城市地下綜合管廊施工技術(shù)及其要點(diǎn)

摘? 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化建設(shè)工作的不斷推進(jìn)，對(duì)城市地下空間的合理利用競(jìng)爭(zhēng)激烈。而且建設(shè)城市地下管廊，將電力、通信、天然氣、給排水等各種工程管線進(jìn)行有效綜合、匯聚，可以使城市的地下空間得到充分利用。該文從技術(shù)層面研究了地下綜合管廊最常用的幾種施工技術(shù)，希望能夠給予相關(guān)從業(yè)人員一些有效性建議。

關(guān)鍵詞：地下綜合管廊? ?施工技術(shù)? ?管廊工程? ?要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU990.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）11（a）-0000-00

Construction Technology and Key Points of Urban Underground Comprehensive Pipe Gallery

MENG Huidong

（Dongmeng Engineering Co.， Ltd. of CCCC Second Highway Engineering Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710000 China）

Abstract： With the rapid development of China's national economy and the continuous promotion of urbanization， the competition for the rational use of urban underground space is fierce. Moreover， the construction of urban underground pipe gallery can effectively integrate and gather various engineering pipelines such as power， communication， natural gas， water supply and drainage， so as to make full use of the urban underground space. This paper studies several common construction technologies of underground comprehensive pipe gallery from the technical level， hoping to give some effective suggestions to relevant practitioners.

Key Words： Underground comprehensive pipe gallery; Construction technology; Pipe gallery works; Main points

城市交通、環(huán)保要求、既有建筑物的安全防護(hù)等都會(huì)影響到地下綜合管廊的施工，采用明挖法時(shí)要在地面上挖掘出大規(guī)模的基坑，管廊施工可采用拼接預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，明挖法的缺點(diǎn)在于安全風(fēng)險(xiǎn)高、交通干擾大等。與之相比，盾構(gòu)法、頂管法等暗挖施工技術(shù)無需大規(guī)模動(dòng)土作業(yè)，其效率特大幅提升。研究這些施工技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)綜合管廊的施工管理具有重要的價(jià)值。

1 城市地下綜合管廊工程的優(yōu)勢(shì)與不足

1.1 城市地下管廊工程的優(yōu)勢(shì)

（1）城市地下綜合管廊工程在國外已經(jīng)發(fā)展一百多年，他們已經(jīng)有了很高的建設(shè)、施工技術(shù)，可以借鑒他們豐富的經(jīng)驗(yàn)，來發(fā)展我國的城市地下管廊工程的建設(shè)，這樣也省去了鉆研摸索時(shí)間，省去了因反復(fù)改進(jìn)而浪費(fèi)的基金。開發(fā)城市地下管廊工程建設(shè)可以減少地面的線網(wǎng)管路、高壓塔等設(shè)施的存在，能有效提升城市道路的利用率，減少地面設(shè)施的維護(hù)費(fèi)用。

（2）城市地下管廊工程對(duì)各類基礎(chǔ)管線有很好的保護(hù)作用。國家每年都會(huì)發(fā)生許多的因?yàn)榈孛婊A(chǔ)設(shè)施而引起的事故，比如：地面高壓線因?yàn)橄掠甏蚶讜r(shí)擊傷擊死人事故，或者漏電導(dǎo)致行人觸電事故。在地震等自然災(zāi)害面前，如果開展地下管廊工程，會(huì)使地面的設(shè)施如電線桿，高壓線等大幅減少，會(huì)降低因電線桿傾倒而砸傷人，減少因電線斷了而致人觸電，進(jìn)而有效提升城市的防災(zāi)抗災(zāi)能力。

1.2 城市地下管廊工程的不足

（1）前期大量的管網(wǎng)線路并入地下管廊，需要建設(shè)大量的混凝土建筑，從而需要大量的資金支出，也就是前期的投入比較大。

（2）地下管廊工程全是全地下建筑結(jié)構(gòu)形式，有些設(shè)施會(huì)有一些防水防潮的要求，而在城市地下管廊工程建設(shè)中還存在一些不能解決的問題，不能全部滿足各種設(shè)施的要求，給城市地下綜合管廊工程建設(shè)、施工帶來了許多阻礙。

