預制安裝技術在綜合管廊施工中的應用

蹇 鵬

(遵義市高鐵新城開發(fā)投資有限責任公司，貴州 遵義 563000)

1 工程概況

高鐵新城綜合管廊項目為支線單艙管廊(3.0 m×3.0 m)，全長4 230 m，總投資2.2億元，共規(guī)劃12條綜合管廊,項目選用支線管廊，單倉單室結構，截面尺寸為3.0 m×3.0 m。本項目地質(zhì)情況為厚3～15 m的近期雜填土，同時管廊周邊各地塊正在進行房屋建筑施工，現(xiàn)場施工交叉面多、有效作業(yè)面小，管廊開挖對道路影響較大，加上工期較短，經(jīng)研討后決定采用現(xiàn)澆與預制拼裝法施工相結合的施工工藝。預制長度為3 215.5 m。

2 管廊預制施工方案

2.1 方案設計

由于本項目綜合管廊斷面尺寸較小，外部尺寸為3.0 m×3.0 m，內(nèi)部尺寸為2.4 m×2.4 m，2 m預制件的重量約為16.2 t，綜合考慮預制場地及吊裝設備，確定預制標準節(jié)段長為2 m。項目利用BIM技術，對整個工程進行模擬施工；并且采用工具式臥式管廊模具，模具外側安裝附著式振動板，設置定型鋼筋胎模輔助施工，混凝土一次澆筑成型；采用蒸汽養(yǎng)護技術等。預制管廊結構采用承插式，一端設置承口，一端設置插口，并可預留鋼絞線套管及鋼絞線張拉孔。預制件承口四周貼遇水膨脹止水膠條，插口四周設置聚乙烯芯棒，并預留打壓注漿孔。

2.2 管廊預制施工

1)組織利用BIM技術實現(xiàn)全過程模擬。將管廊進行BIM建模，從預制到安裝進行施工全過程模擬，發(fā)現(xiàn)圖紙碰撞問題與設計單位商討后對相關設計圖紙進行優(yōu)化；再結合預制場地、吊裝設備、施工區(qū)域水文地質(zhì)情況等進行信息化處理，直觀地提前掌握施工全過程，對一些質(zhì)量、安全問題提前預判，特別是對關鍵工序、關鍵部位重點學習和掌握，為后續(xù)施工提供了指導性意見，確保后期施工質(zhì)量并優(yōu)化施工進度計劃。

2)采用工具式臥式模具進行管廊主體預制技術。工具式臥式模具為定型鋼模板，模板按標準節(jié)段事先按圖紙預留支架、吊點等預埋件位置，鋼筋籠施工采用定型胎模輔助綁扎成型，根據(jù)設計圖紙用鍍鋅鋼板加工成方體鋼筋胎模，鍍鋅鋼板做成鋸齒形，間距為150 mm，把半成品鋼筋按設計圖紙擺放在鍍鋅鋼板鋸齒內(nèi)，校正鋼筋，采用二氧化碳保護焊焊接密實，鋼筋籠制作完成經(jīng)驗收合格后采用龍門吊入模。較常規(guī)施工工藝，該定型模板裝拆方便、能夠重復使用，鋼筋籠、預埋件安裝位置準確固定實現(xiàn)流水線標準化生產(chǎn)，便于質(zhì)量控制。

3)混凝土澆筑一次成型保證結構質(zhì)量。鋼筋籠入模以后先合龍側模，安裝上抽拔橡膠管(套上鋼管)，頂部預埋吊釘安裝，然后關閉內(nèi)模U型模，檢查各模板間的閉合間隙，最后把預埋件安裝在內(nèi)模上。模板安裝完成經(jīng)驗收后，主體混凝土連續(xù)灌注，一次成型，保證良好的密實性，模具上安裝附著式振動板，以側振為主、插入式振搗為輔的施工工藝。較常規(guī)施工工藝，能保證承插口質(zhì)量，支架安裝位置準確，混凝土澆筑連續(xù)，每一節(jié)段密實性好且便于振搗，減少了插入式振搗棒對鋼筋籠及預埋件的影響。實現(xiàn)了標準化、批量化生產(chǎn)，節(jié)約了工程造價。標準節(jié)施工見圖1。

圖1 標準節(jié)施工

4)采用蒸汽養(yǎng)護技術。管廊混凝土澆筑完成后，把加工好的輪式蒸汽罩推至混凝土已澆筑完成的模具覆蓋，鍋爐開始升溫至50℃，持續(xù)2 h，再升溫至70℃，持續(xù)3 h，最后停止蒸汽輸送，自然冷卻，次日即可拆模，此過程經(jīng)過統(tǒng)計約8 h(循環(huán)作業(yè)蒸養(yǎng)時間為5 h)蒸汽養(yǎng)護現(xiàn)場見圖2。通過蒸汽養(yǎng)護加快了模板周轉效率，有效節(jié)約了預制間歇時間，提高了生產(chǎn)效率，保證了工程施工工期。

