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半岛聚焦 | 30公里管廊上万监测点、古力盖带门禁……新机场地下动脉大揭秘!

2021-04-30

概要:

编者按:近日,华高数字科技有限公司承建的保障青岛新机场实现正常运营的“大动脉”工程——中国二十冶青岛新机场综合管廊项目主体安装已经全部完工,与机场的联动调试工作已上线。众多新技术在青岛新机场综合管廊工程中亮相,共申请专利20项,获得2篇全国冶金建设行业QC二等奖,省部级工法1项,科技成果1项。获得了中国市政BIM大赛优秀奖、中冶建筑新技术应用示范工程等荣誉,受到半岛新闻的重点关注和报道。以下为报道原文:

纵观城市发展历史,科技创新催生着城市不断演变升级,新技术的进步将如何驱动城市进一步发展?青岛紧抓“新基建”机遇,遵循习总书记“推动城市治理体系和治理能力现代化”重要指示,在建设现代化国际大都市进程中,加码推进数字赋能,不断用“数字青岛”建设新成果打造“慧”思考的城市,持续保障和改善民生。半岛特推出“新项目 慧生活”栏目,带您感受这些悄悄改变我们生活的新力量。

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作为山东首座4F级国际机场的胶东国际机场即将投入运行,呈现大海星形状的航站楼给人留下深刻印象。但是一般人看不到的是,在这座宏伟的机场下,还潜藏着一个同样壮观的工程——长30公里的青岛新机场综合管廊项目。目前,中国二十冶青岛新机场综合管廊项目主体安装已经全部完工,与机场的联动调试工作已上线。

这个集地铁、高铁、公交、航空零换乘于一体的大型构筑物综合管廊项目,也是住建部全国推行综合管廊建设的重点项目。青岛作为全国综合管廊试点城市之一,交上了一份智慧城市综合管廊项目的样板答卷。记者近日来到胶东机场进行了探访,为您现场揭秘。

30公里上万个监测点

管廊内信息一“屏”了然

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据了解,青岛新机场工作区、航站区综合管廊工程主要包括南三路、南六路、南八路、南十路、南十一路、航站区管廊东线、航站区管廊南线和航站区管廊西线共八条主线综合管廊、部分管廊支线以及东西两个污水泵站。

走进胶东机场综合管廊监控指挥中心,可以看到大屏上实时显示了很多管廊内的监控画面,电脑上“青岛胶东国际机场数字市政一体化管控平台”里,集合了海量的数据信息,这里相当于管理综合管廊的头部“大脑”。

“从管控平台上我们可以实时监测到管廊内的各种动态信息。”综合管廊管控平台承建方华高数字科技有限公司工程师段文宣指着电脑屏幕,向记者介绍说:“这里可以实时监测很多项目,像管内温度、湿度、液位计、硫化氢含量、甲烷气含量、排风机、防火、照明等等。这些数据信息不但可以远程监测,还可以远程操作。比如,有人进入管廊内施工,可以远程开启和关闭照明灯。管内如果有问题,可以随时紧急远程关闭、开启阀门。”

胶东机场综合管廊长约12公里,廊内设置电力、通信、热力、给水、再生水、燃气及预留管道等多种管线。有单舱、双舱、三舱、四舱等多种形式。“在工程中多个管廊并行,实际管廊总长已经超过了30公里。” 工程师段文宣将鼠标移动到电脑上一处4条管廊并行的位置,“你看这4条管廊分别是热力舱、电力舱等。但是到了别的地方,像这里就是两条管廊并行,分别是热污中舱、水电信舱,它是根据不同的需求来配置不同的舱。”

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“这么长的管廊线,数据信息海量,基本是以防火空间来划分管理的。” 工程师段文宣介绍说:“每200米是一个防火空间,每个防火空间里都有不同的监测点,每个监测点数值超标都可以报警,这样在管控平台上就能准确地知道是哪个防火空间出了问题,方便及时处理。30多公里的管廊内监测点多达上万个,可以有效地保障管廊运行安全。”

据了解,青岛新机场综合管廊打造的智慧化管理控制平台,可以大大节省人力成本和后期维修成本。平台可以实现地下管廊内部的环境检测、安防管理、报警处置、管廊运维、泵站监测等业务的统一管理。进入平台首先展示的是管廊数据驾驶舱,从管廊健康状况、综合能耗、报警分类、设备故障等多个维度对综合管廊进行展示分析,使操作人员能够一目了然的掌握管廊整体运行情况。

