明挖現(xiàn)澆管廊施工技術(shù)控制要點分析

崔光財

中交四航局第六工程有限公司，廣東 珠海 519000

綜合管廊是建于城市地下用于容納城市工程管線的構(gòu)筑物，廊內(nèi)布滿燃?xì)?、電力等管線。明挖現(xiàn)澆綜合管廊施工一般是在支護(hù)結(jié)構(gòu)支擋條件下，完成地下基坑開挖后，在基坑內(nèi)部進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場澆筑，最后進(jìn)行管廊內(nèi)部附屬支架等安裝工程，既具有典型的深基坑工程的施工技術(shù)特點，又有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各項技術(shù)特征。

相較于目前市政工程中常見的地下通道等工程，綜合管廊的設(shè)計要求更高，結(jié)構(gòu)設(shè)計等級均為一級。而且，管廊各型節(jié)點多（如排風(fēng)口、吊裝口、人員出入口、分支口），艙內(nèi)預(yù)埋件密布（如管線預(yù)制槽道、自控預(yù)埋件），施工難度大。因此，對綜合管廊施工全套技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，有助于提高綜合管廊行業(yè)建設(shè)的質(zhì)量，降低施工過程中的安全風(fēng)險。

1 項目概況

中山（石岐）總部經(jīng)濟(jì)區(qū)城市綜合開發(fā)運(yùn)營PPP項目內(nèi)需建設(shè)2條綜合管廊。其中，大沙南路綜合管廊全長652m，布置為雙艙斷面；富康北路綜合管廊全長1739m，布置為五艙斷面。2條綜合管廊均采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，規(guī)劃有電力、供水、通信、排水等管線。工程所在地的地質(zhì)狀況較差，管廊主要位于淤泥和淤泥質(zhì)土層中，基坑深度為8～13m，基坑寬度為8.8～44m，選擇灌注樁、SMW工法樁、鋼板樁等支護(hù)形式，布置三軸攪拌樁作為基礎(chǔ)。

2 管廊工程整體工藝

明挖現(xiàn)澆法施工管廊可分為兩階段六流程，包括攪拌樁、SMW工法樁、基坑開挖、支架搭設(shè)、支撐拆除、防水鋪設(shè)等施工內(nèi)容，如表1所示。

表1 明挖現(xiàn)澆法綜合管廊整體工藝階段

3 管廊工程工藝流程及關(guān)鍵施工技術(shù)

（1）地基與基礎(chǔ)施工。粵港澳大灣區(qū)的地質(zhì)普遍軟弱，常采用攪拌樁、管樁等形式，既是管廊主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，又能對支護(hù)結(jié)構(gòu)基坑內(nèi)部被動區(qū)土體進(jìn)行加固。尤其是攪拌樁，具有造價低、功效高等優(yōu)點，在軟土地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。中山項目采用三軸攪拌樁作為管廊基礎(chǔ)，同時進(jìn)行坑內(nèi)加固。攪拌樁的成樁質(zhì)量效果，相較于混凝土的高強(qiáng)度，往往需要經(jīng)過嚴(yán)密的試樁工藝和成樁控制，否則可能導(dǎo)致地基承載力不足，甚至導(dǎo)致主體超限沉降。因此，在該項目中，攪拌樁技術(shù)參數(shù)屬于明挖現(xiàn)澆法綜合管廊關(guān)鍵施工技術(shù)控制要點。

（2）支護(hù)與止水施工。管廊埋深要求不小于3m，基坑深度在6～10m。常用支護(hù)與止水組合形式包括鋼板樁、SMW工法樁、灌注樁+旋噴樁。其中，SMW工法樁是以內(nèi)插型鋼作為主要受力構(gòu)件，三軸攪拌樁作為截水帷幕的復(fù)合擋土截水結(jié)構(gòu)，具有適宜的強(qiáng)度和剛度、較好的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)用較為廣泛。綜合管廊一般開挖深度均大于5m，屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部工程。因此，需要重視SMW工法樁施工，尤其是嚴(yán)格控制其成樁質(zhì)量，即三軸攪拌樁施工技術(shù)。

