城市綜合管廊預(yù)埋U 型槽道施工技術(shù)

金紅蓮JIN Hong-lian

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司，石家莊 050081）

1 概述

城市綜合管廊是指在城市地下建造的管線公共隧道，將電力、通信、燃?xì)?、給水、熱力、排水等兩種以上市政管線集中敷設(shè)在該隧道內(nèi)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)。綜合管廊在日本被稱為“共同溝”，在我國(guó)亦被稱為“共同管道、綜合管溝”。

1833 年法國(guó)巴黎誕生了世界上第一條地下管線綜合管廊后，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi)始建設(shè)綜合管廊工程，至今已有180 多年的發(fā)展歷程。經(jīng)過(guò)一百多年的探索、研究、改良和實(shí)踐，城市地下綜合管廊已成為發(fā)達(dá)城市市政建設(shè)現(xiàn)代化的象征之一。1958 年，北京在天安門廣場(chǎng)下建造第一條綜合管廊。長(zhǎng)1km，寬4.0m，高3m，埋深7～8m，收容電力、電信、暖氣等管線，1977 年又建造了長(zhǎng)約500m 相同斷面的綜合管廊。

雖然城市綜合管廊的建設(shè)理念很早就提出來(lái)。但是由于管廊建設(shè)涉及到電力等多部門的協(xié)調(diào)問(wèn)題，以及社會(huì)發(fā)展、相關(guān)技術(shù)的制約和限制，我國(guó)管廊工程建設(shè)井噴式的發(fā)展實(shí)際上是從2015 年國(guó)家公布第一批管廊試點(diǎn)城市開(kāi)始。其建造技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，屬于建筑業(yè)里的興新市場(chǎng)。管廊設(shè)計(jì)、施工及配套工裝的研究處在百家爭(zhēng)鳴的探索階段，主要存在管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題。

城市綜合管廊一般設(shè)置有電力艙、污水艙、熱力艙、綜合艙、燃?xì)馀?。其中電力艙和綜合艙后期將鋪設(shè)多條高壓、低壓電纜，采用支架架設(shè)電纜。為保證各種電力、通信線路的運(yùn)行安全，支撐線路的水平支架需要有較高的強(qiáng)度及耐久性。為保證水平支架強(qiáng)度、耐久性，可采用傳統(tǒng)的管線支架安裝工藝，如在混凝土結(jié)構(gòu)上打孔鉆眼，但該方法會(huì)影響主體結(jié)構(gòu)的使用壽命，且施工過(guò)程噪聲大，安全隱患多，施工工期長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高。另外，可以在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置預(yù)埋件，但相應(yīng)的固定水平支架的預(yù)埋件定位、強(qiáng)度和耐久性要滿足要求。預(yù)埋件傳統(tǒng)固定方法為預(yù)埋件與主體鋼筋焊接，但若管廊結(jié)構(gòu)帶坡度，則施工中存在預(yù)埋件定位困難等問(wèn)題。因此總結(jié)支架固定采用兩種方式，第一種是采用運(yùn)營(yíng)后膨脹螺栓的固定。第二種是在側(cè)墻或中隔墻豎向預(yù)埋“U”型槽道中。由于第一種固定方式會(huì)對(duì)墻身造成破壞，且后期安裝繁瑣，基本不采用，一般采用第二種固定方式，為保證支架的剛度。預(yù)埋槽道的設(shè)置一般為每1m 一道。如圖1 所示。

圖1 “U”型槽道預(yù)埋位置示意圖

為保證預(yù)埋槽道后期的使用功能，澆筑完側(cè)墻混凝土后，槽道需與側(cè)墻混凝土表面在一個(gè)平面上，不能發(fā)生扭曲，更不能有混凝土漿液封堵槽道。由于“U”型槽道埋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，施工過(guò)程中定位難度大，普遍存在振搗混凝土導(dǎo)致槽道偏位、扭轉(zhuǎn)、與模板貼合不密實(shí)導(dǎo)致砂漿灌入U(xiǎn)形槽道、與墻身混凝土存在錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量通病。為解決上述問(wèn)題，本文在城市綜合管廊預(yù)埋U 型槽道常規(guī)施工技術(shù)上，提出了進(jìn)一步工藝優(yōu)化方案，以期對(duì)類似工程施工提供借鑒和參考。

2 工程背景

2.1 石家莊市匯明路地下綜合管廊

匯明路綜合管廊建設(shè)工程位于石家莊市西南，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)6975m。項(xiàng)目設(shè)計(jì)起點(diǎn)道路樁號(hào)為K0+039，設(shè)計(jì)終點(diǎn)為道路設(shè)計(jì)終點(diǎn)以東2.5m。綜合管廊結(jié)構(gòu)主要位于黃土狀粉質(zhì)粘土層、黃土狀粉土層；根據(jù)勘察資料，鉆孔深度范圍內(nèi)未見(jiàn)地下水，可不考慮地下水對(duì)本工程的影響。該區(qū)域內(nèi)地下水埋深約31.5～40m，地下水類型為松散巖類孔隙水，地下水補(bǔ)給主要以大氣降水為主，水位隨季節(jié)變化有所變化，地下水動(dòng)態(tài)年變幅在2～3m 左右。設(shè)計(jì)為四艙和五艙兩種形式綜合管廊：五艙形式為電力艙、綜合艙、熱力艙、污水艙、天然氣艙，四艙形式為電力艙、綜合艙、熱力艙、天然氣艙，如圖2 所示。