（3）專業(yè)人員的嚴(yán)重不足。建設(shè)城市地下綜合管廊需要大量的各類工程人才，對(duì)專業(yè)要求嚴(yán)格，不能出現(xiàn)任何偏差，所以這樣的人才需求也是很難滿足當(dāng)下建設(shè)要求，還需要大量地培訓(xùn)或者引進(jìn)能勝任工程建設(shè)的人才。

2 明挖現(xiàn)澆法技術(shù)要點(diǎn)

明挖現(xiàn)澆法要在施工作業(yè)面上開展大規(guī)模的動(dòng)土作業(yè)，等到管廊基坑成型之后再將管道敷設(shè)到預(yù)定的位置上，這種作業(yè)方式對(duì)城市交通的干擾性較大，并且基坑開挖之后還會(huì)產(chǎn)生一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，必須以硬維護(hù)的方式加以預(yù)防。這種施工技術(shù)的要點(diǎn)概括如下：（1）基坑開挖。地下綜合管廊對(duì)管道的直徑、埋深深度、回填層的厚度等提出了明確的技術(shù)要求，在挖開基坑時(shí)要根據(jù)以上重要的參數(shù)確定具體的開挖作業(yè)量，并且根據(jù)基坑的深度做好邊坡、放坡以及支護(hù)處理，防止土石方滑坡或者坍塌。通常按照1：1放坡，如果邊坡穩(wěn)定性足夠，一般也無須設(shè)置專門的支護(hù)措施，具體施工方法要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定。（2）基底處理?；娱_挖之后會(huì)在基底形成大量的浮土或者巖石碎屑，采用機(jī)械設(shè)備和人工作業(yè)相結(jié)合的方式處理這些異物，然后在其表面澆筑一層混凝土墊層，將墊層表面處理平整，這一墊層可作為鋼筋混凝土層的底模，墊層表面要鋪設(shè)改性瀝青防水卷材，防止地下水透過墊層侵蝕鋼筋混凝土基底。（3）鋼筋、止水帶以及預(yù)埋件的安裝。鋼筋敷設(shè)在墊層之上，控制好鋼筋之間的間距，綁扎牢靠[1]。與此同時(shí)，在適當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)定止水帶以及各種預(yù)埋件，使其滿足澆筑條件。（4）鋼筋混凝土澆筑。在第一階段先澆筑底板混凝土層，將其厚度控制在35 cm，澆筑之前嚴(yán)格檢查各種預(yù)制件以及止水帶等是否安裝固定到位。第二階段澆筑墻身以及頂板的混凝土層，施工縫分為兩類，水平方向地設(shè)置在底板以上30～50 cm的范圍之內(nèi)，縱向的施工縫按照每15～30 m的范圍設(shè)置一道。經(jīng)過良好的掩護(hù)之后，管廊的強(qiáng)度以及各種輔助設(shè)施都可達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此時(shí)可在管廊內(nèi)安裝管道敷設(shè)的各種支架[2]。

3 明挖預(yù)制拼裝法技術(shù)要點(diǎn)

