淺析城市地下綜合管廊施工技術(shù)及其要點(diǎn)

王淼杰 王志璽

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，結(jié)合近10年來我國城市地下綜合管廊工程建設(shè)應(yīng)用實(shí)踐與研究，本文總結(jié)了鋼筋混凝土與鋼制兩種不同材質(zhì)的綜合管廊的結(jié)構(gòu)形式及其適用性，并對明挖現(xiàn)澆法、明挖預(yù)制裝配法、暗挖法等3種地下綜合管廊工程常規(guī)施工技術(shù)及其難點(diǎn)進(jìn)行了比較。基于新型施工裝備，進(jìn)一步分析了雙模掘進(jìn)機(jī)預(yù)制拼裝、移動護(hù)盾機(jī)預(yù)制拼裝、U型盾構(gòu)預(yù)制拼裝等國內(nèi)已研制成功的地下綜合管廊工程新型施工技術(shù)。最后，從項目建設(shè)全壽命周期角度，對城市地下綜合管廊規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)維等方面存在的重點(diǎn)技術(shù)問題進(jìn)行了探討，以期為我國城市地下綜合管廊工程建設(shè)提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：綜合管廊;施工工藝;分析

引言

在城市綜合管廊項目中，因?yàn)楣こ虡?gòu)件采用預(yù)制的方式制備，因此，預(yù)制拼裝必須有大噸位的運(yùn)輸車、大型起吊設(shè)備及預(yù)制廠。由于其對施工技術(shù)有較高的要求，工程技術(shù)人員必須掌握預(yù)制拼裝相關(guān)的技術(shù)，且具有一定的施工經(jīng)驗(yàn)。在保證項目質(zhì)量的前提下，綜合管廊工程施工具備環(huán)保、節(jié)能、低碳與減排的優(yōu)勢，減少了現(xiàn)場施工任務(wù)，最重要的是符合國家中長期發(fā)展規(guī)劃要求。

1地下管廊工程設(shè)計遵循的原則

在設(shè)計地下管廊工程的時候，要想確保工程的合理性與科學(xué)性，就必須圍繞一些基本原則，具體內(nèi)容如下：（1）在著手設(shè)計之前，城市地下管線的調(diào)查工作要落實(shí)到位，調(diào)查內(nèi)容為數(shù)量、種類及未來可能增加的部分。隨后，立足城市發(fā)展情況和綜合管廊工程相關(guān)需求合理設(shè)計，保證設(shè)計方案能夠符合目前城市的具體需求。（2）規(guī)劃地下綜合管廊工程，要注意結(jié)合城市未來的發(fā)展，不能背離城市的整體規(guī)劃，嚴(yán)格論證。為了避免反復(fù)開挖地面的情況，為了滿足城市未來的發(fā)展，要適當(dāng)預(yù)留空間，只有這樣才能避免影響到城市的市容市貌及交通，避免增加不必要的投入。（3）在設(shè)計地下綜合管廊時，針對新老城區(qū)的不同，所采用的設(shè)計理念與模式也要有所區(qū)別，以實(shí)現(xiàn)配置的優(yōu)化，特別是設(shè)計老城區(qū)的地下綜合管廊工程，為了合理降低投入，要對原有基礎(chǔ)做充分利用。

2城市地下綜合管廊施工技術(shù)及其要點(diǎn)

2.1波紋鋼結(jié)構(gòu)

波紋鋼制綜合管廊是將薄鋼板按規(guī)定加工成波形后作為管廊主體受力結(jié)構(gòu)。波距、波高及板厚是表征波紋鋼板結(jié)構(gòu)參數(shù)的重要指標(biāo)，主要根據(jù)波紋鋼結(jié)構(gòu)的跨徑大小而定。由于波紋的存在，極大提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。波紋鋼制綜合管廊常見的斷面形式有圓形、馬蹄形、拱形等，可根據(jù)功能需要設(shè)置為單艙或多艙。鋼制綜合管廊具有重量輕、強(qiáng)度高、造價低、施工快、抗震性能好、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。與鋼筋混凝土綜合管廊不同的是，鋼制綜合管廊對底部地基承載力要求低，一般采用砂礫或碎石換填壓實(shí)即可。

2.2預(yù)制疊合拼裝的工藝技術(shù)分析

在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，要結(jié)合城市建設(shè)要求，對施工環(huán)境進(jìn)行考察，在此基礎(chǔ)上確定施工場地，明確場地布置要求，保證場地符合HSE作業(yè)指導(dǎo)規(guī)范、環(huán)境管理體系與職業(yè)健康安全的各項要求。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)工作。節(jié)段預(yù)制時，按照綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段建設(shè)需要，結(jié)合吊裝機(jī)械、生產(chǎn)制作、運(yùn)輸條件等方面情況，將標(biāo)準(zhǔn)段每節(jié)長設(shè)置為3.0m，最長段設(shè)置10節(jié)長30m，使用縱向拼縫的方式，在段與段之間設(shè)置變形縫。預(yù)制構(gòu)件間貫通空腔采用自密實(shí)混凝土一次澆筑成型。預(yù)制疊合工藝技術(shù)要求：按照綜合管廊預(yù)制構(gòu)件混凝土項目合同要求，預(yù)制構(gòu)件采用C40防水混凝土，抗?jié)B等級為P8;構(gòu)件現(xiàn)澆部分采用C40自密實(shí)防水混凝土，抗?jié)B等級為P8。結(jié)構(gòu)主筋迎水面層保護(hù)層厚度50mm，背水面40mm。預(yù)制疊合構(gòu)件單個最大重量控制在6t以內(nèi)，以便運(yùn)輸及吊裝。