圖2 匯明路地下綜合管廊斷面圖

2.2 南京市江北新區(qū)綜合管廊二期工程

南京江北新區(qū)綜合管廊二期工程位于南京江北新區(qū)核心區(qū)及其周邊地區(qū)的18 條路段下，分別為：浦濱路、橫江大道、七里河大街、定山大街、浦輝路、石佛大街、興隆路、康華路、沿山大道、廣西埂大街、珍珠南路、勝利路、興浦路、萬(wàn)壽路、浦烏路、鎮(zhèn)南河路、商務(wù)西街、綠水灣路。地下綜合管廊全長(zhǎng)約53km，其中：干線綜合管廊31.29km，支線綜合管廊22.12km。管廊建設(shè)位于江北新區(qū)，屬長(zhǎng)江漫灘地貌單元，主要覆蓋第四紀(jì)松散沉積物，場(chǎng)地為農(nóng)田和水塘，各孔口高程一般5.72～8.0m，最大高差起伏約2.28m。地下水主要為孔隙潛水，深層具微承壓性質(zhì)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。計(jì)斷面結(jié)構(gòu)為單艙、雙艙、三艙、四艙，入廊管線為電力、通信、給水、中水、空調(diào)熱力管、燃?xì)?、污水、雨水、真空垃圾管等管線，如圖3 所示。

圖3 南京江北新區(qū)四艙綜合管廊斷面圖

3 T 型螺栓輔助施工工藝流程

施工流程圖見(jiàn)圖4。

圖4 “U”型槽道固定工藝流程圖

4 施工工藝

4.1 側(cè)墻、中隔墻鋼筋綁扎

①綁扎側(cè)墻及中隔墻鋼筋前，先綁扎底板鋼筋，措施筋加固牢固保證底板鋼筋筋整體穩(wěn)定性；

②將墻筋錨固在底板板筋中，焊接或連接牢固，尤其槽道安裝位置，確保墻筋自身穩(wěn)定性，墻筋較高時(shí)，在中上部位置加上措施支撐筋，保證墻筋的垂直度及穩(wěn)定性。

4.2 槽道粗略固定

①預(yù)埋件吊至施工現(xiàn)場(chǎng)后，人工配合將預(yù)埋件放置測(cè)量位置。②采用鋼筋或者鐵絲臨時(shí)將預(yù)埋件固定在側(cè)墻鋼筋上。③槽道背后爪筋通過(guò)與側(cè)墻主筋及水平筋簡(jiǎn)單固定。

4.3 側(cè)墻及中隔墻模板設(shè)計(jì)

預(yù)埋件安裝位置的模板上需打孔，并將模板（鋼?；蚰灸＃┻M(jìn)行編號(hào)。模板設(shè)計(jì)根據(jù)“U”型槽道間距加工特定長(zhǎng)度模板（鋼模或木模）。整體管廊段落劃分在符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求劃分段落長(zhǎng)度的條件下，可依據(jù)模板使用總塊數(shù)進(jìn)行劃分，這樣避免模板的浪費(fèi)，增加模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)，同時(shí)可以有效控制預(yù)埋槽道的間距等同。

4.4 預(yù)埋件精確定位

①“U”型槽道厚度3.3cm，側(cè)墻背水面鋼筋保護(hù)層厚度3.5cm，中隔墻鋼筋保護(hù)層厚度3.5cm，槽道預(yù)埋在鋼筋保護(hù)層厚度中，槽道表面之間間距即為側(cè)墻線。

②通過(guò)“U”型槽道背后鉚釘錨入側(cè)墻及中隔墻的混凝土中。將側(cè)墻及中隔墻的豎向主筋及水平筋用鋼絲連接在一起，讓槽道錨固力更牢固。槽道與槽道之間間距通過(guò)定位筋固定通過(guò)背后鉚釘對(duì)頂或采用鋼筋撐開(kāi)槽道，確保兩個(gè)槽道之間的距離是墻厚寬度。

③將“T”型螺栓放入“U”型槽道中，螺桿穿過(guò)模板上預(yù)留的孔，在模板另一側(cè)擰緊螺母保證模板與“U”型槽道緊密相貼。“T”型螺栓安裝圖及混凝土澆筑完成后效果見(jiàn)圖5 和圖6。

