城市綜合管廊預(yù)制拼裝施工方法的研究

楊婉玲

（中交城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖北 武漢 430056）

城市綜合管廊預(yù)制拼裝施工技術(shù)在我國(guó)起步時(shí)間較晚，同時(shí)在發(fā)展過(guò)程中受到各種因素的制約，導(dǎo)致城市綜合管廊預(yù)制拼裝施工技術(shù)未能得到全面的普及，只有少數(shù)城市合理利用了該技術(shù)。城市綜合管廊的建設(shè)水平是檢測(cè)現(xiàn)代化城市水平的唯一標(biāo)準(zhǔn)，更是城市化發(fā)展的主要趨勢(shì)。我國(guó)絕大多數(shù)城市仍使用傳統(tǒng)的埋地鋪設(shè)管線(xiàn)，該方式具有維修成本高和維修工程大等缺點(diǎn)，而城市綜合管理具有較強(qiáng)的改建操作性，方便日常維護(hù)，同時(shí)還不會(huì)影響到其他城市基礎(chǔ)設(shè)施。雖然城市管廊的建設(shè)成本高，但是從城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，城市綜合管廊的綜合效益非常高。

1 城市綜合管廊的概述

城市綜合管廊是指城市在發(fā)展過(guò)程中，充分利用地下空間，建立一個(gè)隧道，然后把城市的各項(xiàng)功能的管線(xiàn)集中到一起，并設(shè)立對(duì)應(yīng)的檢修口和檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的管理、建設(shè)、規(guī)劃和設(shè)計(jì)等等，從而保障城市各項(xiàng)功能都能正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施[1]。

城市綜合管廊的最大作用有五個(gè)方面：第一，可以有效避免道路的重復(fù)開(kāi)挖施工；第二，能夠徹底解決城市管線(xiàn)事故頻發(fā)和架空線(xiàn)網(wǎng)密集等問(wèn)題；第三，能夠?qū)崿F(xiàn)美化城市景觀、完善城市工程和保障城市安全；第四，促進(jìn)了城市的轉(zhuǎn)型，向更集約、更高效的方向發(fā)展，不斷提高城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量和城市綜合承載能力；第五，有利于增加經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力、拉動(dòng)社會(huì)資本投入、增加公共產(chǎn)品的有效投資[3]。

城市綜合管廊一般情況下是多領(lǐng)域封閉性和多艙室的系統(tǒng)工程，在城市綜合管廊設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)一定要與城市的未來(lái)發(fā)展方向一致，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一規(guī)劃和綜合協(xié)調(diào)。滿(mǎn)足城市綜合管廊使用和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的需求，對(duì)城市化的發(fā)展具有非常重要的意義。

2 預(yù)制拼裝施工流程

城市綜合管廊預(yù)制拼裝施工流程：節(jié)段預(yù)制、基坑及臨時(shí)支撐施工；首節(jié)段固定；節(jié)段試拼；階段膠接施工；臨時(shí)預(yù)應(yīng)力施工；永久預(yù)應(yīng)力施工；間隙灌漿；現(xiàn)澆段施工；防水施工；覆土回填[3]。

2.1 節(jié)段預(yù)制

節(jié)段預(yù)制需要根據(jù)城市綜合管廊的設(shè)計(jì)規(guī)劃要求進(jìn)行，一般情況下都是根據(jù)管線(xiàn)布設(shè)要求進(jìn)行節(jié)段預(yù)制。其長(zhǎng)度基本上都是2.5m，其中單節(jié)節(jié)段的重量可達(dá)到70噸。節(jié)段內(nèi)的側(cè)墻上部分別設(shè)置雙側(cè)牛腿和單側(cè)牛腿，這個(gè)設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)管廊在地下所處的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)的，同時(shí)在牛腿上的現(xiàn)澆搭板能夠有效降低路基土和結(jié)構(gòu)之間的不穩(wěn)定沉降。節(jié)段預(yù)制并不是適用于任何環(huán)境，比較適用直線(xiàn)段，一般情況下每個(gè)孔跨都會(huì)分 5到 11個(gè)小節(jié)段，每個(gè)孔跨拼裝后的總長(zhǎng)度在10-30米之間，節(jié)段預(yù)制時(shí)需要留有對(duì)應(yīng)的后澆帶，如果是彎曲的線(xiàn)路就使用現(xiàn)澆法施工[4]。節(jié)段構(gòu)造一般情況下有5種，基本上都是根據(jù)橫穿管線(xiàn)的位置不同進(jìn)行劃分的，包括污水引入引出口節(jié)段、雨水引入引出口節(jié)段、燃?xì)鈾M穿管標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、中間標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和端節(jié)段。

