關于影響預制裝配式地下綜合管廊因素

黃 鶴，常 萍

(南寧學院 土木與建筑工程學院，廣西 南寧 530200)

0 前 言

目前，綜合管廊的施工都是傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工方法。多年前，工廠預制管已在發(fā)達國家得到應用。現(xiàn)場拼裝的施工方法大大縮短了深溝施工時間，提高了施工效率。預制管也可用于城市排水系統(tǒng),比如上海世博園建成一座長450 m的預制裝配式管廊已成功應用，具有施工效率高、風險低的特點。

1 裝配式管廊分類

我國常見的預制管廊為鋼筋混凝土結構。預制管廊按其施工方法和構件形式可分為全預制管廊和半預制管廊。預制管廊按構件拆分形式可分為分段拼裝和分段拼裝。半預制管廊工程的常見形式是預制復合裝配。

1.1 節(jié)段裝配式管廊

節(jié)段拼裝技術主要是將綜合管廊的長度按標準尺寸分成若干節(jié)段，在預制廠按固定模具將各節(jié)段預制成一個整體然后運至施工現(xiàn)場的一種施工技術，并通過螺栓或預應力筋的連接方式將其組裝成一個整體。其安裝施工的方法基本能達到100%的裝配率。

1.2 分塊裝配式管廊

分塊拼裝技術是在分段裝配式管廊的基礎上將管廊沿橫截面分為上下兩部分，是由預制廠預制，然后運到施工現(xiàn)場進行拼裝的一種施工技術。接頭可采用螺栓連接、預應力連接。這種方法通過拆分可以有效地減小管廊的尺寸和單個構件的重量，有利于構件的運輸和現(xiàn)場的吊裝作業(yè)。具有裝配率100%，無需濕作業(yè)，安裝勞動力少，工期快等優(yōu)點，這種技術在國內(nèi)很少見。

1.3 疊合裝配式管廊

疊合裝配技術是將管廊分為預制樓板、預制墻體和預制屋面三部分。預制廠對這三部分進行加工并運至施工現(xiàn)場。結合現(xiàn)澆技術將所有預制構件連接起來形成整體施工工藝達到預期效果。施工順序為：預制底板安裝，底板鋼筋綁扎→ 預制墻板安裝及墻板鋼筋綁扎→ 預制頂板安裝→ 混凝土澆搗→ 拆除支架。與全預制管廊相比，該技術具有以下優(yōu)點：易于提升、防水性能好、非標準截面的適用性較好。

2 城市管廊基本類型

2.1 干線綜合管廊

主要線路有通信、有線電視、電、氣、自來水等。一些主要管道包括雨水和污水系統(tǒng)。通常在街道中間負責向雙向線路提供配送服務具有斷面尺寸大、覆土深、系統(tǒng)穩(wěn)定、輸送能力大、安全性高、維護檢測要求高等特點。

2.2 支線綜合管廊

支線綜合管廊是連接干線綜合管廊與最終用戶的通道。通常位于道路兩側(cè)人行道下方。主要管道為通信、有線電視、電力、燃氣、自來水等直接服務管道。結構截面主要具有截面小、造價低、系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性高等特點。

2.3 纜線綜合管廊

線纜綜合管廊一般埋入人行道以下，管道包括電力、通信、有線電視等，管道直接提供給用戶?？臻g斷面小、埋深淺、施工成本低、無通風。其他設備的維護和管理截面大部分為矩形和圓形結構，根據(jù)市政管線的類型、數(shù)量、施工方法、地下空間和當?shù)亟?jīng)濟狀況設計的。

3 綜合管廊施工技術

根據(jù)地質(zhì)條件和應力的狀態(tài)將隔室分為單隔室和雙隔室。單室結構的橫截面形狀一般為圓形，但其也有一個矩形結構和圓形結構的截面，通常用于頂進施工和盾構施工。矩形結構截面用于頂進和開挖施工，由于異形結構的特殊更適合露天開挖。雙室和多室結構的橫截面形狀通常為矩形截面的組合。

3.1 明挖現(xiàn)澆混凝土綜合管廊

明挖現(xiàn)澆混凝土管廊施工是最常用的施工方法，使用明挖現(xiàn)澆的這種施工方法可將整個工程分為若干部分進行施工，以加快施工進度，這種施工方法技術難度低，工程造價相對較低，施工質(zhì)量可以得到保證，在全國地勢平坦的地區(qū)，周邊沒有其他需要保護的建筑。在修路的過程中，有必要挖掘和安裝管道?？膳鷾蚀箝_挖施工和深點潛水措施。這種開挖方案的優(yōu)點是適合施工，不需要封閉結構的操作，施工周期短，適合大規(guī)模機械化操作，成本低；該方案的不足就是開挖量大，覆蓋要求高。

3.2 預制拼裝法綜合管廊結構

明挖預制拼裝法是一種較為先進的施工方法在發(fā)達國家普遍采用。施工方法需要大型預制廠和大噸位運輸起重設備。同時，施工技術要求較高，工程造價較高。主要預制構件有管基綜合管廊普通溝、鋼筋混凝土帶底拱涵、鋼筋混凝土帶底多弧涵、帶底多弧電纜溝等，預制混凝土涵管拼裝施工具有質(zhì)量保證、工期短、成本低、節(jié)能環(huán)保等明顯優(yōu)點。

