性而且时效性较强。

　　 本工程管廊浅覆土原则使得拉森钢板桩这一高效的支护方式得以顺利实施,根据实际不同开挖深度选取9m、12m和15m三类型钢板桩(见图8),其支护的有效性和便捷性在施工过程中得到良好验证。这种支护形式克服了本工程地下水位高、地质条件差(多数路段为淤泥质粉质粘土)及工期紧等一系列问题,使得本工程得以顺利完工。

　　 地基处理是地下工程质量的基本保障也是设计的重要组成部分,地基处理费用占工程投资的比例一般较大,必须认真对待、合理设计。

　　 本工程地质条件差,且管廊沿线有厂房、鱼塘、居民区等,场地条件较为复杂。管廊底标高土层以淤泥质粉质粘土为主,大部分地段均有分布,层厚(1.6~21.0 m)变化大。本工程地基处理,在满足承载力、沉降要求的前提下,综合考虑技术、经济、施工进度等因素,通过比较分析,确定地基处理有以下4种方式:

　　 (1)水泥粉煤灰碎石桩(CFG)复合地基。本工程大部分管廊底标高位于淤泥质粉质粘土层,该土层呈灰色,流塑,高压缩性,属新近沉积土,且具有触变性,不宜作为结构的持力层。采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG)复合地基。搅拌桩施工前进行工艺性试桩,根据试桩情况优化设计参数,从而达到地基处理,调节沉降的效果。

　　 (2)道路红线内管廊采用与道路相同的地基处理方法。对位于道路红线范围内的管廊段,采用与道路相同的处理方案,以保证管廊的沉降与道路相协调。如临江路段内,道路采用排水固结堆载预压法,由道路统一处理,卸载后再进行基坑开挖,施工管廊主体。

　　 (3)采用天然地基。局部管廊基底位于粉质粘土层,承载力相对较高,考虑到管廊本身附加应力较小,在满足承载力、沉降要求的前提下,对于该部分管廊段,采用天然地基而不另做处理。

　　 (4)变刚度调平法。管廊位于桥头过渡段时,结合桥头过渡段的处理工艺,采用变刚度调平法,来调整管廊与桥头段的不均匀沉降,通过调整水泥土搅拌桩桩距、桩长的方式来实现复合地基刚度的渐变,从而达到管廊、道路、引桥协调变形的目的。

　　 针对不同的地质情况,采用上述4种不同的地基处理方式,处理方式灵活针对性强,满足了工程的实际需要,进而达到了优化了工程投资的目的,且施工效果良好。

　　 近两年我国兴起的综合管廊建设热潮,一方面因为我国正处在城镇化快速发展时期,地下市政基础设施建设滞后;另一方面得益于国家大力倡导,国务院办公厅于2013、2014和2015三年连续发文,积极推进综合管廊的建设,特别是2015发布的《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)》,从总体要求、统筹规划、有序建设、严格管理、政策支持等多个方面对我国城市综合管廊建设提出了明确清晰的要求和建设思路,对管线入廊做了强制性规定,而且鼓励社会资本参与综合管廊的建设。

　　 本项目近期建设综合管廊总长约为10.2km,工程总投资约为5.6亿,对项目业主来说,在短时间完成如此规模的融资存在困难。经筛选和谈判,最终选择投资实力雄厚且建设、管理水平高的中交集团下属某公司作为投资方,确定以BT模式完成本项目,解决了工程投融资问题,使得项目顺利上马实施。该项目的融资方式与国家政策契合,事实也证明其融资方式有效可行。

　　 本文从立项、管廊平面布局、管廊断面、纵向埋深、地基处理、支护形式及融资方式等方面介绍了华东某城市新区综合管廊工程的特点,具体如下:

　　 (1)根据新区实际发展和功能需要适时提出综合管廊建设。

　　 (2)综合管廊平面布局合理、功能效益高。

　　 (3)合理选择入廊管线,断面经济。

　　 (4)浅覆土的纵断设计原则利于施工、节省工程投资。

　　 (5)拉森钢板桩支护形式高效实用、施工进度快。

　　 (6)地基处理合理实用。

　　 (7)融资方式积极有效,与国家政策契合。

　　 目前,随着我国综合管廊试点省和试点城市的确定,我国综合管廊的建设进入了高速发展期。各地综合管廊项目纷纷上马,响应国家号召提升城市基础市政设施的建设水平固然是利于民生的好事,但对于投资不菲的综合管廊工程,各建设主体还应审慎,务必按照国务院办公厅2015发布的《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)的指导思想,从前期规划着手,结合各地区的实际情况、因地制宜,提出切实可行的建设方案。希望本文能对类似工程提供一些参考。