2.2 基坑和臨時(shí)支撐

基坑開(kāi)挖基本上都是使用對(duì)應(yīng)型號(hào)的挖掘機(jī)，然后把土運(yùn)送到相應(yīng)的位置，在開(kāi)挖過(guò)程中需要注重基坑深度和基坑邊坡，通常情況下基坑深度控制在2.5m，基坑邊坡控制在 1：1.如果基坑的深度超過(guò)控制的深度，也就是大于 2.5m，這種情況下基本邊坡就不能按照1：1的比例，同時(shí)還需要最好防護(hù)措施，使用掛網(wǎng)噴射混凝土。在開(kāi)挖過(guò)程中的排水問(wèn)題，基本上使用盲溝排水，在施工區(qū)域設(shè)長(zhǎng)達(dá)20米長(zhǎng)度的集水坑，然后集水坑中利用抽水機(jī)進(jìn)行排除[5]。管溝底面要高基礎(chǔ)墊層20mm，目的是確保管溝懸空拼裝過(guò)程的順利進(jìn)行。

臨時(shí)支撐可使用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)主要設(shè)置在底板兩側(cè)，其截面尺寸為 300mm*75mm，同時(shí)要求條形基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求后，放置臨時(shí)螺旋千斤頂，其目的是支撐管廊，千斤頂一般情況下都是在節(jié)段永久預(yù)應(yīng)力張拉壓漿后拆除，并使用混凝土進(jìn)行間隙灌漿。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工工藝

現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工工藝基本上都是用懸拼施工和預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，在拼接點(diǎn)使用現(xiàn)澆施工。

2.3.1 首節(jié)段固定

首節(jié)段主要作用就是參考節(jié)段，是整個(gè)管廊拼裝的參考，在拼裝過(guò)程中需要特別注意兩個(gè)問(wèn)題——高程和軸線(xiàn)，必須要合理控制，特別是管廊縱坡較大時(shí)，一定要按照從低到高的順序進(jìn)行拼裝，如果在拼裝過(guò)程中不能有效控制首節(jié)段的高程，就會(huì)導(dǎo)致后面的拼裝工作困難，管廊底板距離墊層偏小或者是偏大，都會(huì)導(dǎo)致拼裝無(wú)法進(jìn)行[5]。節(jié)段在預(yù)制時(shí)通常情況下都會(huì)在頂板四個(gè)角埋設(shè)對(duì)應(yīng)的高程控制點(diǎn)，中線(xiàn)設(shè)置兩個(gè)軸線(xiàn)控制點(diǎn)，這樣就可以通過(guò)六個(gè)控制點(diǎn)確保頂板的高程，如果在拼裝過(guò)程中高程和軸線(xiàn)無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，就可以直接利用千斤頂對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，從而滿(mǎn)足設(shè)計(jì)定位要求，千斤頂選用螺旋機(jī)械式。四個(gè)千斤頂?shù)奈恢梅謩e按照縱向中到中的等距、居中布置，并控制千斤頂在橫向到梁段的中心線(xiàn)的距離。

四個(gè)千斤頂準(zhǔn)確定位后，需要確保首節(jié)段的穩(wěn)定性，避免后面的拼裝時(shí)出現(xiàn)碰撞導(dǎo)致首節(jié)段出現(xiàn)偏移，那么就必須要使用梁段固定首節(jié)段，將首節(jié)段和前一孔的末節(jié)段固定在一起，固定的方式是先將末節(jié)段的內(nèi)外側(cè)橫向的鋼筋上焊接 4根槽鋼，并把槽鋼分別支撐對(duì)應(yīng)的節(jié)段，再把槽鋼焊接到一起；如果不使用梁段固定，那么就需要一個(gè)臨時(shí)的梁放在首節(jié)段的后面，然后再按照有梁段的方式固定首節(jié)段。