（3）基坑開挖施工。綜合管廊斷面布置有單艙至多艙形式，單個艙室寬度一般在3～5m，最為常見的雙艙管廊開挖寬度為7～10m，結(jié)合基坑深度，往往布置為2道支撐。作為線性基坑，一般采用分層法沿軸線開挖，開挖過程中進(jìn)行支撐安裝。同時，基坑開挖過程中，需要密切注意支撐與開挖標(biāo)高的關(guān)系、地下水和地表水對基坑的影響。一般基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計要求后，現(xiàn)場施工需做到“先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖、及時排水、定期量測”，從而使基坑開挖施工基本處于可控狀態(tài)。因此，可將基坑開挖施工作為施工管理控制要點，而非關(guān)鍵技術(shù)控制要點。

（4）支架現(xiàn)澆施工。綜合管廊以單層結(jié)構(gòu)為主，部分干線管廊采用雙層結(jié)構(gòu)布置。單艙凈高一般在2.4～3.8m，寬度一般在2～5m，頂板厚度在30～60cm。按照《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》（建辦質(zhì)〔2018〕31號），小于60cm板厚不需要論證。因為綜合管廊異性節(jié)點口較多，每200m間距就設(shè)置有排風(fēng)口、吊裝口、人員出入口、分支口等，所以往往采用滿堂腳手架搭配木模系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工。該項目選用碗扣式腳手架搭配木模系統(tǒng)，能夠較好地應(yīng)用多種截面。支架系統(tǒng)往往需要單獨進(jìn)行設(shè)計計算，并出計算書，部分施工單位在此方面的技術(shù)能力相對較為薄弱。同時，支架搭設(shè)時涉及安裝、預(yù)壓、監(jiān)測、拆除等較多工藝，均依靠支架系統(tǒng)的設(shè)計，故宜將支架設(shè)計作為技術(shù)控制要點考慮。

（5）防水控裂施工。管廊由于深埋地下且使用期長，同時艙室內(nèi)布置有諸多管線，其防水密封性尤其重要。一般管廊防水設(shè)計理念以結(jié)構(gòu)自防水為主，其混凝土選用C35P8以上等級的抗?jié)B混凝土，形成剛性防水體系。柔性防水層的常規(guī)設(shè)置主要有分離式結(jié)構(gòu)和復(fù)合式結(jié)構(gòu)2種，其中分離式結(jié)構(gòu)是在主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻與基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間預(yù)留空間，然后在側(cè)墻迎水面上做防水層。復(fù)合式結(jié)構(gòu)是在內(nèi)襯結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置防水層，不傳遞剪力的形式。同時，通過設(shè)置變形縫、后澆帶或采取跳倉法施工等技術(shù)措施，控制結(jié)構(gòu)沉降、收縮等變形影響。如表2所示，綜合管廊防水控裂方面的施工技術(shù)涉及較多技術(shù)控制點，將其中部分技術(shù)作為關(guān)鍵施工技術(shù)來控制。

表2 防水控裂施工技術(shù)清單

（6）附屬安裝施工。附屬安裝工程分為2部分施工內(nèi)容。一部分為預(yù)埋系統(tǒng)，包括管線托架預(yù)埋槽道、防雷接地系統(tǒng)、預(yù)留分支口穿墻件等。該部分在支架現(xiàn)澆施工階段進(jìn)行預(yù)埋，需要嚴(yán)格按設(shè)計圖紙預(yù)埋。另一部分為管廊主體完成后，為管廊正常運(yùn)行而安裝的其他附屬系統(tǒng)，包括管線托架、排風(fēng)機(jī)、抽水泵、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。該部分內(nèi)容在施工中一般由專業(yè)化工程師進(jìn)行控制，施工技術(shù)難度相對降低，因此未作為關(guān)鍵技術(shù)控制要點。

