城市地下綜合管廊施工技術研究

張慧思

（中鐵十四局集團有限公司市政工程分公司，山東 青島 266061）

城市地下綜合管廊施工，不僅是重要的交通建設工程，也是城市規(guī)劃管線集中處理的工程，對于城市功能的發(fā)揮有非常重要的意義。在地下綜合管廊施工過程中，涉及深基坑開挖、地下水處理以及特殊地基處理等多個復雜環(huán)節(jié)，每個施工環(huán)節(jié)都直接影響著地下綜合管廊的施工質量。因此，在城市地下綜合管廊施工必須加強各個環(huán)節(jié)的管控，確保工程施工質量。

1 工程背景

江山路與前灣港路位于青島經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)北部區(qū)域，工程所在地現(xiàn)狀管線密集，專業(yè)管線錯綜交叉。結合立交建設方案，現(xiàn)狀管線將大面積遷移以配合立交建設，為了確保后期管線運營維護方便，橋下立交范圍內采用綜合管廊對各種管線進行敷設。采用地下綜合管廊進行施工。江山路主線管廊長度約652m，前灣港路主線管廊長度約756m。主廊斷面設計采用兩艙寬（3+3.5）m、高3m和三艙斷面寬（3+3.5+3）m、高3m形式，過路支廊斷面采用單艙寬3.5m、高3m形式。主廊基坑平均開挖深度為4.5m，支廊基坑最大開挖深度為10.2m，采用C40現(xiàn)澆鋼混凝土結構，廊道抗?jié)B等級為P8。管廊設計斷面如圖1所示。根據(jù)地表調查和鉆探揭露，場地地層以素填土、粉質黏土、中細砂、中砂為主，地下水穩(wěn)定水位標高2.5～5.35m。

2 綜合管廊現(xiàn)澆施工

2.1 基坑開挖及支護

圖1 雙艙管廊斷面圖（單位：mm）

根據(jù)深基坑設計方案，結合現(xiàn)場地質條件，主廊基坑采取放坡開挖，過路支廊基坑采取鋼管樁配合水泥攪拌樁止水帷幕垂直支護、分層開挖?；娱_挖前先施工樁頂冠梁，開挖到設計位置后，完成腰梁施工及內支撐設置。由于地下水位較高，在管廊基坑四周開挖排水溝，并設置集水井，采用抽水機進行基坑降排水?；娱_挖到設計高程、驗槽合格后，及時施作墊層及底板防水層。

2.2 支架搭設

為了方便施工，管廊混凝土澆筑分為兩次進行，第一次澆筑至底板以上50cm，第二次澆筑側墻及頂板。底板混凝土達到設計強度后在其上搭設頂板支架，管廊艙室寬度3m時，橫向采用3排支架立桿，兩側立桿距離側墻0.6m；管廊艙室寬度3.5m時，橫向采用4排支架立桿，兩側立桿距離側墻0.4m，立桿縱橫向間距均為0.9m[1]。支架底部和頂部設置可調底托及頂托調平，支架搭設時，縱向每間隔4.5m設一道橫向剪刀撐，角度為45～60°。

2.3 鋼筋安裝

（1）鋼筋制作。鋼筋采取在加工廠集中統(tǒng)一加工，下料前嚴格審核設計圖紙，無誤后進行批量生產(chǎn)。鋼筋下料時，使用切斷機進行切割，不得使用氣焊或者電焊[2]。鋼筋彎曲從中間部分開始向兩端順延，確保一次彎曲成型。鋼筋加工完成后分類堆碼存放，并做好標識。

（2）鋼筋連接與綁扎。底板墊層混凝土達到設計強度后，進行測量放線，標識出底板底層鋼筋的位置，開始底層鋼筋的綁扎。鋼筋綁扎采用鐵絲“8”字形綁扎方法，鋼筋縱向連接采用綁扎搭接，一般選擇選擇3處位置用鐵絲綁扎牢固[3]。底層鋼筋綁扎完成后，設置馬凳架立筋并進行固定，在馬凳筋上綁扎底板頂層鋼筋。底板鋼筋綁扎完成后，搭設雙排腳手架進行側墻、中隔墻鋼筋的綁扎。為防止鋼筋傾覆，每間隔3～5m將鋼筋與腳手架連接，待側模安裝時，邊安裝邊拆除連接。頂板鋼筋安裝待底模安裝完成后進行。

2.4 止水鋼板與止水帶安裝

在管廊施工縫處設置止水鋼板，設置時，將止水鋼板兩端彎曲設置在墻體迎水面，鋼板高度確定后，采用拉通線的方式使止水鋼板保持平行。將止水鋼板與迎水面墻鋼筋固定，鋼板下部接口位置設置短鋼筋與支撐鋼筋焊接牢固。連接帶之間采用焊接方式進行連接，鋼板之間的搭接長度不少于5cm。止水鋼板安裝示意圖如圖2所示。

