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城市地下综合管廊建设项目水土保持方案研究

张克斌

上海承恒环保工程有限公司,上海,201600

摘要: 随着城市快速发展,地下综合管廊是补齐城市地下基础设施“短板”的重要举措,文中通过对成地下综合管廊进行实例研究,探讨分析地下综合管廊工程设计特点、施工特点,分析总结了地下综合管廊工程水土流失影响因素及特点,构建了地下综合管廊水土流失防治措施体系,为同类型生产建设项目水土流失防治参考。
关键词: 地下综合管廊;水土保持;措施体系
DOI:10.12721/ccn.2023.157086
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前言(研究背景)

近年来,随着城市快速发展,地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显,一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件,为切实加强城市地下管线建设管理,保障城市安全运行,推进城市地下综合管廊建设,统筹各类市政管线规划、建设和管理,有利于保障城市安全,合理利用地下空间,是补齐城市地下基础设施“短板”的重要举措。

为推进城市地下综合管廊建设,上海市委、市政府确定了三个综合管廊试点区,分别为浦东新区临港地区地下综合管廊建设试点工程、普陀区桃浦及真如地区地下综合管廊试点工程,松江区松江南部大型居住社区地下综合管廊试点工程分别开工建设,其中松江区松江南部大型居住社区地下综合管廊工程总长度24.7公里,总投资约35亿元,为上海最大规模的综合管廊试点工程,也是松江新型城镇化建设的30项试点任务之一,更是被列为上海市重点项目;本文以松江区松江南部大型居住社区地下综合管廊二期工程为例进行分析,以期为同类型生产建设项目水土流失防治参考。

1.项目概况

松江区松江南部大型居住社区地下综合管廊二期工程(下文称本项目)位于松江区车墩镇,全长7.5km,项目水土流失防治责任范围总面积为16.11hm2,永久占地0.27hm2,临时占地15.84hm2。工程于2018年1月开工,计划至2023年6月竣工,建设内容为管廊土建主体及配套的电气、监控、给排水、消防、通风工程;工程分布在金玉路(松金公路-松卫北路)、泖亭路(松卫北路-欣浪路)、松卫北路(香亭路-南乐路)、南乐路(香亭路-玉阳大道)、南乐路(玉阳大道-松卫北路)4条道路的5个路段,管廊共穿越洞泾港、高家厍2条河道、穿越现有道路松卫北路,项目平面布置图见下图:

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图1.1  松江南站大型居住区综合管廊工程平面布置图

2城市地下综合管廊建设项目建设特点

2.1城市地下综合管廊建设项目设计特点

(1)基本情况

城市地下综合管廊建设项目一般位于城市市区,工程走向由城市规划、建筑、城市景观、技术、基础设施、道路交通等条件约束,主体工程布置于地下,永久占地面积较小,临时占地面积很大,工程现状占地类型较多。

(2)项目组成

城市地下综合管廊建设项目一般由管廊建筑和配套的附属设施构成,管廊建筑包括在管廊及管廊起止点设置的端头井、为管线及设备投放设置的吊装口、为管线提供出入口的管线分支口、为管廊通风的通风口、供工作人员逃生的逃生井、供工作人员出入的出入口、与其他规划等管廊相衔接的交叉口;配套设施由排水系统、消防系统、通风系统、供电系统、通信系统、地理信息系统等组成。

(3)结构

城市地下综合管廊建设项目标准断面一般为单层三舱或两舱结构,建筑结构主要为三孔、双孔钢筋混凝土箱涵结构,底板下为素混凝土垫层,侧墙及中隔墙与顶、底板相交处做腋角;围护结构主要型式有钢板桩、工法桩+钢板支撑、钻孔灌注桩等。

2.2城市地下综合管廊建设项目施工特点

(1)施工阶段及任务

前期施工准备阶段工程主要包括地上林木搬迁、建筑物拆除;地下燃气、电气、给水、排水、污水、电力等管线改迁;拆改迁工作完成后,要进行三通一平、施工生产生活区搭建等工作。

地基与基础施工阶段包括地基开挖、基础结构施工等基本施工任务,主要由基坑排水、土方开挖、基坑围护、地基处理、基础施工等单元工程组成

主体结构施工阶段是建筑主体形成好的过程,主体结构施工阶段主要任务有模板搭设、钢筋工程、混凝土工程等单元工程组成。

(2)施工占地情况

施工过程中的占地按照占地性质(占地期限)可分为永久占地和临时占地两种类型。永久占地,即为项目占地红线范围以内地上部分,临时占地指在项目施工阶段由临时道路、施工生产生活区等组成的施工临时设施占地;本项目永久占地0.27hm2,临时占地15.84hm2

(3)土石方平衡情况

项目建设施工过程中涉及土石方的施工主要包括表土剥离、场地平整、基坑开挖、基坑无用空间回填等,表土剥离主要是地表开挖或回填区域,施工前需要将地表上具有腐殖质层的表层土,场地平整主要是挖高填低的过程,基本可实现挖填平衡;根据主体工程特点,项目挖方较多,填方较少,基坑开挖会产生大量多余土方,管廊项目为线性工程,一般情况为分段施工,部分多余土方可用于基坑无用空间回填,但废弃土方量依旧很大。

3水土流失影响因素及特点

3.1自然因素

自然因素是水土流失的潜在因素,是客观条件。上海市水土流失的自然因素包括降雨、风力、植被、地形地貌和土壤类型条件等,

根据《全国水土保持区划(试行)》,项目一级区属南方红壤区,本工程自2018年1月开工,计划至2023年6月完工,上海汛期雨量较大,每年5~9月份的降水量约占全年降雨量的70%3,本工程施工期间跨越5个汛期,汛期期间易造成水土流失,需加强水土保持措施管理。