2.3止水帷幕

高壓旋噴樁樁徑φ800mm，間距1.4m，采用雙重管高壓旋噴樁。施工前應(yīng)進(jìn)行旋噴試樁，確定施工工藝及施工參數(shù)。高壓旋噴樁需待圍護(hù)樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的60%后方可開始施工，并根據(jù)已施工的相鄰圍護(hù)樁位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。旋噴樁采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級宜為42.5MPa，水泥漿液的水灰比取0.9，水泥摻量為土的天然質(zhì)量的25%。28d加固后土體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu≥2.0MPa，滲透系數(shù)不大于1x10-7cm/s。旋噴樁進(jìn)入基槽底部不小于1.0m，對于基槽槽底位于砂層區(qū)段應(yīng)穿透砂層進(jìn)入不透水層。高壓水的壓力應(yīng)大于30MPa，流量應(yīng)大于30L/min，氣流壓力宜大于0.7MPa，鉆桿提升速度為0.1～0.2m/min。施工時應(yīng)由下而上提升鉆桿進(jìn)行旋噴，停止噴射的位置應(yīng)高于帷幕設(shè)計頂面1.0m。注漿液固結(jié)后，要檢測水泥土加固體的尺寸、搭接寬度，利用鉆芯法對單軸抗壓強(qiáng)度、深度及連續(xù)性進(jìn)行檢測。三軸攪拌樁垂直度偏差不大于1/100，樁位偏差不大于50mm，水泥摻量為15%，水灰比取0.8，下沉速度應(yīng)控制在0.5m/min以內(nèi)，提升速度應(yīng)控制在1m/min以內(nèi)，并保持勻速下沉與勻速提升。三軸攪拌樁施工應(yīng)嚴(yán)格控制水泥用量，采用流量計進(jìn)行計量。如因故停漿，應(yīng)在恢復(fù)壓漿前，將攪拌機(jī)頭提升或下沉0.5m再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續(xù)性。攪拌樁設(shè)計齡期為28天，28天后水泥土強(qiáng)度達(dá)1.5（淤泥質(zhì)土）～2.0（其它土類）MPa，滲透系數(shù)不大于1x10-7cm/s。

2.4明挖現(xiàn)澆法

當(dāng)前，綜合管廊明挖現(xiàn)澆法施工在實(shí)際應(yīng)用中仍然占有主導(dǎo)地位。明挖現(xiàn)澆法包括基坑工程與主體結(jié)構(gòu)兩部分施工內(nèi)容，涉及軟基處理、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、土方開挖、鋼筋綁扎、模板支架安拆、混凝土澆筑、防水施工、基坑回填等分項工程。在軟弱土等不良地質(zhì)條件區(qū)域建造地下綜合管廊時，需對管廊底部地基進(jìn)行處理。常用的地基處理方法包括預(yù)壓排水固結(jié)、深層水泥攪拌樁、高壓旋噴樁等。地下綜合管廊工程一般劃分為多個結(jié)構(gòu)段，結(jié)構(gòu)段之間設(shè)置伸縮縫，對基礎(chǔ)沉降要求嚴(yán)格。一般不直接以處理后的地基作為管廊結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，通常采用樁基礎(chǔ)，如灌注樁、PHC管樁。地下綜合管廊是一窄長條形結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)特性也決定了其基坑形狀與特點(diǎn)，其基坑具有較大的長寬比，長邊效應(yīng)較為明顯。地下綜合管廊基坑支護(hù)形式包括放坡開挖、土釘墻支護(hù)、鋼板樁支護(hù)、SMW工法、灌注樁排樁支護(hù)等。對于地下水較為豐富的區(qū)域，基坑降排水方法包括集水明排、輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水等，必要時采用深層攪拌樁或高壓旋噴注漿止水帷幕等基坑止水結(jié)構(gòu)。綜合管廊主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆施工工藝較為常規(guī)，通常采用分層、分段澆筑。除放坡開挖方式外，在其它有內(nèi)支撐的基坑支護(hù)形式下，由于綜合管廊基坑狹長，坑內(nèi)作業(yè)空間有限，混凝土模板建議采用木模板或新型的模板支架體系，陳超介紹了一種新型的現(xiàn)澆綜合管廊模板臺車施工工藝。綜合管廊基坑支護(hù)開挖與主體結(jié)構(gòu)施工具有工序繁多且在有限空間里高度集中的特點(diǎn)。如若現(xiàn)場條件允許，在滿足基坑安全、穩(wěn)定要求的前提下，盡可能采用放坡開挖或放坡與其它支護(hù)方式聯(lián)合的基坑支護(hù)形式，即使現(xiàn)場具備放坡開挖的范圍可能小于綜合管廊一個結(jié)構(gòu)段的長度，以利于材料、機(jī)具進(jìn)出，提高作業(yè)效率，保障作業(yè)安全。

結(jié)語

“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”是城市綜合管廊建設(shè)必須遵循的原則。隨著城市地下綜合管廊的大規(guī)模建設(shè)，將大大減少城市發(fā)展過程中市政管道對城市交通、道路的破壞。但是城市綜合管廊建設(shè)還有很多問題需要解決，具體施工期間還要做好施工安全、施工質(zhì)量，確保與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)城市地下空間的合理利用，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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