国内首家污水、燃气入廊

4公里管线倾向度不能差分毫

“这些监测点中设置最多的是甲烷气监测点,保证管廊和人身安全,燃气管廊内每4米就有一个甲烷气监测点。”胶东机场建设指挥部项目经理苑明军介绍说:“如果燃气管道内出现火情,管廊内的消防的声光报警系统也会实时监测到,它会向管控平台发出警报,管控平台会及时查看到哪个防火分区出现了泄漏,远程操作切断燃气阀、开启排风机,将管廊内有害气体排出,便于维修人员进入管廊内进行维修。以往直埋的燃气管道,哪个地方泄漏了都不知道。”燃气管廊是双向供应胶东机场,一条出现问题,可以切断供应,另一条运行的燃气管廊还能保障机场正常运转。

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“综合管廊的难点除了燃气管廊的管控,还有污水管廊的设置,” 苑明军介绍说,“污水管道是一个无压管道,它需要一定的倾斜度,才能保障污水的排出,否则就会出现污水倒灌的问题。”污水管道从航站区的最高点开始铺设,一直到接入市政管网,这一段距离大约是4公里,距离越长偏差越大,这对综合管廊设计和施工要求非常高。

污水入廊使用的是吊架安装污水管道。基于污水管道悬吊于污水舱顶板方案,常规十字出线井方式不能解决污水管线出线问题,提出新的出线井解决方案“降板法”和“斜板法”。管廊与管廊交叉口、出线井多,施工工序多,形成像立交桥一样交叉错综复杂。新机场综合管廊中的燃气舱是独立成舱的,相当于同一段管廊做两次,通过流水作业,加快施工进度。 “好在我们啃下来燃气和污水管廊设置这两块‘硬骨头’,胶东机场管廊也是国内首个实现污水和燃气入廊的综合管廊。” 苑明军自豪地说。

管线上“货架”

维修不用再挖路面

青岛新机场综合管廊施工战线长,横跨地铁、高铁、高架桥、河流等,现场作业环境复杂。管廊全部为地下作业,最大埋深14m,地下水丰富,地面5m以下全部为坚硬岩石,施工时要凿出七八米的岩石层,不确定性较多。管廊内包含多种管线,专业交叉多,组织协调难度大。

记者跟随工作人员来到了一处管廊示范样板段,这里是四条管廊并行,分别是电力舱、燃气舱等。管廊内高3米多,管廊两侧墙体上支了几排支架,就像商店的“货架”一样。“有了这些支架,就可以把管线进行分门别类摆放,比如高压电缆、低压电缆,就可以放在不同的支架上,做出标记。如果再有增加,可以在预留的支架上再铺设。以往地埋的电缆是挖一个电缆沟,把线都放进去,各种电缆在一起容易混淆。” 工程师段文宣介绍说。

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“最方便的还是维修和再铺设。以往有维修和再增加管线的时候需要挖开地面路面,施工给交通和附近的居民也带来诸多不便。而且地下管线埋在哪里也不知道,有时候经常会出现修电缆挖地面的时候,把自来水管道挖漏了等等这样的情况。综合管廊就不会出现这样的问题。管线直接上支架就好了,管廊内排列有序。一目了然。” 工程师段文宣还介绍说,“以前地埋水管、污水管还会出现冒溢的现象。综合管廊里设有排水沟,还有液压监测,如果有液体泄漏,管控平台会接到报警,就不会出现古力冒溢的现象了。”

相比传统地埋管线,综合管廊可谓是“一劳永逸”,后期管线再铺设、管线维修等不用再挖地面路面,节省了工程成本。全信息化管理也节省了人工成本,也能更高效地实时监测管线故障,避免事故发生。

“门禁卡”开古力

非法入侵有报警

“带你看一个有意思的设计。” 工程师段文宣指着管廊的古力盖说:“这个古力盖是一个专利设计,打开它需要门禁卡,就像我们出入小区的门禁卡一样。如果有人非法闯入,管控平台就会收到报警。”

“以前地下铺设管线,一般人不容易操作挖开地面。但是综合管廊就是一个通道,进出相对容易,如何保障综合管廊不被非法侵入,这是一个需要重点考虑的问题。” 工程师段文宣回忆说,如何防范非法入侵,机场和施工单位反复开会,商讨方案,开始是做了一个液压的设计,后来又加入了门禁卡的设计。“打开古力盖,需要先用门禁卡打开一道锁,再用钥匙打开古力盖的液压助力,这样一个双重保险的设计保障了管廊的管理安全。”

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综合管廊成趋势

青岛打造新型智慧城市样板

何为综合管廊?有些国家称为“共同沟”,顾名思义就是地下城市管道综合走廊,即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信,燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