在結構變形縫位置設置止水帶，止水帶一般采用鋼邊橡膠止水帶或背貼式止水帶兩種。為防止混凝土澆筑過程中止水帶發(fā)生移位，在止水帶兩側采用Φ12鋼筋將其夾緊，并與結構鋼筋焊接牢固。

圖2 止水鋼板安裝示意圖

2.5 預埋件的安裝

鋼筋綁扎完畢后，按照設計位置安裝電力、通信、中水等管線的預埋槽道和托架，槽道的外露面要與側模密貼，防止混凝土澆筑過程中水泥漿進入槽道，后期清理困難。

2.6 模板安裝

側模采用厚15mm的竹膠板，側模背肋采用10cm×10cm的方木，間距35cm，為增加模板的整體穩(wěn)定性，豎向及橫向每間隔60cm設置一根Φ16三段式止水穿墻螺栓，采用對拉螺栓對側模進行固定并限位，螺栓兩端螺桿可拆下重復利用，拆模后對螺栓孔采用聚合物水泥砂漿封堵。頂板底模采用厚15mm的竹膠板，橫向主梁采用I14的木工字梁，縱向次梁均采用10cm×10cm的方木，主梁設置在頂托上，次梁設中心間距35cm。

（1）側模穿墻螺栓驗算。新澆筑混凝土對模板側壓力標準值：

取兩式中最小值。

式中：γC為鋼筋混凝土的重力密度，取26kN/m3；t0為新澆混凝土的初凝時間，取4h；v為混凝土澆筑速度，取1m/h；β1為外加劑影響修正系數(shù)，取1.2；β2為混凝土塌落度影響修正系數(shù)，取1.15；H為新澆混凝土最大高度，取3.0m。

代入式（1）中可得F=31.57kN/m2；代入式（2）中可得F=78kN/m2。則最大側壓力為31.57kN/m2。

取澆筑混凝土振搗荷載2kN/m2，傾倒荷載2kN/m2，則N=[1.2×31.57+1.4×（2+2）]×0.6×0.6=15.65kN。三段式止水對拉螺栓直徑16mm，有效直徑14.12mm，有效面積A=156.59mm2，止水螺桿抗拉強度設計值取[f]=170N/mm2。則[N]=[f]A=170×156.59=26.62kN＞N=15.65kN，強度滿足要求。

（2）底模立桿穩(wěn)定性驗算。鋼管采用外徑Φ48鋼管，截面積A=5.06cm2，回轉半徑i=1.59cm。

由于支架布置在基坑內底板上，不需考慮風荷載，因此在對支架進行計算時，力的組合考慮如下：頂板0.5m厚鋼筋混凝土對立桿產(chǎn)生的軸向壓力標準值N1=1.3×10-2N/mm2×900mm×900mm=10530N；模板及主次梁對立桿產(chǎn)生的軸向壓力標準值N2=6.0×10-4N/mm2×900mm×900mm=486N；施工人員及設備對立桿產(chǎn)生的軸向壓力標準值N3=1.0×10-3N/mm2×900mm×900mm=810N；振搗混凝土對立桿產(chǎn)生的軸向壓力標準值N4=2.0×10-3N/mm2×900mm×900mm=1620N。則N=1.2（N1+N2=）+1.4（N3+N4）=1.2×（10530+486）+1.4×（810+1620）=16621.2N。立桿計算長度取整體穩(wěn)定計算結果最不利。

頂部立桿段：

非頂部立桿段：

查表得k=1.155m，μ1=1.719m，μ2=2.292m。則頂部立桿段長度l0=1.155×1.719×（1.2+2×0.2）=0.953m；非頂部立桿段長度l0=1.155×2.292×1.2=3.177m。取l0=3177mm。

則長細比λ=l0/i=3177/15.9=199.81。

2.7 混凝土澆筑

在混凝土澆筑前對模板內雜物進行清理，對支架、鋼筋、預埋件的位置進行檢查。經(jīng)監(jiān)理驗收合格后開始混凝土澆筑?；炷练謱訚仓?，采用插入式振動器振搗。振搗過程中，振動器的插點呈梅花形狀，以行列式方法進行移動，移動位置距離控制在40cm內?；炷帘３诌B續(xù)澆筑，一般情況下最長澆筑間隔時間不應該超過2h。頂板混凝土澆筑完成后，終凝前進行二次抹面處理?；炷凉嘧⒄駬v完成后，及時灑水覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般不少于14d。

3 結束語

地下綜合管廊具有廣泛的應用前景，該系統(tǒng)不僅解決城市交通擁堵問題，還極大提高了后期各種城市地下管線的維護和檢修效率。江山路與前灣港路立交橋工程通過完善優(yōu)化施工工藝，加強過程控制，安全快速地完成了地下綜合管廊的現(xiàn)澆施工，為今后類似城市綜合管廊施工積累了經(jīng)驗。