疊合裝配式地下綜合管廊探析
——以廈門環(huán)東海域新城翔安南路地下綜合管廊工程為例

張 翼

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 福建福州 350004)

0 引言

2007年，廈門市開始地下綜合管廊建設(shè)，陸續(xù)建設(shè)了湖邊水庫片區(qū)、集美新城核心區(qū)、翔安南部新城核心區(qū)綜合管廊，目前已建成并投入使用的各類綜合管廊47.1km。

2015年，在財(cái)政部、住建部組織的評審中，廈門脫穎而出，成為全國首批地下綜合管廊試點(diǎn)城市，獲得中央財(cái)政支持，管廊建設(shè)從此駛?cè)肟燔嚨?。廈門市人民政府辦公廳發(fā)布加快發(fā)展裝配式建筑實(shí)施意見，在市政工程中適合工廠預(yù)制的管廊鼓勵(lì)采用預(yù)制部品部件。

疊合裝配式綜合管廊(下文簡稱疊合管廊)屬于預(yù)制管廊，在廈門管廊工程中逐步實(shí)施，現(xiàn)已實(shí)施項(xiàng)目有翔安新機(jī)場片區(qū)大嶝中路地下綜合管廊、馬鑾灣新城集美片區(qū)蔡林南路地下綜合管廊、環(huán)東海域新城翔安南路綜合管廊等。

本文以廈門環(huán)東海域新城翔安南路地下綜合管廊工程為例，探析疊合裝配式地下綜合管廊建設(shè)以期為疊合裝配式地下管廊的今后建設(shè)提供有益參考。

1 項(xiàng)目概況

環(huán)東海域新城翔安南路綜合管廊(翔安大道-洪鐘大道段)位于翔安南路新城片區(qū)與新店片區(qū)、鐘宅片區(qū)交界處，建設(shè)總長度約1.47km。

綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段斷面采用雙艙布置的形式，分別為市政艙和高壓艙，其中市政艙凈尺寸：4.1m×3.2m，入廊管線包含：DN1000給水管、DN300中水管、12孔通信、20回10kV中壓電力及管廊自用管線等；高壓艙凈尺寸：3.0m×3.2m，入廊管線包含：1回110kV電纜、2回雙拼+2回普通220kV電纜及管廊自用管線，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面布置如圖1所示。

圖1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面布置圖

2 疊合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合管廊布置道路南側(cè)退線綠化帶內(nèi)，入廊管線對管廊高程的限制不多。綜合管廊覆土在滿足其他管線交叉通過、綠化景觀種植土厚度等要求前提下，盡量減少覆土高度。綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段覆土高度按3.3m設(shè)計(jì)，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面配筋如圖2所示。

圖2 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面配筋圖

3 疊合管廊構(gòu)件組成

疊合裝配式地下綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段，是由疊合墻體、疊合頂板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板疊合而成的箱型結(jié)構(gòu)[1]。預(yù)制部件在預(yù)制工廠中制作完成，再通過施工現(xiàn)場安裝，并在連接節(jié)點(diǎn)處架設(shè)鋼筋環(huán)筋，然后通過連接節(jié)點(diǎn)及貫通式空腔，自上而下澆筑自密實(shí)防水抗?jié)B混凝土形成整體，從而形成疊合預(yù)制管廊。

通過田子玄[2]對疊合管廊受力性能研究與傅劍平[3]鋼筋砼框架抗震性能研究可知，疊合管廊節(jié)點(diǎn)受力性能與鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)存在相似性。

疊合管廊根據(jù)此原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分，拆分后管廊約3m一節(jié)，每段10節(jié)，共計(jì)30m，單個(gè)疊合側(cè)墻約4.5 t，單個(gè)疊合板約2.5 t，段與段之間通過變形縫進(jìn)行連接。同一段預(yù)制構(gòu)件之間在節(jié)點(diǎn)、貫通空腔采用自密實(shí)防水抗?jié)B混凝土澆筑成型，形成封閉性整體，防水性能可靠，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面現(xiàn)場鋼筋布置圖如圖3所示。

圖3 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面現(xiàn)場鋼筋布置圖

4 疊合管廊的優(yōu)勢

(1)與現(xiàn)澆管廊相比，開挖量減少

現(xiàn)澆管廊施工常采用大開挖形式，作業(yè)面較多，開挖量較大；而疊合管廊頂?shù)装?、?cè)壁為預(yù)制品，采用本工法，施工作業(yè)面較少，人工開挖量較小，可減少管廊土方開挖與回填工作量。

(2)縮短管廊施工工期

預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)周期不占施工工期，現(xiàn)場利用預(yù)制構(gòu)件作為模板，不用再另行支?！，F(xiàn)場只需進(jìn)行少量的鋼筋綁扎，并且構(gòu)件安裝便利，施工速度快，可使施工工期縮短。

(3)防水性能可靠

與現(xiàn)澆管廊相比，預(yù)制層與現(xiàn)澆層形成兩道結(jié)構(gòu)防水，預(yù)制構(gòu)件(C40P8)加上自密實(shí)C40P8現(xiàn)澆混凝土形成一個(gè)整體，防水性能可靠，且徹底解決了現(xiàn)澆管廊側(cè)墻易出現(xiàn)裂縫的工程通病。

