長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊施工工藝研究與應(yīng)用
——以雄安新區(qū)裝配式綜合管廊項目為例

歐陽效勇， 霰建平， 朱 力， 單宏偉， 王剛鋒

(1. 中交第二公路工程局有限公司， 陜西 西安 710065； 2. 中交二公局工程設(shè)計研究院，陜西 西安 710065； 3. 中交二公局第六工程有限公司， 陜西 西安 710065； 4. 長安大學 道路施工技術(shù)與裝備教育部重點實驗室， 陜西 西安 710064)

0 引言

傳統(tǒng)城市市政管線的直埋或管溝方式相互爭奪有限的地下空間，給城市發(fā)展帶來諸多問題，如市政管線因檢修、增容而造成反復開挖城市道路、浪費地下管線位置資源、工程事故頻發(fā)等[1]。為了解決這一問題，城市綜合管廊應(yīng)運而生。

目前，國內(nèi)在建和投入使用的綜合管廊主要分為現(xiàn)澆和裝配式(預(yù)制)2種[2]?，F(xiàn)澆是應(yīng)用較為廣泛的傳統(tǒng)施工方式，其施工方法簡單，技術(shù)趨于成熟，施工造價和運營費用較低，但施工周期長，易受天氣影響，易造成噪聲、粉塵和廢棄泥漿等環(huán)境污染[3-4]； 裝配式綜合管廊對施工技術(shù)要求較高，需要有較大規(guī)模的預(yù)制場和大噸位的運輸及吊裝設(shè)備，但在施工工期、結(jié)構(gòu)質(zhì)量、環(huán)境保護和綜合效益等方面均具有明顯優(yōu)勢[5]?？紤]到依托的雄安新區(qū)綜合管廊項目中管廊節(jié)段具有橫斷面長、噸位大等特點，為了提升地下管廊建設(shè)的質(zhì)量、效率和環(huán)保性，并為長節(jié)段大噸位整體式預(yù)制拼裝綜合管廊建造工藝的推廣應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)，本工程選擇預(yù)制裝配式綜合管廊施工技術(shù)。

預(yù)制裝配式施工技術(shù)已在工程實踐中得到快速發(fā)展。呂剛等[6]針對京張高鐵清華園隧道建設(shè)，采用盾構(gòu)管片及軌下結(jié)構(gòu)快速精準拼裝技術(shù)，相較于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工效率提高30%，具有更好的施工質(zhì)量和作業(yè)環(huán)境，而該項目是針對盾構(gòu)遂道施工； 蔡清程[7]提出一種基于長線法匹配的管廊預(yù)制與拼裝關(guān)鍵技術(shù)，采用液壓頂推工藝進行相鄰管廊節(jié)段的分離，及三向微調(diào)變頻門機完成管廊節(jié)段拼裝； 林亞杰[8]、王研等[9]建立了全預(yù)制管廊不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)沉降差與張力控制應(yīng)力模型，研究了管廊豎向和彎曲位移對橡膠界面應(yīng)力的影響，推導出滿足結(jié)構(gòu)防水要求的臨界張拉力； 盧辰等[10]研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)制拼裝綜合管廊的縱向拼縫通常為其薄弱部位，低烈度的地震作用下預(yù)制拼裝綜合管廊具有較好的抗震性能，但該項目管廊節(jié)段長度、橫斷面和橫向跨度相對較??； 趙志紅[11]、韓向科等[12]研究了底板、墻板和頂板3種預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場疊合裝配與現(xiàn)澆混凝土結(jié)合成型的管廊主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)； 張銓婧等[13]開展了預(yù)制綜合管廊橡膠密封墊壓縮試驗及有限元數(shù)值模擬，針對橡膠密封墊壓縮度、開槽面積和開孔面積對接觸應(yīng)力及裝配力的影響進行了研究，但尚缺少工程實踐驗證。

綜上，目前雖然已有相關(guān)單位及學者開展了預(yù)制綜合管廊施工設(shè)備研發(fā)及創(chuàng)新工藝的研究，但裝配式綜合管廊斷面尺寸相對較小、節(jié)段較短，一般單節(jié)為2～3 m，造成管廊拼縫多，不利于防水且造價較高，限制了裝配式綜合管廊的推廣應(yīng)用[14]。而長節(jié)段、大噸位裝配式綜合管廊由于施工技術(shù)及大型專業(yè)成套設(shè)備尚不成熟，制約著其大力推廣，且直接關(guān)系到裝配式綜合管廊的快速發(fā)展。

