第7讲：综合管廊与市政公用设施施工

同学们好，第16讲讲城市综合管廊与市政公用设施施工，对应大纲SZ0405+SZ0406，历年案例分值约25到35分。综合管廊是近几年的热点，随着国家大力推进城市地下管线建设，案例题出现频率逐年上升，重点考查施工方法、防水工程和附属设施。市政公用设施部分包括生活垃圾填埋场和污水处理厂构筑物，也是常考内容。本讲重点掌握综合管廊三种施工方法、防水工程技术、消防通风供电监控等附属设施，以及填埋场和污水处理厂的施工要点。

先说综合管廊概述。综合管廊又称共同沟，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。按容纳管线分为干线综合管廊、支线综合管廊和缆线管廊三类。干线管廊一般设于道路中央下方，容纳电力、通信、给水、燃气等主干管线，断面尺寸大，有独立的消防通风监控系统；支线管廊设于道路两侧或单侧，将干线管线分配到用户，断面较小；缆线管廊浅埋于人行道下，仅容纳电力和通信电缆，一般为浅沟加盖板结构。综合管廊的结构设计使用年限为100年，结构安全等级为一级，防水等级为二级，重要工程或有特殊要求的为一级。

综合管廊主体结构施工主要有明挖法、预制拼装法和盾构法三种。明挖法是最常用的施工方法，适用于场地开阔、地下管线少、交通可以导改的地段。施工流程一般为：基坑支护施工→降水→分层开挖→基坑验槽→垫层混凝土浇筑→底板防水层和保护层→底板钢筋混凝土→侧墙和顶板施工→养护→拆模→外侧防水和保护层→基坑回填。基坑深度一般在5到15m之间，支护形式根据深度和地质条件选用：深度不超5m可用放坡或土钉墙，深度5到10m用排桩加内支撑或SMW工法桩，深度超10m或地质条件差用地下连续墙加内支撑。基坑降水要将水位降至基坑底以下0.5m，明挖结构混凝土一般为C35到C40抗渗等级P8以上，钢筋保护层厚度底板和顶板外侧50mm内侧40mm，侧墙外侧50mm内侧40mm。

预制拼装法是将管廊结构在工厂预制成管节或构件，运到现场拼装而成。预制管节每节长度一般为2到3m，断面有单舱、双舱和多舱形式，重量从几十吨到上百吨。工厂预制质量好、生产效率高，现场施工快、工期短、受天气影响小，但对起重设备和接缝处理要求高。安装流程：垫层施工→铺设导向轨道或滑道→吊车或龙门吊吊装管节→管节就位和对中→接缝防水处理→接缝混凝土浇筑或锁紧连接→基坑回填。管节接缝是关键，一般采用双道密封：外侧用弹性密封垫即三元乙丙橡胶垫，内侧用嵌缝密封胶，接缝处设置承插口或剪力键增强整体性。管节拼装时轴线偏差不大于10mm，高程偏差不大于±5mm，相邻管节错台不大于5mm。

盾构法适用于地质条件复杂、地下水位高、地面交通繁忙、不具备明挖条件的长距离管廊工程。盾构机在地下掘进，管片在盾尾内拼装成环，壁后注浆充填管片与地层间隙。综合管廊盾构断面一般为圆形，内径3.5到6.0m，可设单舱或分隔为多舱。管片采用C50混凝土抗渗P10，厚度300到350mm，每环分6到8块，用螺栓连接。盾构施工始发和接收是风险最大的环节，要对端头土体进行加固，加固长度一般为盾构主机长度加1到2环管片宽度，始发基座和反力架牢固。掘进过程中控制土压或泥水压平衡掌子面，同步注浆和二次注浆充填建筑间隙，控制地表沉降在+10到-30mm以内。盾构法施工速度快、对地面影响小，但造价高、断面固定不灵活，转弯半径有要求。

第二块说防水工程，这是综合管廊施工的重中之重。管廊位于地下，长期受地下水和土壤潮气影响，如果防水做不好，内部管线会被水侵蚀，电力管线可能短路，整个管廊的使用寿命和安全性都会大打折扣。防水设计原则是"防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理"。