(4)運(yùn)輸?shù)跹b施工方便

與整體預(yù)制式管廊比較，疊合管廊拆分后構(gòu)件縱向長度3m，重量輕，單個(gè)最重疊合側(cè)墻約4.5t，單個(gè)疊合板約2.5t，運(yùn)輸、起吊、施工均比較方便。

(5)構(gòu)件表面美觀，可達(dá)到清水混凝土效果

可根據(jù)需要定制各種色彩(如大理石、瓷磚效果)。與現(xiàn)澆管廊相比，解決了現(xiàn)澆管廊表面粗糙、蜂窩麻面等弊病。

5 綜合管廊施工工法對比

目前，廈門市已建或在建的地下綜合管廊，常規(guī)的施工工法有2種：明挖現(xiàn)澆法、預(yù)制法(膠接預(yù)應(yīng)力裝配式、疊合裝配式)。

該工程位于現(xiàn)狀道路下，施工場地有限，且應(yīng)盡量縮短工期，減少對現(xiàn)狀道路交通通行量的影響，綜合考慮管廊施工質(zhì)量、運(yùn)輸條件、工序及施工技術(shù)等因素，綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段采用預(yù)制疊合裝配式，過高架橋下段、埋深較大段及節(jié)點(diǎn)處采用現(xiàn)澆施工工法。

具體施工工法對比如表1所示。

表1 管廊施工工法對比表

6 疊合管廊節(jié)點(diǎn)連接

(1)疊合管廊根據(jù)等同現(xiàn)澆原則進(jìn)行拆分，不改變原有的傳力模式。在預(yù)制構(gòu)件表面拉毛并設(shè)置桁架筋，預(yù)制層與現(xiàn)澆層粘結(jié)一起，共同受力，形成一個(gè)整體。鋼筋采用銷接技術(shù)，受力可靠。在基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)要求情況下，可抵抗不均勻沉降。頂板及底板現(xiàn)澆層厚度約為預(yù)制層厚度3～4倍，整體性好，抵抗不均勻沉降能力強(qiáng)。具體節(jié)點(diǎn)做法如圖4～圖9所示。

圖4 外墻與頂板連接圖 圖5 內(nèi)墻與頂板連接圖 圖6 外墻與底板連接圖

圖7 內(nèi)墻與底板連接圖 圖8 頂板沿縱向連接節(jié)點(diǎn)圖 圖9 底板沿縱向連接節(jié)點(diǎn)圖

(2)采用疊合工藝拆分后構(gòu)件約3m一節(jié)，每段10節(jié)，共計(jì)30m。 段與段之間通過變形縫連接。變形縫做法同現(xiàn)澆管廊，變形縫處內(nèi)部設(shè)置橡膠止水 帶，外部設(shè)置防水卷材加強(qiáng)層。 節(jié)與節(jié)之間40mm縫隙，保證自密實(shí)混凝土骨料可以填充密實(shí)，節(jié)點(diǎn)防水可靠。具體節(jié)點(diǎn)做法如圖10所示。

圖10 疊合墻、頂板變形縫處連接做法

7 疊合管廊的工藝介紹

7.1 生產(chǎn)流程

生產(chǎn)材料準(zhǔn)備→清理臺?！＞呓M裝→刷脫模劑→制作網(wǎng)片鋼筋→安裝墊塊→安裝網(wǎng)片鋼筋→安裝預(yù)埋件→澆筑、振搗疊合板混凝土→拉毛→養(yǎng)護(hù)→達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)拆模起吊→運(yùn)輸至堆場。具體做法如圖11～圖14所示。

圖11 模具組裝圖

圖12 鋼筋籠成型圖

圖13 混凝土自動(dòng)布料圖

圖14 構(gòu)件成型圖

7.2 吊裝流程

墊層及底板防水施工→側(cè)墻及底板放線→疊合式底板安裝→疊合式側(cè)墻及中間墻安裝→疊合式頂板安裝→各類附加筋、銷接鋼筋綁扎→封堵洞口及縫隙→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→側(cè)墻頂板防水施工。具體做法如圖15～圖17所示。

圖15 墊層及防水施工圖

圖16 疊合板構(gòu)件吊裝圖

圖17 疊合墻構(gòu)件吊裝圖

8 結(jié)語

近年來，福建省推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，推動(dòng)裝配式項(xiàng)目建設(shè)，廈門作為全國首批地下綜合管廊試點(diǎn)城市，在地下綜合管廊建設(shè)中積極嘗試，已安全實(shí)施完成并投入使用的疊合裝配式綜合管廊逐年增多，技術(shù)水平逐步提高。

通過對管廊施工工法對比，疊合管廊具有施工開挖量少、施工工期短、防水性能好、運(yùn)輸?shù)跹b施工方便、構(gòu)件表面美觀等優(yōu)勢，建議位于現(xiàn)狀道路下，具有施工現(xiàn)場有限、縮短施工工期、減少對現(xiàn)狀道路交通量影響要求的類似工程，采用綜合管廊疊合裝配式施工工法。

疊合裝配式綜合管廊節(jié)點(diǎn)受力性能與鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)存在相似性，應(yīng)加強(qiáng)外墻、內(nèi)墻與頂板、底板之間的節(jié)點(diǎn)連接，使預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆層形成整體緊密連接，共同受力。