現(xiàn)澆施工法要求施工單位現(xiàn)場(chǎng)澆筑和養(yǎng)護(hù)綜合管廊，整體的作業(yè)時(shí)間較長，基坑開挖之后長時(shí)間難以回填，對(duì)交通的安全管理造成了較大的壓力。明挖預(yù)制拼裝施工法實(shí)際上是提前預(yù)制好綜合管廊的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，然后在現(xiàn)場(chǎng)基坑開挖處理完成之后，將這些預(yù)制件敷設(shè)拼裝起來，形成管廊結(jié)構(gòu)。這種作業(yè)方法顯著地減少了基坑的暴露時(shí)長，克服了現(xiàn)澆施工法的最大缺點(diǎn)。明挖預(yù)制拼裝法的技術(shù)要點(diǎn)如下：（1）測(cè)量、放線及基坑開挖。在平整完場(chǎng)地之后使用專業(yè)的工程測(cè)繪裝備對(duì)綜合管廊的線路、寬度等進(jìn)行測(cè)量和放線，然后再根據(jù)放線位置實(shí)施開挖，無論是現(xiàn)澆法，還是預(yù)制法，基坑開挖的作業(yè)方式基本上是一致的，此處應(yīng)該注意的是不要超挖，因?yàn)榫C合管廊施工的開挖深度一般不會(huì)太大，控制不當(dāng)時(shí)可能出現(xiàn)超挖的情況。（2）基底的處理。同樣地，基底處理的效果直接決定了綜合管廊施工的質(zhì)量，因?yàn)槿绻滋幚聿划?dāng)，管廊在使用過程中就可能出現(xiàn)不均勻沉降、地下水侵蝕等一系列問題。在地質(zhì)勘察階段應(yīng)該嚴(yán)格檢查是否存在地下水滲漏、軟土地質(zhì)之類的不良地質(zhì)條件，對(duì)于不利于夯實(shí)施工的土壤層，可使用砂礫、粉煤灰以及細(xì)砂等混合而成的混合料來換填，然后再將基底夯實(shí)到位。（3）預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸和安裝。綜合管廊的底板、側(cè)板以及頂板等是在預(yù)制廠中制作好的，由運(yùn)輸車輛將這些鋼筋混凝土預(yù)制件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，由施工單位對(duì)預(yù)制件的完備程度實(shí)施嚴(yán)格的驗(yàn)收，缺角或者開裂的預(yù)制件都不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該返廠置換。在混凝土墊層之上提前放線，控制好中心線和邊線的位置，并且利用定位裝置來限制預(yù)制件的位置，然后使用吊裝車輛將這些預(yù)制構(gòu)件設(shè)置在相應(yīng)的位置上。在具體實(shí)施的過程中還要注意箱涵施工，因?yàn)檫@一裝置對(duì)安裝精度要求較高，并且箱涵的重量較大，必須確保其凝固程度達(dá)到90%以上，否則在吊裝的過程中有可能造成結(jié)構(gòu)性的破壞。同時(shí)，箱涵的結(jié)構(gòu)決定了其在運(yùn)輸中存在較大的難度，其邊角位置容易磕碰并損壞，加強(qiáng)運(yùn)輸安全防護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收是確保其安裝質(zhì)量的重要途徑[3]。

4 盾構(gòu)法技術(shù)要點(diǎn)

明挖現(xiàn)澆法和明挖預(yù)制拼裝發(fā)都要在施工線路上開挖大量的基坑，大規(guī)模動(dòng)土作業(yè)會(huì)污染環(huán)境、干擾城市交通出行以及造成安全事故隱患，并且工程周期較長，影響范圍很大。為了減少這種干擾，在城市中開展此類作業(yè)時(shí)可采用盾構(gòu)法，其優(yōu)點(diǎn)是施工速度快、安全性高、環(huán)境污染少以及對(duì)各種地質(zhì)條件具有良好的適應(yīng)性，其技術(shù)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：（1）確定盾構(gòu)始發(fā)的方式。在城市建成區(qū)的地下空間內(nèi)存在大量的污水管線、電力電纜、通信光纜以及建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)機(jī)的體積非常大，在始發(fā)階段通常難以整體始發(fā)，而是要先向前掘進(jìn)一段距離（由盾體來完成），當(dāng)?shù)叵驴臻g足夠大時(shí)再將其他的附屬配件組裝在一起，整體向前掘進(jìn)。這種情況在老城區(qū)表現(xiàn)得尤其明顯[4]。（2）節(jié)點(diǎn)井的通過方式。綜合管廊系統(tǒng)中要為檢修人員設(shè)計(jì)出安全的工作空間，并且管廊之間也存在交叉的情況，這樣就會(huì)導(dǎo)致管廊系統(tǒng)中出現(xiàn)大量的節(jié)點(diǎn)井，盾構(gòu)機(jī)械在處理這種結(jié)構(gòu)時(shí)存在一定的難度，施工效率會(huì)受到制約。主要難點(diǎn)在于節(jié)點(diǎn)井的加固措施比較嚴(yán)格，這些已經(jīng)成的構(gòu)筑物增加了盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的阻力。因此，施工單位在作業(yè)過程中應(yīng)該提高盾構(gòu)機(jī)的配置，提高刀具的強(qiáng)度。（3）錨索施工區(qū)域的盾構(gòu)。大型建筑物的地下室結(jié)構(gòu)或者混凝土基礎(chǔ)經(jīng)常采用錨索施工技術(shù)來提高其穩(wěn)定性，以防止地下水對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生過大的浮力作用。但是錨索的埋設(shè)增加了盾構(gòu)施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)有可能破壞錨索結(jié)構(gòu)。工程實(shí)踐中針對(duì)這一問題提出了洞內(nèi)張拉法以及鉆進(jìn)套取法，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)的過程中有可能將錨索卷進(jìn)設(shè)備中，采用以上兩種施工技術(shù)之后可將錨索從盾構(gòu)機(jī)中快速地拔出。（4）富水砂礫地層的掘進(jìn)方法。有些施工作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)條件以砂礫層為主，并且這種土壤容易吸收較多的水分，在開展此類土壤地質(zhì)的盾構(gòu)施工時(shí)可調(diào)節(jié)盾構(gòu)機(jī)的參數(shù)，重點(diǎn)是掌握好盾構(gòu)過程中的注漿量、土壓力以及出土量等參數(shù)[5]。