混凝土结构自防水是第一道防线。通过提高混凝土本身的密实性和抗渗性来防水，抗渗等级不应低于P8，重要工程P10。防水混凝土要严格控制配合比，胶凝材料总量不小于320kg/m³，水胶比不大于0.5，砂率宜为35%到40%，灰砂比宜为1:1.5到1:2.5，掺加粉煤灰或矿渣粉改善和易性降低水化热，掺加膨胀剂配制补偿收缩混凝土。施工中控制入模温度不超过30°C，夏季高温时选早晚或夜间浇筑，冬季入模温度不低于5°C。混凝土要分层浇筑每层厚度不超过500mm，连续浇筑不留或少留施工缝，振捣密实不漏振不欠振不过振，养护时间不少于14天，保持表面湿润。

施工缝和变形缝是防水薄弱环节。水平施工缝设在底板以上不小于300mm的侧墙上，顶板与侧墙交接处设水平施工缝，施工缝处设中埋式钢板止水带或外贴式止水带。钢板止水带厚度不小于3mm宽度不小于300mm，搭接长度不小于50mm双面满焊，埋设位置居中偏差不大于20mm。变形缝即沉降缝和伸缩缝处设中埋式钢边橡胶止水带或外贴式止水带，缝内填充聚乙烯泡沫板，缝口用密封胶嵌填，重要部位设两道止水带。止水带安装要顺直不得有裂口和气泡，接头用热接不得叠接，转角处做成圆弧形半径不小于100mm。

附加防水层在结构外侧设置。涂料防水层常用聚氨酯防水涂料或水泥基渗透结晶型涂料，厚度不小于2mm，涂刷2到3遍，前遍干后再涂后遍，涂刷方向相互垂直。卷材防水层常用SBS改性沥青防水卷材或高分子自粘胶膜防水卷材，厚度不小于4mm，底板用空铺法或点粘法，侧墙用满粘法，搭接长度长边不小于100mm短边不小于150mm，阴阳角处增设附加层宽度不小于500mm。保护层：底板用50到70mm厚细石混凝土，侧墙用聚苯板或砖砌保护墙，防止回填时破坏防水层。

管廊节点防水包括吊装口、通风口、出入口、管线引出口等部位，这些地方形状复杂、施工缝多，是渗漏高发区。每个节点都要做专项防水设计，穿墙管处设止水套管或遇水膨胀止水条，预埋管与混凝土之间密封处理。舱室之间的分隔墙防水也要做好，防止一个舱室漏水影响其他舱室。

第三块说附属设施。综合管廊不是一个空壳子，里面有一整套保障管线安全运行的系统，包括消防、通风、供电、照明、监控报警、排水和标识系统，这些系统在考试中经常以案例改错形式出现。

消防系统：综合管廊内应设置火灾自动报警系统和灭火设施。电力电缆舱室是火灾高风险区，一般采用超细干粉灭火装置或气溶胶灭火装置，沿电缆桥架布置；也可采用水喷雾或细水雾灭火系统。每个防火分区面积不大于200㎡，防火分隔采用耐火极限不低于3.0h的防火墙和甲级防火门，舱内顶板和墙面装修材料为A级不燃材料。每隔不大于200m设一个防火分区，防火墙处管线穿越用防火封堵材料严密封堵。设置手提式干粉灭火器，间距不大于50m。设置可燃气体探测报警器，天然气管道舱独立设置且每隔15m设一个探测点，报警值为爆炸下限的25%。

通风系统：管廊正常运行时需要通风换气，排除余热、余湿和泄漏的气体；火灾后排烟。通风方式分自然通风和机械通风。干线和支线管廊一般采用机械进风、机械排风，通风口结合吊装口和出入口设置，间距不大于200m。正常通风换气次数不小于2次/h，事故通风不小于6次/h，天然气管道舱事故通风不小于12次/h。通风机采用双速风机，正常时低速运行事故时高速运行。天然气管道舱的通风系统独立设置不得与其他舱室共用，通风设备采用防爆型。通风口高出地面不小于1.0m，设有防雨百叶和防虫网。

供电与照明：管廊用电负荷为二级，消防设备为一级。设置双回路供电，末端自动切换，备用电源用EPS或柴油发电机，持续供电时间不小于180min。照明灯具采用防潮型LED灯，安装高度不低于2.2m，照度不小于50lx，消防应急照明照度不低于5lx持续时间不小于180min。电缆沿桥架敷设，穿越防火分区处做防火封堵。设置接地系统，接地电阻不大于1Ω，所有金属构件和设备外壳可靠接地。

监控与报警系统：管廊内设智能监控系统，包括环境监测（温度、湿度、氧气浓度、硫化氢、甲烷）、视频监控、入侵报警、电子巡查、设备监控等功能。在管廊内每隔50到100m设一台摄像机，出入口和吊装口必设。氧气浓度低于19.5%或甲烷浓度超25%LEL时自动报警并启动事故通风。设置与消防部门联网的火灾报警控制器。监控中心一般设在管廊端部或中间位置，24小时有人值守。

