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    綜合管廊明挖法施工工藝特點及適用范圍探討

    2018-08-10 08:59:38
    福建建筑 2018年7期
    關鍵詞:插式管廊現(xiàn)澆

    危 艷

    (廈門大學嘉庚學院土木工程系 福建廈門 363105)

    1 綜合管廊明挖法各施工工藝簡介

    綜合管廊又稱共同溝,是建于城市地下用于集中敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道。

    管廊的施工工法分為明挖法和暗挖法兩大類,其中暗挖法分為淺埋暗挖法、頂管法和盾構法3種。目前,管廊施工以明挖法為主,暗挖法為補充。

    明挖法施工,適用于新城區(qū)未開發(fā)地塊或與道路同期施工的項目,覆土深度一般為2m~5m。

    綜合管廊明挖法施工工藝,主要分為現(xiàn)澆和預制拼裝兩大類,其中預制拼裝類主要分為承插式拼裝、預應力拼裝和疊合式拼裝3種工藝,如圖1所示。

    (a)現(xiàn)澆施工 (b)承插式拼裝

    (c)預應力拼裝 (d)疊合式拼裝圖1 綜合管廊明挖法施工工藝

    現(xiàn)澆法施工,是在基坑開挖完成后,搭設模板,綁扎鋼筋后現(xiàn)澆混凝土形成管廊主體。

    承插式拼裝,采用柔性承插接口連接預制管廊,配以楔形橡膠密封圈防水,如圖2所示。該工法安裝工序簡單,施工速度快,密封性能、抗不均勻沉降性能均較好。

    (a)承插式柔性接口(b)楔形橡膠密封圈圖2 承插式拼裝接口

    預應力拼裝,采用預應力鋼絞線將帶剪力鍵的預制節(jié)段連接成整體,如圖3所示。在拼裝前,應先試拼,待調(diào)試至精準位置后,在兩節(jié)段間刮涂結構拼縫膠,單面厚度2mm,并及時張拉臨時預應力,保證拼接斷面上至少有0.2MPa壓力。待全部節(jié)段拼裝完畢后,張拉永久預應力,釋放臨時預應力。

    (a)預制節(jié)段剪力鍵圖

    (b)預制節(jié)段側立面圖圖3 預應力拼裝

    疊合式綜合管廊標準段是由預制的疊合式底板、疊合式側墻、疊合式頂板組成,通過現(xiàn)場的組裝,在連接節(jié)點處局部綁扎少量鋼筋(約5%)并澆筑自密實混凝土,從而形成疊合管廊,連接節(jié)點構造,如圖4所示。

    (a)側墻與底板連接構造

    (b)側墻連接構造

    (c)底板連接構造圖4 疊合式管廊連接節(jié)點

    疊合管廊所需作業(yè)面少且開挖量小,可以節(jié)約土方開挖、回填、路面恢復所需時間;現(xiàn)場不用模板、減少了現(xiàn)場鋼筋綁扎,縮短工期;與現(xiàn)澆管廊相比,一體成型無施工縫,混凝土密實性好,防水效果好;與全預制管節(jié)管廊相比,整體性好,即使地基不均勻沉降也不會脫節(jié),防水可靠,同時,拆分后構件重量輕,制作運輸方便,起重機、吊車噸位小。

    2 綜合管廊明挖法各施工工藝的優(yōu)缺點對比

    不同施工工藝有各自的優(yōu)缺點以及適用條件,對上述施工工藝進行對比,如表1所示。

    基于我市當前經(jīng)濟社會發(fā)展水平和建筑市場調(diào)研情況,各種工藝的成本從高到低依次為:預應力拼裝、承插式拼裝、疊合式拼裝、現(xiàn)澆。比例約為1.25∶1.11∶1.09∶1.0。

    根據(jù)實際工程實踐反映,不同工藝的施工速度有所不同:

    (1)對于小斷面單艙和雙艙綜合管廊,承插式拼裝工藝速度最快,其次為預應力拼裝和疊合式拼裝,現(xiàn)澆施工最慢。

    (2)對于大斷面三艙和四艙綜合管廊,以疊合式拼裝工藝速度最快,其次為承插式和預應力拼裝,現(xiàn)澆施工最慢。

    表1 不同施工工藝對比表

    3 綜合管廊明挖法各施工工藝適用范圍探討

    基于現(xiàn)階段經(jīng)濟社會技術水平,通過現(xiàn)澆、承插式、預應力拼裝和疊合裝配式4種工藝綜合對比,可初步判定各種綜合管廊施工工藝的適用條件。

    (1)對于單艙、雙艙小斷面管廊,承插式拼裝和預應力拼裝具有較好的適用性,其優(yōu)勢體現(xiàn)在施工便捷、高效、環(huán)保,因此這兩種工藝比較適合應用于工期緊,施工文明要求高的管廊項目。

    (2)對于三艙、四艙大斷面管廊,受預制節(jié)段運輸?shù)跹b困難的影響,承插式拼裝和預應力拼裝工藝施工效率降低,而疊合式拼裝工藝不受影響,效率高,比較適合大斷面管廊施工。

    (3)對于特殊功能需求的管廊,如有燃氣管線入廊要求廊體氣密性好,此時較適合應用預應力拼裝工藝。

    當管廊建設場地地質(zhì)條件出現(xiàn)劇烈變化時,如場地局部吹填、過水系段地質(zhì)突變等,應當選用抗不均勻沉降能力強的結構形式。目前普遍認為,承插式和預應力拼裝管廊,抗不均勻沉降性能較好。但是選擇何種方式,應結合具體情況進行個案分析。

    當空間條件受限管廊覆土深度淺(管廊頂部直接鋪設道路結構層)時,廊體結構抗動載要求高,此時推薦預應力拼裝工藝。

    對于老城區(qū)結合道路提升改造的管廊,往往工期緊,文明施工要求高,施工空間受限,此時較適合應用承插式拼裝和疊合式拼裝工藝。

    對于異型斷面管廊以及管廊節(jié)點、口部位置的實施,以現(xiàn)澆和疊合式拼裝效果最好。因此,在推廣預制拼裝工藝的同時,不應忽視現(xiàn)澆工藝的作用, 應當綜合應用各種工藝,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

    對于工程體量大,斷面種類多的綜合管廊,建議采用多種工藝并用,互為補充,形成最優(yōu)組合。

    將以上結論整理成表格,如表2所示。

    表2 各綜合管廊明挖法施工工藝的適用性條件分析

    注:①該表根據(jù)工藝的適用程度,從高到低,分別為推薦、適用、可適用、不推薦; ②當項目情況復雜,難以根據(jù)本表判定工藝是否適用時,應采用綜合分析法,進一步進行研究論證。

    4 結論

    現(xiàn)澆法施工技術成熟,對異形段、曲線段和節(jié)點的處理靈活,但是工期長;承插式拼裝法和預應力拼裝法易于標準化生產(chǎn)、抗不均勻沉降性能和防水效果好但大斷面管節(jié)吊裝困難,同時,承插式拼裝法氣密性差,預應力拼裝法工藝復雜。疊合式拼裝施工速度快但內(nèi)部混凝土密實度控制尚存一定的不足。對于8種不同情況下綜合管廊施工工藝的選擇,如表2所示。

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