5 頂管法技術(shù)要點(diǎn)

頂管法具有一定的特殊性，主要用于處理特殊的地質(zhì)情況，地下綜合管廊的施工路線上難免會(huì)存在市政道路、城市內(nèi)河以及各種埋深較大的建筑物，明挖法以及盾構(gòu)法有可能對(duì)這些已經(jīng)建成的構(gòu)筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的擾動(dòng)，危害其正常運(yùn)行，鑒于此，工程上一般是采用頂管法來處理這些特殊節(jié)點(diǎn)的施工。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不開挖地面，同時(shí)也能將施工活動(dòng)對(duì)各種已經(jīng)建筑物的擾動(dòng)降到最低程度。其施工方法如下：（1）泥水推進(jìn)法。這種施工技術(shù)的要點(diǎn)是依靠刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)向前掘進(jìn)，同時(shí)在刀盤上施加一定的頂進(jìn)壓力，使其維持特定的前進(jìn)速度，這種頂進(jìn)的壓力可超過土壤對(duì)設(shè)備造車的壓力，進(jìn)而保證頂進(jìn)的速度。施工的過程中設(shè)備還會(huì)受到地下水的干擾，施工單位應(yīng)該根據(jù)地下水的壓力和特點(diǎn)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)水的壓力。為了降低土壤層對(duì)設(shè)備造成的摩擦力，頂進(jìn)的過程中使用泥水將切削下來的碎屑送入泥倉中，達(dá)到排出目的。（2）土壓平衡推進(jìn)法。這種施工方法的技術(shù)要點(diǎn)是在泥倉中注入一定量的混合料，這些材料和切削下來的泥土混合在一起，形成較大的壓力，這樣就可借助這種壓力來平衡頂進(jìn)設(shè)備遭遇的正面土壓力，其優(yōu)點(diǎn)在于不需要配置泥漿，也不需要配置專門的泥漿泵，機(jī)械設(shè)備的費(fèi)用相對(duì)較低[6]。

6 對(duì)于現(xiàn)階段城市地下綜合管廊工程建設(shè)的相關(guān)建議

6.1 明確城市地下綜合管廊工程管理機(jī)制

城市地下管理工程建設(shè)需要各政府部門的參與，并應(yīng)建立互相溝通，協(xié)作的關(guān)系，通過合理的管理機(jī)制，改變以往單獨(dú)作戰(zhàn)、分工不明確、協(xié)作不科學(xué)不順暢的弊端。

6.2 確立城市地下綜合管廊建設(shè)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

在建設(shè)中除了以程序化的施工外，同時(shí)還需要有明確的法律體系來確定產(chǎn)權(quán)歸屬，明確責(zé)任，完善相應(yīng)的救援、安全、保障體系，提高城市地下管廊工程建設(shè)的安全性。

7 結(jié)語

地下綜合管廊施工采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，明挖法中包括現(xiàn)澆施工法和預(yù)制拼裝法，前者施工工期較長，對(duì)城市環(huán)境、交通以及安全管理影響較大，后者減少了混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)的環(huán)節(jié)，但是依然要開挖地面。盾構(gòu)法和頂管法屬于暗挖法，無需開挖地面，工程效率高其影響范圍小，條件允許的情況下推薦使用暗挖法。

參考文獻(xiàn)

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[5] 王慧聰.城市地下綜合管廊工程勘察技術(shù)與支護(hù)設(shè)計(jì)方法[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2019.

[6] 劉卯釗.城市地下綜合管廊排水管道入廊方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2019.

作者簡(jiǎn)介：孟慧棟（1987—），男 ，本科，工程師，研究方向?yàn)槭姓こ淌┕ぜ夹g(shù)。

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2110-5042-9324