排水系统：管廊底板设0.5%到1%的坡度坡向集水坑，集水坑间距不大于200m，内设潜水排污泵一用一备，液位自动控制，将积水抽升到地面市政排水系统。管道泄漏或灭火后的积水能及时排出。

第四块说管线入廊。综合管廊内可容纳给水、再生水、电力、通信、热力、燃气等管线，但雨水和污水管道一般不入廊因为重力流坡度要求和断面限制。管线入廊有严格的布置原则和安全要求。

管线布置顺序：一般电力电缆在最上层或最左侧，通信电缆次之，给水和再生水管道在中间，热力管道在右侧或下层，天然气管道必须独立成舱不得与其他管线同舱。因为天然气管泄漏后可能爆炸，必须物理隔离。热力管道温度高会影响其他管线，要设隔热层。给水管在排水管上方（如果有），电力管线在燃气管上方（但燃气管独立舱）。各管线之间要留出安装和检修空间：管道之间净距不小于0.1m，管道与侧壁净距不小于0.1m，管道架空高度距地面不小于0.3m，电力电缆桥架分层布置层间距不小于0.25m。

管线入廊安装：管道支墩和支架在结构施工时预埋，不得事后打膨胀螺栓破坏结构。钢管焊接在管廊内进行，要做好通风和防火措施，焊接时下方设接火盘防止焊渣引燃其他管线。管道试压在管廊内进行时要做好排水和防护。电缆敷设用人工或机械牵引，弯曲半径不小于电缆外径的15倍，不得有机械损伤，敷设后挂标识牌注明编号、规格、起止点。各类管线颜色标识按国家标准：给水管蓝色，再生水管淡绿色，热力管红色，电力管红色或黑色，通信管白色或灰色，燃气管黄色。

管廊内管线维护：管廊运营单位建立管线入廊档案和巡检制度，管线权属单位负责各自管线的维护。进入管廊作业要办理审批手续，随身携带气体检测仪和对讲机，两人以上同行，天然气舱严禁携带火种和非防爆设备。

第五块说生活垃圾填埋场工程。填埋场是城市垃圾最终处置设施，施工质量直接关系到地下水和土壤安全。填埋场主要设施包括地基处理、防渗系统、渗沥液收集导排系统、填埋气体收集系统、雨污分流系统和封场覆盖系统。

防渗系统是填埋场最核心的工程，目的是阻止垃圾渗沥液渗入地下污染土壤和地下水。防渗结构采用复合衬层：从下到上依次为基础层（压实黏土或土工合成材料）、地下水收集导排层、防渗层（土工膜加土工聚合膨润土垫即GCL）、渗沥液导排层（卵石或碎石加土工布）。高密度聚乙烯即HDPE土工膜是主防渗材料，厚度不小于1.5mm，膜的幅宽一般6到8m减少焊缝。HDPE膜焊接采用双轨热熔焊机，焊缝形成两条平行焊缝中间有气腔用于检测，检测方法为充气法加压至0.15到0.2MPa保持5min压力不降为合格。局部修补和复杂部位用挤出焊枪焊接。

GCL膨润土垫是辅助防渗层，由两层土工布包裹钠基膨润土针刺复合而成，厚度不小于6mm，单位面积质量不小于4800g/㎡。GCL搭接宽度不小于250mm，搭接处撒膨润土粉密封，遇水膨胀形成防渗屏障。GCL铺设要顺直不得有褶皱，锚固在锚固沟内，铺设后及时覆盖防止雨淋导致提前水化。

渗沥液收集导排层在防渗层上方，用粒径20到60mm的卵石或碎石铺设，厚度不小于300mm，中间设穿孔收集管（HDPE管开孔率2%到3%），收集管坡度不小于0.5%坡向集水井。导排层上面铺一层土工布（无纺针刺土工布单位面积质量不小于300g/㎡）反滤，防止细小颗粒堵塞导排层。

HDPE膜施工质量控制要点：铺设前基础层平整压实度不小于90%，无尖锐物和积水；膜铺设应顺坡度方向从上到下，减少水平接缝，边坡上的接缝距坡脚不小于1.5m；铺设时留5%左右的伸缩量，温度变化时不被拉裂；焊接前清除膜面污物，焊接参数即温度、速度、压力按工艺试验确定，试焊合格后才能正式焊接；每条焊缝做充气检测，T型接头和修补处做真空检测；焊缝不得有漏焊、虚焊、过焊，膜面不得有划痕、穿孔、气泡；当天铺设的膜当天焊接完成，未焊接的膜用沙袋压牢防止被风吹起；施工人员穿软底鞋不得在膜上踩踏或放置尖锐工具。