4 管廊工程關(guān)鍵施工技術(shù)控制要點

（1）三軸攪拌樁技術(shù)參數(shù)。進(jìn)行三軸攪拌樁試樁施工時，應(yīng)選擇地質(zhì)較差處，將水泥摻入比、攪拌次數(shù)、鉆孔提升速度作為重要參數(shù)進(jìn)行對比，選取最適宜的參數(shù)用于工程樁。在工程樁施工中，由于地層的差異，以及提鉆時的壓力，會導(dǎo)致樁身下部漿液上冒，因此需要對樁身不同深度位置處的攪拌樁的噴漿進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整（樁底部自頂部提升速度逐漸加快），以保證攪拌樁成樁效果。中山管廊項目各組試樁參數(shù)及工程樁檢驗結(jié)果如表3所示。

表3 中山管廊項目各組試樁參數(shù)及工程樁檢驗結(jié)果

（2）支架系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。支架現(xiàn)澆系統(tǒng)從受力上建立反應(yīng)，側(cè)模系統(tǒng)傳力途徑：模板面板→模板筋肋板→模板承重梁→對拉系統(tǒng)或支撐系統(tǒng)；頂板支架模板系統(tǒng)傳力途徑：模板面板→模板筋肋板→支架分配梁→支架承重梁→支架立桿→底板。目前，模板支架設(shè)計計算主流軟件有品茗建筑安全計算軟件、PKPM、MIDAS等，其中品茗軟件模型化程度較高，操作簡單，雖然其受力模型簡單，復(fù)雜工況和模型下應(yīng)用精確度較低，但是對于一般綜合管廊支架模板系統(tǒng)可以取最大安全系數(shù)。通過輸入?yún)?shù)，可以自動生成施工圖、施工計算書。中山管廊項目的支架模板系統(tǒng)使用情況如表4所示。

表4 中山管廊項目的支架模板系統(tǒng)使用情況

（3）混凝土控裂與防水技術(shù)。優(yōu)化配合比設(shè)計可提高防水混凝土性能，可以采取提高防水等級、摻入膨脹劑等措施，試配混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)比設(shè)計要求提高0.2MPa。在設(shè)計配合比時應(yīng)同時考慮以下因素：①水泥用量越多，收縮越大；②水灰比越大，收縮越大；③骨料含泥量越高，收縮越大；④骨料粒徑越大，收縮越小；⑤砂率越高，收縮越大。

布置施工縫時，重點考慮以下兩方面的影響：①縮短上、下層混凝土澆筑時間差，將時間差控制在1周；②對施工縫鑿毛潤濕處理后，涂刷界面劑，界面劑包括砂漿緩沖層、干粉型界面劑（硅酸鹽類、磷酸鹽類等）和乳液類界面劑（環(huán)氧乳液型、丙烯酸乳液型、VAE乳液型）。中山管廊項目側(cè)墻裂縫統(tǒng)計分析表如表5所示。

表5 中山管廊項目側(cè)墻裂縫統(tǒng)計分析表

5 結(jié)束語

文章通過對中山（石岐）總部經(jīng)濟(jì)區(qū)城市綜合開發(fā)運(yùn)營PPP項目內(nèi)的綜合管廊建設(shè)經(jīng)驗的總結(jié)，獲得三軸攪拌樁技術(shù)參數(shù)驗證、支架系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)應(yīng)用、混凝土配合比使用和施工縫布置優(yōu)化等關(guān)鍵施工技術(shù)控制要點，可以對綜合管廊的推廣建設(shè)起到一定的促進(jìn)作用。

綜合管廊明挖現(xiàn)澆法以其簡單的工藝技術(shù)在中小規(guī)模的管廊建設(shè)中具有明顯的優(yōu)勢，尤其是隨著三軸攪拌樁工藝的成熟、支架模板體系的進(jìn)步、現(xiàn)澆混凝土防水的改良，無論是在施工安全，還是結(jié)構(gòu)可靠性方面，其都能夠較好地適用于管廊施工，為后續(xù)的管線更新和運(yùn)行維護(hù)提供了極大的便利，并降低了管線翻修對地面空間的影響。