采用預制管節(jié)施工現(xiàn)場無需鋼筋加工、綁扎。立模、支撐混凝土澆筑、養(yǎng)護、拆模、二次搬運等工序，不需要較大的加工和原材料存放場地?，F(xiàn)場不需要立模板，溝槽的土方開挖量少，可節(jié)省大量模板費和人工費及其他相關費用，且工期大大縮短，施工管理成本得到降低。從建設方講，管廊提前投入運行，建設方可獲得經(jīng)濟效益，是非常經(jīng)濟的施工方式。從社會效益講可減少環(huán)境污染，節(jié)省大量木材，實屬能源型、環(huán)境友好型。

3.3 盾構施工法綜合管廊

盾構法是在盾構保護下修建軟土隧道的一種施工方法。該方法的特點是地層開挖、開挖運輸、襯砌拼裝、接縫防水、盾尾凈空灌漿充填均在盾構保護下進行，隨時排除地下水，控制地面沉降，是一種技術要求高、綜合性強的施工方法。

盾構施工具有機械化程度高、施工組織簡單、管理方便等優(yōu)點，施工安全、快捷，工程結構質(zhì)量優(yōu)良、施工引起的沉降量小、易于控制，可在無降水的水層中施工建筑面積小、施工對周圍環(huán)境干擾小，特別適合在既有建構筑物下方或附近穿越項目投資，易于控制。主要缺點是工程變更的適應性稍差、盾構施工設備成本高、當隧道覆蓋淺層土時地表沉降不易控制、小半徑隧道施工難度大。近年來，隨著管廊技術的發(fā)展，利用盾構機修建城市管廊的工程越來越多。

3.4 頂管施工法綜合管廊

頂管施工是繼盾構施工后發(fā)展起來的一種地下管線施工方法，無需開挖表層，可穿越公路、鐵路、河流、地面建筑物、地下構筑物和各種地下管線。頂管施工中，通過頂管主油缸和管間中繼室的推力，將工具管或掘進機從工作井穿過土層推至受力井。同時，將工具管或掘進機后的管道立即埋設在兩井之間，以實現(xiàn)地下管廊非開挖敷設的施工方法。頂管施工特別適用于大中型管道的非開挖敷設，具有經(jīng)濟、高效、環(huán)保的綜合功能。該技術的優(yōu)點是：無需開挖地面；不拆除、不損壞地面建筑物；不破壞環(huán)境；不影響管道的段差變形；省時、高效、安全、綜合成本低。

3.5 普通暗挖施工法

主支架設計用于維持所有基本荷載，第二個模板支架用作安全儲備主支護與二線共同承擔特殊荷載，在設計和施工埋置方式上，同時，采用多種方式改善和加強周邊交流，采用不同的開挖方法，及時支護和封閉圍巖，形成聯(lián)合支護體系。在施工過程中采用測量監(jiān)控、信息響應、優(yōu)化設計等手段，實現(xiàn)了無塌方、少沉降、安全施工等，形成了多種復雜的支護技術。

4 影響因素

4.1 綜合管廊防滲漏措施

在高水位地區(qū)控制地下工程的流量是一項挑戰(zhàn)，如果進入市政隧道的是一定數(shù)量不會造成嚴重后果，會增加排水結構的啟動時間，增加市政隧道內(nèi)的空氣濕度，并縮短市政隧道內(nèi)管道和監(jiān)控結構的使用壽命。

一般廊道管道的防流設計原則是剛?cè)峤Y合、因地制宜、綜合治理。變形控制盡量增加箱套每段長度減少變形環(huán)節(jié)，在截面之間設置變形鏈接并在變形鏈接之間設置剪切關點以降低相對沉降。

對于水密變形縫定義了水密連接結構，并設置了中埋橡膠密封外防水層，在變形縫處放置橡膠止水片，采用低發(fā)泡塑料板和雙組分聚硫密封膠粘在一起。這個包封是防漏的薄弱環(huán)節(jié)，應盡量減少縫隙的數(shù)量。

4.2 綜合管廊節(jié)點處理

節(jié)點包括：交叉口或T型交叉口、河道、地鐵、人行等重要地下設施既有大口徑雨污水管道。

在交叉口或T形交叉口處，由于供水隧洞的水流以及需要確保供水隧洞內(nèi)的維護人員通行，使供應通道的節(jié)點處理更復雜。從本質(zhì)上講，供應通道類似于管道交換。在處理方法方面，供給隧道可以設計成雙層以實現(xiàn)通信功能。供水隧洞的交叉口或T形交叉口可能與道路交叉，因此，在一般施工中應充分考慮道路車輛荷載對供水隧洞結構的影響。

5 總 結

城市管廊建筑技術是城市建設和城市發(fā)展的趨勢，是充分利用地下空間的有效手段空間。近期，重復挖土“道路交通擁堵”問題將得到明顯改善，推動地下綜合管廊裝配化,是近年來興起的一項重大變革。原理是將管廊構配件在預制廠預制后運到施工現(xiàn)場通過拼裝形成一個整體的施工方式。與常規(guī)的現(xiàn)澆相比，綜合管廊采用預制裝配式技術施工方便快捷可以有效縮短工期、減少人工成本、提高構件的澆筑質(zhì)量、減少了對周邊環(huán)境的影響，實現(xiàn)綠色施工。

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