在一些老牌发达国家,“共同沟”已经存在了一个多世纪,在信息化系统日趋完善的同时其规模也有越来越大的趋势,已成为城市发展现代化和科学化的标准之一。

中国目前有北京、上海、深圳、苏州、沈阳、青岛等少数几个城市建有综合管廊。近年来,中国高度重视推进城市地下综合管廊建设,2013年以来先后印发了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》《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》,部署开展城市地下综合管廊建设试点工作。除了住建部之外,包括发改委、财政部等相关部门都已经下发有关文件,支持地下管廊建设。2015年1月份,住建部等五部门联合发出通知,要求在全国范围内开展地下管线普查,此后决定开展中央财政支持地下综合管廊试点工作,并对试点城市给予专项资金补助。

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地下综合管廊系统形成逐渐规模化、智慧化、市场化运作,各地诸多综合管廊项目争先亮相。2019年1月7日,经过中铁十四局、中铁十八局等单位15个月的艰苦奋战,山岭综合管廊隧道工程全线贯通,全长7.9公里。这也是冬奥会唯一的管廊工程,将为延庆赛区冬奥赛事和冬奥会后开展大众冰雪运动,实现冬奥场馆的可持续利用提供市政保障。

青岛新机场综合管廊项目,是集地铁、高铁、公交、航空零换乘于一体的大型构筑物综合管廊项目,住建部全国推行综合管廊建设的重点项目。青岛市参评全国综合管廊试点城市、重点样板工程。众多新技术在青岛新机场综合管廊工程中的研发和应用,共申请专利20项,获得2篇全国冶金建设行业QC二等奖,省部级工法1项,科技成果1项。获得了中国市政BIM大赛优秀奖、中冶建筑新技术应用示范工程等荣誉。

站在即将“起飞”的胶东新机场的高点,俯瞰整个新机场,海星造型颇有海洋特色,新机场主体呈现“齐”字,从齐鲁大地沃土上,触摸万里长空。随着新机场的即将登场,保障机场运行的“大动脉”综合管廊,也将开启自己举足轻重的运行使命。在探索智慧城市运行的道路上,青岛新机场综合管廊项目交上了一份令人骄傲的答卷。

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随着青岛胶东国际机场将迎转场,新机场的综合管廊也将投入使用。管廊项目工程师作为新职业,也受到越来越多的关注。他们是名副其实的“地下工作者”,是综合管廊的建成运行中不可或缺的一环。

拓荒新机场

没有样本“摸着石头过河”

“前面这个是青岛机场的办公楼,后里是新建的快捷酒店,我刚来工作的时候这里还都是临时搭建的板房。”坐在于德连的车上,他边开车边给记者介绍路过的建筑。雨后的新机场格外美丽,景观树发出嫩绿的新芽,道路干净整洁,一座座新建筑拔地而起,在建的高楼旁边还有塔吊在忙碌工作。春夏之交,这里是一派生机勃勃的景象。

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于德连是综合管廊管控平台承建方华高数字科技有限公司的项目经理,2017年秋天他和同事们来到新机场,负责建设新机场地下管廊,一待就是3年半。“刚来的时候,机场还没有修好的道路,我们都是把车停在外面,走着进来,大约要走半个小时吧。遇到下雨天,两只鞋就‘报废’了,全是泥。”于德连回忆说,刚开始施工时,没有路很多设备都运不进来,都是同事们一块步行搬进来的。

于德连之前是做弱电工程的,后来转行做管廊工程,一路走来他称自己都是“摸着石头过河”。“在做这个工程之前,我和同事们曾经去很多城市考察,发现可借鉴性很小,因为各种具体因素的不可控性,基本都需要自己摸索。”于德连就买了很多专业书籍开始学习,从设备如何防潮、到管线如何布局等,“那段时间基本就是边学边干。”于德连回忆说,综合管廊在国内还属于新兴项目,没有一个统一的样板指导标准,加上施工现场各种具体现状不同,基本都需要结合各类专业知识灵活运用。

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电脑键盘磨秃

只为与“廊”共舞

采访期间,于德连的电话不断,这是他的工作常态。“综合管廊的图纸是青岛市政设计院设计的,我们需要把现场具体情况再反馈回去,和设计院的工程师一起再确定一些细节,有时候一来一回需要打磨几十遍才能把工程做得准确。”于德连说。

于德连随身携带的笔记本电脑外壳和键盘都已有了很多处明显的磨损,在他这台电脑里,存了几千个关于综合管廊的文件,文件夹密密麻麻,记录下了那些繁琐的工作日常。

“管廊内设置的监测点,是综合管廊项目数据化平台建设的基础。这些监测点的定位非常重要,它们采集到管廊内的数据,在后台进行大数据化建设分析,才能完成管廊监控平台的中央指令系统。而这些监测点的定位,是保证管廊内数据采集准确性的重要环节。30公里管线上万个监测点定位准确,才能实现综合管廊监控中心数据化平台的准确性,保证地下管廊的安全运行。”于德连介绍说,设计院给的图纸关于每个监测点的点位都是模糊的,需要现场再进行实际勘测,找到合适的监测点。”为了设置正确的监测点,于德连和同事们要反复商量,温度的监测点放在什么位置比较合适,光电报警的监测点放在上面是不是更利于监测烟火情况等。“有的防火空间里有30多个监测点,每个监测点要怎么设置,都是需要现场进行勘测规划的。安置每一个监测点的位置都要做到精益求精。”

除了吃饭睡觉,全天都在地下

深夜的饭,算晚饭还是早饭?