第六块说污水处理厂构筑物施工。污水处理厂构筑物主要有沉淀池、曝气池、生物反应池、消化池等，特点是体积大、混凝土方量大、防水抗渗要求高、形状复杂。

施工方法主要有现浇钢筋混凝土和预应力混凝土两种。沉淀池和曝气池多为现浇结构，消化池和圆形二沉池可用预应力缠丝结构。现浇混凝土施工关键是控制裂缝和保证抗渗性能。混凝土抗渗等级不低于P8，大体积混凝土要控制水化热温升。底板厚度一般500到1000mm，分块浇筑时设后浇带，带宽800到1000mm，两侧混凝土龄期达42天后再用补偿收缩混凝土浇筑。施工缝设钢板止水带，池壁混凝土连续浇筑到顶不留垂直施工缝。圆形池壁用模板台车或弧形钢模板，保证圆弧平顺。

大体积混凝土裂缝控制是核心考点：水泥选用水化热低的矿渣水泥或粉煤灰水泥，掺加粉煤灰（掺量可到30%到50%）和缓凝型减水剂降低水化热；控制入模温度夏季不超30°C冬季不低于5°C；分层分块浇筑，每层厚度不超500mm，在初凝前浇筑上层混凝土；在混凝土内部预埋冷却水管通水降温，水管间距1到1.5m，水温与混凝土温差不超25°C；表面覆盖保温保湿，控制内外温差不超25°C；养护时间不少于14天，延长到21天更好；测温监控，在混凝土不同深度埋设测温元件，升温阶段每2h测一次，降温阶段每4h测一次，内外温差超25°C及时加强保温。

水池功能性试验即满水试验是必考内容。试验条件：池体混凝土达到设计强度，池内清理干净，所有预留孔洞封堵严密不得渗漏，防水层和防腐层施工之前进行。试验流程：准备→水池注水→水位观测→蒸发量测定→资料整理。注水分三次进行，每次注水深的1/3，注水速度不超2m/d，相邻两次注水间隔不小于24h。注水至设计水深后开始观测，初读数和末读数间隔不少于24h，测定水位下降值同时测定蒸发量（设不漏水的敞口蒸发水箱）。渗水量计算：水池渗水量=（水位下降值-蒸发量）×水池面积，钢筋混凝土水池不超过2L/㎡·d为合格，砌体水池不超过3L/㎡·d。试验过程中检查池壁和底板有无渗漏，发现明显渗漏停止试验处理后重做。

消化池是封闭的卵形或圆柱形构筑物，施工难度大。预应力缠丝消化池在混凝土达到设计强度后，用绕丝机在池壁外缠绕高强钢丝，张拉控制应力为钢丝强度标准值的65%，缠丝自下而上螺旋缠绕，然后在钢丝外喷涂水泥砂浆保护层厚度不小于30mm。消化池还要进行气密性试验：满水试验合格后，充空气至试验压力（设计工作压力的1.5倍），24h后压力降不超过试验压力的10%为合格，同时用肥皂水检查池壁和接缝无气泡。

来，看这道综合题。某城市干线综合管廊双舱断面，总长2.1km，采用明挖法施工，基坑深12m，结构混凝土C40P8，内设电力舱和综合舱。事件一：基坑采用SMW工法桩加一道钢支撑，开挖到底后发现坑底有积水，随即浇筑垫层。结构水平施工缝设在底板以上150mm处，施工缝处未设止水带。事件二：防水施工时阴阳角未做附加层，侧墙卷材防水层检查合格后直接回填，回填土含少量碎石。事件三：防火分区面积300㎡，通风系统两舱共用，天然气管道敷设在综合舱内。事件四：集水坑间距250m，设一台潜水泵，接地电阻3Ω。

问题一：事件一有五个不妥。基坑深12m仅设一道钢支撑偏不安全，应经计算确定支撑数量和间距，一般深基坑需多道支撑；坑底有积水未处理，应降水至坑底以下0.5m保持干槽，清除淤泥后再浇筑垫层；水平施工缝设在底板以上150mm过低，应设在底板以上不小于300mm处；施工缝未设止水带，必须设中埋式钢板止水带（厚≥3mm宽≥300mm）居中埋设；C40P8混凝土等级符合要求但应确保抗渗和养护。