圖5 “T”型螺栓安裝圖

圖6 成型后效果圖

5 工藝分析

5.1 工藝優(yōu)點(diǎn)分析

①施工進(jìn)度加快。側(cè)墻模板支立即可擰緊“T”型螺栓便可以將槽道與模板密貼。省事省力，速度快，縮短了施工工期。

②工藝操作簡(jiǎn)便。將“T”型螺栓事先放入槽道中，側(cè)墻模板支立時(shí)將“T”螺栓螺桿穿過(guò)模板預(yù)留孔，內(nèi)側(cè)擰緊相應(yīng)的螺母即可。

③垂直度、密貼性好?！癠”型槽道采用“T”型螺栓固定，與模板密貼性好，垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能很好的避免槽道發(fā)生扭曲及有浮漿進(jìn)入造成封堵。

④節(jié)約材料。固定“U”型槽道所用的“T”型螺栓不與混凝土接觸，模板拆除后“T”型螺栓還可以再次拆除利用，不產(chǎn)生浪費(fèi)。

5.2 存在的主要問(wèn)題

①常規(guī)施工工藝，采用T 型螺固定在模板上，需要對(duì)模板進(jìn)行開(kāi)孔，由于預(yù)埋槽道的設(shè)置較多，不利益預(yù)埋位置的微調(diào)，可能會(huì)造成后期安裝調(diào)整的問(wèn)題，同時(shí)間隔1m在模板上開(kāi)孔，在一定程度上造成了鋼模板面板的損傷。②由于U 型槽道設(shè)置間距小，施工中需要輔助采用大量的“T”螺栓螺桿，在一定程度上會(huì)造成材料的浪費(fèi)及損耗。同時(shí)，模板拆卸過(guò)程中需要拆除大量的“T”螺栓，增加了拆模工序時(shí)間。

6 工藝改進(jìn)

6.1 改進(jìn)方案

為進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)U 型槽道預(yù)埋位置的高精度控制，降低模板損傷。設(shè)計(jì)了一種新型預(yù)埋U 型槽道固定裝置（如圖7 所示），采用“磁力固定+限位”方式實(shí)現(xiàn)U 型槽道的精確定位，且滿足其與模板的密貼性。

圖7 新型預(yù)埋U 型槽道固定裝置示意圖

6.2 技術(shù)原理

①通過(guò)在模板外側(cè)設(shè)置高強(qiáng)磁鐵，利用磁鐵的吸附力，使模板內(nèi)側(cè)的U 型槽緊貼模板，解決U 型槽道與模板內(nèi)側(cè)密封問(wèn)題?？稍赨 型槽道與模板之間增加超薄密封條，進(jìn)一步加強(qiáng)兩者的密封性能。

②通過(guò)在U 型槽道外側(cè)設(shè)置導(dǎo)向管，導(dǎo)向桿一端置于導(dǎo)向管內(nèi)，另一端與豎墻鋼筋骨架焊接。其特點(diǎn)是，導(dǎo)向桿頂端與導(dǎo)向管底部留有空隙。沿U 型槽道豎向設(shè)置不少于兩個(gè)導(dǎo)向裝置。其作用是防治U 型槽道偏位。

③為便于模板拆卸，模板外側(cè)高強(qiáng)磁鐵采用組合形式，沿U 型槽道方向豎向布置，拆模時(shí)，逐個(gè)拆除磁鐵。

6.3 實(shí)施方案

①豎墻鋼筋骨架綁扎完成后，確定U 型槽道預(yù)埋位置，在鋼筋骨架上焊接連接桿。

②在U 型槽道外側(cè)對(duì)應(yīng)導(dǎo)向桿位置，焊接（或粘結(jié)）導(dǎo)向管。將豎墻鋼筋骨架上的導(dǎo)向桿插入U(xiǎn) 型槽道上的導(dǎo)向管，使兩者相連。

③安裝校正豎墻模板后，逐個(gè)在U 型槽道對(duì)應(yīng)的模板外側(cè)位置放置高強(qiáng)磁鐵。

④澆筑豎墻混凝土后，先逐個(gè)拆除高強(qiáng)磁鐵后，拆除模板。

7 結(jié)語(yǔ)

在石家莊管廊、南京管廊項(xiàng)目工程實(shí)踐中，城市綜合管廊預(yù)埋U 型槽道采用T 型螺栓輔助施工工藝，在一定程度極大的提高了U 型槽道的施工質(zhì)量，但依然存在對(duì)模板損傷，定位精度控制難的問(wèn)題，本文提出的U 型槽道改進(jìn)工藝，從根本上解決了U 型槽道任意定位、防扭轉(zhuǎn)、防漏漿及與模板的密貼性等關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)其技術(shù)應(yīng)用提出以下建議：①為便于拆除，用于解決U 型槽道密貼性的高強(qiáng)磁鐵宜采用組合長(zhǎng)條形，可實(shí)現(xiàn)逐個(gè)拆除。②施工應(yīng)做好模板面板的保護(hù)，以防治其表面不拼裝導(dǎo)致漏漿。③混凝土振搗過(guò)程中應(yīng)避免振搗棒直接接觸U 型槽道。