2.3.2 節(jié)段試拼

使用龍門(mén)吊機(jī)進(jìn)行節(jié)段拼裝，每節(jié)管廊頂板都設(shè)對(duì)應(yīng)的吊孔，目的是為了方便起吊，起吊后龍門(mén)吊機(jī)從運(yùn)輸便道一側(cè)移動(dòng)到中間位置，當(dāng)節(jié)段的高度到達(dá)相應(yīng)的高度時(shí)，龍門(mén)吊機(jī)在慢慢移動(dòng)，防止節(jié)段出現(xiàn)擺動(dòng)導(dǎo)致碰撞損壞的危險(xiǎn)，然后在對(duì)應(yīng)的位置放置方木[6]。節(jié)段穩(wěn)定后調(diào)整起吊節(jié)段，確保與已拼裝段保持在同一個(gè)水準(zhǔn)上。然后就可以進(jìn)行節(jié)段試拼裝，并啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)門(mén)機(jī)，把節(jié)段向已拼裝節(jié)段靠攏，靠攏后并檢查預(yù)制斷面接口處是否滿(mǎn)足要求，不滿(mǎn)足要求需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，不可存在一點(diǎn)的偏差。

2.3.3 節(jié)段膠接施工

管廊節(jié)段拼裝過(guò)程中最重要的工序就是涂膠，膠體的材料和涂刷等所有工作都會(huì)直接影響到整個(gè)工程的施工質(zhì)量，拼接縫是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方，尤其是漏水問(wèn)題，在后期使用過(guò)程中會(huì)嚴(yán)重影響到整個(gè)管廊內(nèi)部的使用。涂膠的膠體必須要使用雙組分環(huán)氧樹(shù)脂，這種樹(shù)脂沒(méi)有任何的腐蝕性，不會(huì)損害到混凝土和鋼筋。

在涂膠前需要充分做好準(zhǔn)備工作，確保粘結(jié)的質(zhì)量，第一步就是做好清理工作，把預(yù)制管廊斷面的雜物清理干凈。另外還需要根據(jù)季節(jié)因素做好防護(hù)措施，防曬和防雨措施，另外在冬季還需要做好防凍措施。第二步在預(yù)應(yīng)力孔道周?chē)べN單面膠，其他位置不需要涂膠，避免在拉張時(shí)出現(xiàn)膠體被擠進(jìn)孔道內(nèi)影響到其他工作進(jìn)行。

第三步，膠體攪拌盡量根據(jù)就近原則，避免在運(yùn)輸過(guò)程中導(dǎo)致膠體質(zhì)量發(fā)生變化，膠體使用固化劑和環(huán)氧樹(shù)脂，先在各自的容器內(nèi)攪拌，然后把環(huán)氧樹(shù)脂倒入到固化劑容器內(nèi)在進(jìn)行攪拌，并確認(rèn)是否均勻，不均勻還需要繼續(xù)攪拌[7]。在攪拌過(guò)程中為了防止摩擦熱而影響到膠體質(zhì)量，一定要控制攪拌速度，并保證底部和周?chē)哪z體都能攪拌均勻。

第四步涂膠，涂膠前先做好檢查工作，涂膠時(shí)必須要控制時(shí)間和溫度，避免外界因素影響到膠體的質(zhì)量。先進(jìn)行試驗(yàn)，確認(rèn)膠體質(zhì)量和涂膠后的效果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，再進(jìn)行涂膠作業(yè)，涂膠時(shí)一定要均勻，并雙面涂膠，膠體厚度控制在1.6mm，截面邊緣和預(yù)應(yīng)力孔道邊緣不可涂膠，以免影響到整個(gè)節(jié)段的性能。在涂膠過(guò)程中涂膠人員使用的工具、方法等一定要滿(mǎn)足要求進(jìn)行，一邊涂膠一邊檢查，確保涂膠厚度均勻并滿(mǎn)足要求。

