綜合管廊明挖法施工工藝特點及適用范圍探討

危 艷

(廈門大學嘉庚學院土木工程系 福建廈門 363105)

1 綜合管廊明挖法各施工工藝簡介

綜合管廊又稱共同溝，是建于城市地下用于集中敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道。

管廊的施工工法分為明挖法和暗挖法兩大類，其中暗挖法分為淺埋暗挖法、頂管法和盾構法3種。目前,管廊施工以明挖法為主，暗挖法為補充。

明挖法施工，適用于新城區(qū)未開發(fā)地塊或與道路同期施工的項目，覆土深度一般為2m～5m。

綜合管廊明挖法施工工藝，主要分為現(xiàn)澆和預制拼裝兩大類，其中預制拼裝類主要分為承插式拼裝、預應力拼裝和疊合式拼裝3種工藝，如圖1所示。

(a)現(xiàn)澆施工 (b)承插式拼裝

(c)預應力拼裝 (d)疊合式拼裝圖1 綜合管廊明挖法施工工藝

現(xiàn)澆法施工，是在基坑開挖完成后，搭設模板，綁扎鋼筋后現(xiàn)澆混凝土形成管廊主體。

承插式拼裝，采用柔性承插接口連接預制管廊，配以楔形橡膠密封圈防水，如圖2所示。該工法安裝工序簡單，施工速度快，密封性能、抗不均勻沉降性能均較好。

(a)承插式柔性接口(b)楔形橡膠密封圈圖2 承插式拼裝接口

預應力拼裝，采用預應力鋼絞線將帶剪力鍵的預制節(jié)段連接成整體，如圖3所示。在拼裝前，應先試拼，待調(diào)試至精準位置后，在兩節(jié)段間刮涂結構拼縫膠，單面厚度2mm，并及時張拉臨時預應力，保證拼接斷面上至少有0.2MPa壓力。待全部節(jié)段拼裝完畢后，張拉永久預應力，釋放臨時預應力。

(a)預制節(jié)段剪力鍵圖

(b)預制節(jié)段側立面圖圖3 預應力拼裝

疊合式綜合管廊標準段是由預制的疊合式底板、疊合式側墻、疊合式頂板組成，通過現(xiàn)場的組裝，在連接節(jié)點處局部綁扎少量鋼筋(約5%)并澆筑自密實混凝土，從而形成疊合管廊，連接節(jié)點構造，如圖4所示。

(a)側墻與底板連接構造

(b)側墻連接構造

(c)底板連接構造圖4 疊合式管廊連接節(jié)點

疊合管廊所需作業(yè)面少且開挖量小，可以節(jié)約土方開挖、回填、路面恢復所需時間；現(xiàn)場不用模板、減少了現(xiàn)場鋼筋綁扎，縮短工期；與現(xiàn)澆管廊相比，一體成型無施工縫，混凝土密實性好，防水效果好；與全預制管節(jié)管廊相比，整體性好，即使地基不均勻沉降也不會脫節(jié)，防水可靠，同時，拆分后構件重量輕，制作運輸方便，起重機、吊車噸位小。

2 綜合管廊明挖法各施工工藝的優(yōu)缺點對比

不同施工工藝有各自的優(yōu)缺點以及適用條件，對上述施工工藝進行對比，如表1所示。

基于我市當前經(jīng)濟社會發(fā)展水平和建筑市場調(diào)研情況，各種工藝的成本從高到低依次為：預應力拼裝、承插式拼裝、疊合式拼裝、現(xiàn)澆。比例約為1.25∶1.11∶1.09∶1.0。

根據(jù)實際工程實踐反映，不同工藝的施工速度有所不同：

(1)對于小斷面單艙和雙艙綜合管廊，承插式拼裝工藝速度最快，其次為預應力拼裝和疊合式拼裝，現(xiàn)澆施工最慢。

(2)對于大斷面三艙和四艙綜合管廊，以疊合式拼裝工藝速度最快，其次為承插式和預應力拼裝，現(xiàn)澆施工最慢。

表1 不同施工工藝對比表

3 綜合管廊明挖法各施工工藝適用范圍探討

基于現(xiàn)階段經(jīng)濟社會技術水平，通過現(xiàn)澆、承插式、預應力拼裝和疊合裝配式4種工藝綜合對比，可初步判定各種綜合管廊施工工藝的適用條件。

(1)對于單艙、雙艙小斷面管廊，承插式拼裝和預應力拼裝具有較好的適用性，其優(yōu)勢體現(xiàn)在施工便捷、高效、環(huán)保，因此這兩種工藝比較適合應用于工期緊，施工文明要求高的管廊項目。

(2)對于三艙、四艙大斷面管廊，受預制節(jié)段運輸?shù)跹b困難的影響，承插式拼裝和預應力拼裝工藝施工效率降低，而疊合式拼裝工藝不受影響，效率高，比較適合大斷面管廊施工。

(3)對于特殊功能需求的管廊，如有燃氣管線入廊要求廊體氣密性好，此時較適合應用預應力拼裝工藝。

當管廊建設場地地質(zhì)條件出現(xiàn)劇烈變化時，如場地局部吹填、過水系段地質(zhì)突變等，應當選用抗不均勻沉降能力強的結構形式。目前普遍認為，承插式和預應力拼裝管廊，抗不均勻沉降性能較好。但是選擇何種方式，應結合具體情況進行個案分析。

當空間條件受限管廊覆土深度淺(管廊頂部直接鋪設道路結構層)時，廊體結構抗動載要求高，此時推薦預應力拼裝工藝。

對于老城區(qū)結合道路提升改造的管廊，往往工期緊，文明施工要求高，施工空間受限，此時較適合應用承插式拼裝和疊合式拼裝工藝。

對于異型斷面管廊以及管廊節(jié)點、口部位置的實施，以現(xiàn)澆和疊合式拼裝效果最好。因此，在推廣預制拼裝工藝的同時，不應忽視現(xiàn)澆工藝的作用， 應當綜合應用各種工藝，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

對于工程體量大，斷面種類多的綜合管廊，建議采用多種工藝并用，互為補充，形成最優(yōu)組合。

將以上結論整理成表格，如表2所示。

表2 各綜合管廊明挖法施工工藝的適用性條件分析

注：①該表根據(jù)工藝的適用程度，從高到低，分別為推薦、適用、可適用、不推薦； ②當項目情況復雜，難以根據(jù)本表判定工藝是否適用時，應采用綜合分析法，進一步進行研究論證。

4 結論

現(xiàn)澆法施工技術成熟，對異形段、曲線段和節(jié)點的處理靈活，但是工期長；承插式拼裝法和預應力拼裝法易于標準化生產(chǎn)、抗不均勻沉降性能和防水效果好但大斷面管節(jié)吊裝困難，同時，承插式拼裝法氣密性差，預應力拼裝法工藝復雜。疊合式拼裝施工速度快但內(nèi)部混凝土密實度控制尚存一定的不足。對于8種不同情況下綜合管廊施工工藝的選擇，如表2所示。