3.2项目水土流失特点

3.2.1占地类型多样

本项目线路长7.5km,项目穿越河道、林地、耕地等区域,从项目扰动地貌分析,按 GBT 21010-2017《土地利用现状分类》一级分类确定,项目主要扰动地貌有草地、林地、耕地、水域与水利设施用地用地、交通运输用地、其他土地;项目占地比例:草地占比42.46%,耕地占比29.80%,其他土地占比21.15%,林地占比5.90%,交通运输用地占地0.50%,水域与水利设施用地占比0.19%,项目占地类型较多,会对当地生态环境造成一定影响,导致沿线植被资源的丧失,造成一定生物量的损失。

3.2.2水土流失防治责任范围特点

管廊项目一般线路较长,施工过程中需要设置施工作业带、施工便道等辅助占地,这些因素致使项目施工期占地面积较大;从项目施工布置分析,项目穿越洞泾港河道,根据《上海市跨、穿、沿河构筑物河道管理技术规定(试行)》沪水务[2007]365 号),3.4条规定:燃气、油料、原水引水等管道穿越河道的,其保护范围内河道上下游两岸堤防(防汛墙)必须按规划要求同步实施(河道两岸新建堤防长度均不应小于30m),本项目需修建洞泾港及高家厍河道护岸187m;护岸建设扰动占地界入水土流失防治责任范围。

工程原占地内有林地,涉及林木搬迁,根据松江区总体安排,林地迁移安置由当地政府负责,因此,本项目水土保持方案林木安置占地未纳入水土流失责任范围。

3.2.3土石方特点

根据工程特点,管廊项目一般填方较少,综合利用后仍有多余方量;松江区松江南部大型居住社区地下综合管廊二期工程,项目产生挖方43.37万m3,填方16.74万m3,经本项目综合利用后,仍有余方28.14万m3,由于地下综合管廊工程作为线型工程,需要分阶段施工,土石方调运活动频繁,降雨对项目区域裸露地表和松散土方的击溅和冲刷,土壤侵蚀模数急剧上升。

钻孔灌注桩施工过程中会产生大量泥浆,也会造成水土流失。应加强施工期的临时拦挡、排水沉沙等防治措施,防止泥沙进入外围市政雨水管,堵塞雨水管网;同时在路段加强监管巡查力度,把工程建设造成的水土流失影响降到最低。

4水土流失防治措施体系构建

4.1水土流失防治区划分

水土流失防治区划分根据项目水土流失防治责任范围、并考虑工程施工特点、时效性以及施工过程中可能造成水土流失的特点和可能造成的危害程度存在的差异,根据防治责任范围区不同的施工工艺、水土流失特点、再塑地貌特征和治理难易程度等并遵循一级区应具有控制性、整体性、全局性等原则进行水土流失分区的划分,松江区松江南部大型居住社区地下综合管廊二期工程划分为管廊施工作业带区、河道护岸工程区、施工便道及生产区、施工生活及办公区。

4.2水土流失防治措施布设

防治措施体系布设是在对主体工程设计评价、水土流失预测的基础上,结合项目防治目标及标准,以主体工程设计为依据,本着事前控制原则,从水土保持角度提出主体工程设计的水土保持约束性分析和要求,补充完善水土流失防治措施体系,有效控制项目新增水土流失,治理原有水土流失;

水土保持应注重表土资料的保护和利用,将表土剥离并单独堆放,进行防护,施工结束后回覆利用表土。工程建设过程中产生大量的弃方,主要是工程开挖余土等,方案需优化施工组织设计,开挖土方尽量回填利用,土方临时堆存充分占用工程占地,不额外征地,节约土地资源。

工程所在区域为南方红壤区,汛期雨量较大,根据工程施工扰动特点,合理配置、科学设计水土保持工程措施、植物措施、临时措施,形成有效的水土流失综合防治体系,有效控制项目区水土流失。

临时占地应尽量恢复原土地利用类型,尤其注重耕地的恢复,保护和改善项目区农业生产条件,改善生态环境。

注重工程成本与防治效果,水土保持工程措施尽量选用当地材料;植物措施坚持适地适树,注重乡土树种进行植被建设。

项目主体工程设计中与水土保持相关的防护工程较多,包括绿化修改、土地复垦等工程措施,具有很好的水土保持功能,为避免防护措施重复建设,水土流失防治措施体系的设立拟在原有主体工程防护设计的基础上,以工程水土流失重点防治部位为点,全面、合理、系统地布设水土保持综合防治措施体系,进行水土保持工程的措施布局,以形成完整的水土保持防护体系,达到水土流失防治目标。水土流失防治措施体系见下图:

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注:“*”表示主体列入的水土保持措施 

图4.2-1  水土流失防治措施体系框图

5结论

地下综合管廊项目在建设过程中,具有占地类型多样、水土流失防治责任范围较大、余方量大且土石方调运活动频繁等特点,如不做好水土保持工作,施工期人为水土流失隐患严重,会对项目区周边生态环境造成一定影响,明确了水土流失防治区划分、水土流失防治措施布设原则,可为地下综合管廊的水土流失预防和监督、水土保持目标责任制考核提供基础数据支撑。规划的实施将进一步提升上海市水土保持监管能力和水平,进一步强化水土保持监测与信息化监管,为平原河网地区的城市水土保持管理提供借鉴作用。

张克斌(1985年11月8日),男,工程师,学士,水利咨询。

【1】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-国办发〔2014〕27号,2014年6月14日)[EB/OL].http://www.gov.cn/zhengce/content/2014-06/14/content_8883.htm;

【2】刘秉正,吴发启.土壤侵蚀(M).西安:陕西人民出版社,1997:15-18)

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