最后一步就是臨時(shí)預(yù)應(yīng)力施工，根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)出，包括頂板頂面、中隔墻側(cè)壁和邊墻在內(nèi)的，各截面所需要的具體鋼筋數(shù)量和規(guī)格。每拼完一段需要施加對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力，確認(rèn)節(jié)段之間是否存在完全固定，并確認(rèn)膠體的擠出效應(yīng)是否達(dá)到最佳狀態(tài)，并同時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉工作[8]。預(yù)應(yīng)力筋張拉結(jié)束后，及時(shí)清理多余的環(huán)氧膠，避免污染到建筑材料，還需要清理預(yù)應(yīng)力管道，避免管道出現(xiàn)堵塞情況。

2.3.4 永久預(yù)應(yīng)力施工

每一段管廊拼裝工作完成后，并確認(rèn)涂膠工作完成，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，開(kāi)始預(yù)應(yīng)力張拉鋼絞線(xiàn)和管道穿束。張拉結(jié)束后，對(duì)其進(jìn)行孔道壓漿，先用水對(duì)其進(jìn)行濕潤(rùn)，然后按照一定的順序進(jìn)行壓漿，直到冒出濃漿即可。永久預(yù)應(yīng)力施工結(jié)束后，就可以去除節(jié)段底部的千斤頂和臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備。

2.3.5 間隙灌漿

由于施工工藝是拼裝，所以墊層和管廊之間必有縫隙，為了加強(qiáng)底板防水，確保綜合管廊整體能夠均勻沉降，就需要對(duì)其進(jìn)行灌漿，在永久預(yù)應(yīng)力施工完成后，在綜合管廊的邊緣用速凝水泥砂漿封堵，并確認(rèn)間隙的封堵是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。最后把水泥漿安裝一定的順序進(jìn)行注入，并控制好注漿的壓力，注漿需要分兩次進(jìn)行，第一完全凝固后再二次注漿[9]。

2.4 現(xiàn)澆段施工

現(xiàn)澆工序?yàn)殇摻罱壴?，安裝側(cè)壁側(cè)模、安裝頂板模板、安裝橡膠止水帶、混凝土澆筑?，F(xiàn)澆直接利用泵車(chē)泵送入模板內(nèi)，需要控制泵送高度，現(xiàn)澆結(jié)束后拆模，做好養(yǎng)護(hù)工作。

2.5 防水施工

防水施工一定要遵守相應(yīng)的原則，防排、截堵全面有效相結(jié)合，并以預(yù)防為主，還要實(shí)現(xiàn)因地制宜和綜合治理，既然是防水，那么所使用到的材料一定要滿(mǎn)足防水功能，混凝土的規(guī)格和功能都需要滿(mǎn)足防水的要求，包括外加劑、結(jié)構(gòu)受力和細(xì)部設(shè)計(jì)等等，從而實(shí)現(xiàn)全面防水防滲的目的。最后，在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)外根據(jù)需要涂防水涂料和隔離層，并在隔離層上粘貼防水卷材，最后再涂抹水泥砂漿保護(hù)層。防水材料使用前要做好清理工作，同時(shí)還需要考慮風(fēng)、雨和溫度等外界環(huán)境因素對(duì)防水材料功效的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

城市綜合管廊是城市化發(fā)展的主要方向，具有便于維護(hù)、環(huán)保降噪和避免交通堵塞等優(yōu)勢(shì)，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更具有一定的促進(jìn)作用。預(yù)制拼裝施工前，需要做好充分的準(zhǔn)備工作，結(jié)合設(shè)計(jì)細(xì)化施工步驟和工藝流程，這樣才能全面保證拼裝的質(zhì)量，另外在施工方法上也可以根據(jù)目前最先進(jìn)的技術(shù)，不斷優(yōu)化和完善。同時(shí)，對(duì)施工方法的深入研究也可以進(jìn)一步指導(dǎo)預(yù)制管廊的設(shè)計(jì)，促進(jìn)綜合管廊更好的發(fā)展。