“我们算是‘地下工作者’吧。”于德连这样开玩笑地形容自己的职业。

“刚开始动工的那段时间,我们几乎除了吃饭时间,天天都待在管廊里。晚上赶工期的时候,忙到半夜12点,凌晨1点,都是常有的事。因为刚开始管廊里什么设备都不齐全,放入一些重要设备后,就要赶紧安装摄像头,不然容易造成设备丢失。”放入设备、装上摄像头,这一系列操作是不能断开的,整个流程下来经常要忙到半夜。

2017年11月份一天,晚上11:30,于德连发过这样一条动态,“天天这个点刚吃完饭,我真感觉不出来是吃的今天的饭,还是明天的饭。”在铺设管线的日子里,挑灯夜战成了于德连和同事们的日常。“赶工期的时候一天要在地下工作十几个小时。”于德连说。

“管道里作业最大的困难就是温差大,有时候外面温度是三十五六度,管廊里的温度就是二十五六度。由于温差相差较大,管廊里经常蒙着雾气,湿度也特别大。在外面搬设备满头大汗呢,进入管廊里就像进了冰箱,所以在管廊里工作感冒也是常有的事。”

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因为赶工期于德连和同事们常住在机场附近的宿舍里,经常一两个月都顾不上回家。“最长的一次2个月没回家,”于德连感慨地说,很感谢家人对他的支持,即使是半夜回家,妻子都会为他准备饭菜。于德连还记得,有一次他推开家门,发现3岁的儿子搬着板凳正眼巴巴地坐在门口。原来儿子知道爸爸要回来,早早就等在门口。看见于德连进门,儿子先是给爸爸拿拖鞋,然后陪着爸爸在卫生间里洗脸,还告诉爸爸厨房留有饭。“每次回想起那个场景都很感动。”于德连在工作之余经常拿出手机相册里的全家合影照片来端详,“虽然胶州离市内也不算远,但是路程也要一个多小时。忙得时候可能一个月也捞不着回家,现在管廊工程基本结束,但一些收尾交接工作需要常驻机场,只能周末才能回家。”驻外的日子里,于德连对家人的思念溢于言表。

“虽然前期和同事们工作辛苦一些,但是综合管廊一旦运转,相比传统地埋管线,后期管线再铺设、管线维修等不用再挖地面,节省了后期维修成本。全数据化、信息化管理也大大节省了人工成本,也能更高效地实时监测管线故障,避免事故发生。”于德连说,综合管廊是智慧城市不可或缺的基础建设。现在走在这片新机场的地面上,想到地下数据化信息化管理的综合管廊,还是非常自豪。

古力盖设计是亮点

方案推敲了一年多

“综合管廊作为新兴项目,市面上没有太多样板可借鉴,在施工过程中需要反复推敲每一个方案。推敲时间最长的应该是古力盖的设计。”于德连介绍说,“古力盖是综合管廊安全管理的关键,管廊里设备和管线众多,一旦有人非法侵入,将带来极大的安全隐患。古力盖的设计方案,我们设计人员和机场人研讨了一年多,才确定了一个方案,就是给古力盖安装门禁卡。”

于德连回忆说,“当时我们联系古力盖生产厂家,说了这一想法后,厂家也没做过这样的古力盖,他们也是第一次听说这样的设计。”综合管廊的古力盖具有双重锁,一重锁需要用门禁卡打开,二重锁需要用钥匙打开。“给我们生产完这批定制的古力盖后,厂家接着去申请了专利,他们也觉得这个设计非常有创意。”

“其实我只是其中很小的一分子,我们公司有很多像我一样的工程师,他们奔波在各个城市的综合管廊施工现场,努力打造每一件智慧城市‘作品’。”采访中于德连反复强调,为了建设新型的综合管廊,很多同事都在这个新兴的工作领域默默奉献,“管廊的维保人员需要每周在管廊里巡检,用一周的时间走完30公里的管线,去做例行检查,是非常辛苦的‘腿力活’;管控平台需要有人24小时值守,盯着电脑和显示大屏,随时切换摄像头查看管廊里的情况,关注实时数据,一旦发现问题,要及时汇报解决,是责任重大的‘眼力活’。各个环节的通力合作,才使得管廊运维能够正常运转。”于德连说。

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