圖2 蒸汽養(yǎng)護

3 管廊安裝施工

3.1 施工工序

測量定位放線→土方開挖→基礎墊層→基礎彈線→預制構件安裝→預制構件張拉→密封膠防水施工→卷材防水施工→土方回填。

3.2 施工要點

1)深基坑施工遵循分級開挖、分級防護、及時防護、先上后下逆作法施工的總體原則，同時結合“水平分段、豎向分層”的跳槽開挖方式進行施工?？茖W、合理地安排流水作業(yè)，避免積壓，造成大面積裸露。邊坡安全防護，開挖后及時支護，待上級邊坡支護穩(wěn)定后再開挖下一級土方，加強施工監(jiān)測和信息法施工，確保邊坡施工安全。

2)管廊吊運安裝前，檢查混凝土強度是否符合設計要求。本工程管廊預制節(jié)重量約16.2 t，以1.5的安全系數(shù)考慮，經(jīng)計算后選擇130 t汽車吊。在運輸安裝的過程中要保護好管廊構件的棱角等部位，以免碰撞損壞[1]。

3)根據(jù)縱斷面圖，按從下游側向上游側安裝順序。安裝時必須保證管廊的底面和混凝土墊層面是100%接觸，第一節(jié)預制節(jié)的安裝位置嚴格按照管廊控制線擺放，其誤差控制在5 mm以內(nèi)。管廊對接完成后接口平齊，不能有錯臺，上下縫要同寬，洞口預留位置要準確[2]。所有吊裝孔采用環(huán)氧膠泥封堵。

4)為防止管廊的錯位和防漏水等，在管廊四角處的孔中穿入鋼絞線進行張拉錨固。用鋼絞線拉緊管廊時接口處需放入止水膠條。施工的終點部應留有穿入鋼絞線的空間(1.5～2.0 m)。在管廊預留的張拉孔內(nèi)插入鋼絞線后，在鋼絞線兩端安裝上固定工具。安裝張拉器，根據(jù)所需的張拉力進行張拉后，用錨具把鋼絞線鎖牢。在進行張拉連接前應仔細檢查密封膠條是否放全，檢查張拉器材、錨具是否恰當。

5)管廊防水采用3 mm SBS改性瀝青防水卷材全環(huán)包護。止水帶中心線應和變形縫中心線重合[3]，止水帶不得穿孔或用鐵釘固定，在施工過程中嚴禁在陽光下暴曬，露在外面的止水帶應采用草袋等覆蓋，避免紫外線輻射引起橡膠老化。

6)變形縫施工嚴格按照要求進行。變形縫預埋橡膠止水帶應無裂縫、無氣泡?，F(xiàn)澆與預制、現(xiàn)澆與現(xiàn)澆、預制與預制之間接縫均采用進口高性能高彈性防水TB專用密封膠封堵，使用專用工具把縫壓平、壓實，所有接縫應平整牢固，不得有裂口、膠脫現(xiàn)象。

7)卷材收頭處理：卷材收頭必須用聚氨酯密封膏封閉，封閉處固化后在收頭處再涂刷一層聚氨酯涂膜防水材料。防水層經(jīng)檢查合格后，兩側粘貼PE泡沫塑料板保護；頂部鋪設10 cm厚C15細石混凝土。

8)土石方回填時應對稱進行，分段進行回填，每層20 cm～30 cm，槽底至管頂以上50 cm范圍內(nèi)的溝槽禁止采用機械順填，回填過程中注意成品保護。

4 效益指標結果

1)通過預制吊裝工藝采用工具式定制模板、蒸汽養(yǎng)護等提高生產(chǎn)效率，對比傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土，節(jié)約了人工安裝模板后澆筑混凝土操作時間、后期混凝土養(yǎng)護時間。并且減少溝槽開挖斷面尺寸節(jié)約開挖、支護以及后期土方回填時間(共計節(jié)約工期3個月)。

2)通過預制場工廠化、標準化、批量化生產(chǎn)，施工中使用定制鋼筋籠胎模施工，還有附著式振動板、起重吊裝等機械設備，機械化使用率高，減少人員和模板、鋼管等物資投入共計約300萬元；同時人工操作程序化、固定化，減少了外部人為因素對施工的干擾，再加上使用蒸汽養(yǎng)護技術，精準控制養(yǎng)護環(huán)境和時間，規(guī)避部分安全隱患，更有效地控制施工質(zhì)量，實現(xiàn)了現(xiàn)代化精細管理。

5 結束語

通過預制安裝技術在該綜合管廊中的施工應用，對比指標分析，其在工期、質(zhì)量、安全等方面有明顯優(yōu)勢，并能提高施工企業(yè)在工程項目中對進度、質(zhì)量、安全、成本、環(huán)保等各方面的精細化、標準化、程序化管理。因此，在類似的回填土區(qū)施工、交叉施工嚴重、有效作業(yè)面小、工期緊的施工項目中值得應用。

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