问题三：事件三三个安全隐患。防火分区面积300㎡超过200㎡限值，应增设防火墙分为不大于200㎡的防火分区，防火墙耐火极限不低于3.0h设甲级防火门；天然气管道不得与其他管线同舱，必须独立成舱并独立设置防爆通风系统和可燃气体探测；通风系统两舱共用不对，天然气舱通风必须独立设置，事故通风次数不小于12次/h，设备防爆。

问题四：事件四三个问题。集水坑间距250m超过200m，管廊底板坡向集水坑距离过远排水不畅，应不大于200m设一个；仅设一台潜水泵无备用，应一用一备液位自动控制；接地电阻3Ω大于1Ω，应增设接地极使接地电阻不大于1Ω。

再看一道填埋场和污水厂的题。某生活垃圾卫生填埋场HDPE膜防渗系统施工，膜厚1.5mm，GCL膨润土垫4800g/㎡。事件一：基础层整平后有少量碎石，HDPE膜直接铺设，膜焊接后仅对部分焊缝做了充气检测，GCL搭接宽度200mm搭接处未撒膨润土粉。事件二：渗沥液导排层用碎石铺设厚250mm，导排管坡度0.3%。事件三：某污水处理厂曝气池长60m宽30m深6m，现浇C35P8混凝土，底板一次浇筑完成，施工缝设橡胶止水带，养护7天后开始满水试验，注水18h至设计水深，24h后观测水位下降3mm，未设蒸发水箱，直接计算渗水量判定合格。

问题一：事件一五个问题。基础层有碎石可能刺穿HDPE膜，必须平整清除尖锐物压实度不小于90%；焊缝仅部分做充气检测，所有双轨焊缝必须100%充气检测，T型接头真空检测；GCL搭接宽度200mm不够应不小于250mm；搭接处未撒膨润土粉密封不严，应撒钠基膨润土粉；当天焊接完成情况未说明，未焊接膜应压牢防风。

问题二：事件二两个问题。导排层厚250mm不够应不小于300mm，用20到60mm卵石或碎石；导排管坡度0.3%不够应不小于0.5%，坡向集水井，否则渗沥液积存形成高水头。

问题三：事件三有六个不妥。底板60m长一次浇筑不留后浇带，超过现浇混凝土结构伸缩缝间距，应设后浇带宽800到1000mm，两侧龄期42天后浇筑；橡胶止水带可以用但施工缝止水带应确保居中埋设；养护仅7天不够，防水混凝土养护不少于14天；满水试验注水18h至设计水深速度过快，应分三次每次1/3水深，速度不超过2m/d，间隔不少于24h；未设蒸发水箱无法扣除蒸发量，必须设蒸发水箱测定蒸发量；直接判定合格不对，应按（水位下降值-蒸发量）×面积计算渗水量，钢筋混凝土水池不超过2L/㎡·d方为合格；另外满水试验应在防水层施工前进行。

这一讲最后帮大家串一遍。综合管廊三种工法：明挖法最常用，基坑支护随深度选型，水位低于坑底0.5m，混凝土C35到C40P8；预制拼装接缝双道密封错台≤5mm；盾构法端头加固、同步注浆、地表沉降+10到-30mm。防水是核心：自防水P8水胶比≤0.5养护14天，施工缝钢板止水带≥3mm厚300mm宽居中，变形缝设中埋式和外贴式两道，阴阳角附加层500mm，卷材搭接长边100mm短边150mm。附属设施记住防火分区≤200㎡甲级防火门，燃气独立舱防爆通风12次/h，接地电阻≤1Ω，备用电源180min。管线入廊燃气独立成舱支架预埋。填埋场HDPE膜1.5mm双轨热熔焊缝充气检测0.15到0.2MPa，GCL搭接≥250mm撒膨润土粉，导排层≥300mm坡度≥0.5%。污水厂大体积混凝土内外温差≤25°C后浇带42天，满水试验分三次注水≤2m/d间隔24h，钢筋混凝土池渗水量≤2L/㎡·d，消化池气密性1.5倍压力24h压降≤10%。

下一讲讲城市绿化与园林工程施工，包括栽植基础与土壤改良、乔木灌木草坪和时令花卉栽植、大树移植技术、养护管理以及假山叠石和园林附属工程。园林工程虽然分值不高但案例题经常出，做好预习，第17讲见。