本研究依托雄安新區(qū)長節(jié)段大噸位裝配式綜合管廊工程建設(shè)需求，提出基于廊上運廊及廊上架廊技術(shù)的預(yù)制綜合管廊架設(shè)安裝施工工藝方案，研制一套管廊架設(shè)安裝設(shè)備系統(tǒng)，以保證預(yù)制綜合管廊節(jié)段的吊裝穩(wěn)定性和安裝精度，實現(xiàn)大噸位整體式裝配綜合管廊的安全高效架設(shè)。

1 依托工程概況

該長節(jié)段大噸位整體式裝配綜合管廊項目是雄安新區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點示范工程，位于河北省雄安新區(qū)啟動區(qū)NA8路。如圖1所示，該項目的預(yù)制綜合管廊為4艙結(jié)構(gòu)，包括1個燃氣艙、1個綜合艙和2個電力艙，截面尺寸為13 m×4.2 m，標準節(jié)段長度為8 m，節(jié)段質(zhì)量為402 t，是目前國內(nèi)外預(yù)制管廊施工中單節(jié)段規(guī)格和質(zhì)量最大的綜合管廊。

圖1 預(yù)制綜合管廊示意圖(單位： m)Fig. 1 Schematic of prefabricated utility tunnel (unit： m)

該項目具有如下特點： 1)目前國內(nèi)外最大橫斷面、最大節(jié)段長度、最大節(jié)段噸位的預(yù)制綜合管廊工程； 2)國內(nèi)首次創(chuàng)新采用廊上架廊工藝的綜合管廊工程； 3)預(yù)制管廊節(jié)段長、噸位大，對管廊吊裝、運輸以及架設(shè)安裝等工藝要求較高。預(yù)制管廊標準節(jié)段長、噸位大，這為管廊吊裝、運輸以及架設(shè)安裝過程中管廊節(jié)段吊裝的穩(wěn)定性、架設(shè)效率及安裝精度控制等帶來技術(shù)難題； 同時，現(xiàn)有的工程裝備難以滿足施工技術(shù)要求。因此，有必要開展長節(jié)段、大噸位裝配式綜合管廊施工技術(shù)創(chuàng)新研究和大型成套設(shè)備研制，以解決當前施工技術(shù)難題。

2 預(yù)制綜合管廊施工工藝

本研究提出采用廊上運廊及廊上架廊施工工藝進行綜合管廊架設(shè)，管廊全長共142節(jié)，架廊機可架設(shè)4 m和8 m節(jié)段管廊。預(yù)制綜合管廊整體施工工藝流程如圖2所示。

圖2 預(yù)制綜合管廊整體施工工藝流程Fig. 2 Construction technology process of prefabricated utility tunnel

項目采用工廠化、標準化、機械化的施工工藝，先在預(yù)制廠進行節(jié)段預(yù)制，再進行轉(zhuǎn)運和現(xiàn)場架設(shè)安裝，在提升管廊質(zhì)量的同時，實現(xiàn)了基坑開挖和管廊預(yù)制并行施工。針對長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊施工，分別對施工準備工作、管廊始發(fā)段施工工藝、管廊標準節(jié)段施工工藝以及預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝進行研究，包括提廊機、運廊車、架廊機和預(yù)應(yīng)力智能張拉儀等智能機械化設(shè)備的協(xié)同作業(yè)，用于預(yù)制管廊節(jié)段的提升、轉(zhuǎn)運、架設(shè)和預(yù)應(yīng)力張拉等施工工藝，以提升機械化作業(yè)的施工效率和質(zhì)量。

2.1 管廊施工設(shè)備概述

2.1.1 450 t輪軌式提廊機

提廊機是為預(yù)制管廊吊裝而研發(fā)設(shè)計的一種通用輪軌門式起重機。項目配置2臺450 t輪軌門式提廊機(見圖3(a))，可配合抬吊預(yù)制管廊，2臺同時起吊的質(zhì)量可達900 t，且配置支腿行走、天車行走及吊具等設(shè)備，可實現(xiàn)機械化動作，用于預(yù)制綜合管廊的起吊和安裝。起重天車和行走機構(gòu)運行速度低，以提高管廊定位精度和減少對提廊機結(jié)構(gòu)的沖擊； 提廊機內(nèi)部空間要足夠大，以滿足吊運管廊和架廊機拼裝；此外，主體鋼結(jié)構(gòu)在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性前提下，考慮拆裝運輸方便，以及采用2臺吊運預(yù)制管廊時要滿足2臺提廊機同步運行。

(a) 提廊機

(b) 運廊車及架廊機圖3 長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊主要施工設(shè)備Fig. 3 Construction equipments of long-section and large-tonnage prefabricated utility tunnel

2.1.2 TLC600運廊車

項目配置TLC600運廊車1臺(見圖3(b))，采用立式橫向運輸大噸位綜合管廊節(jié)段，滿足管廊安裝的轉(zhuǎn)場作業(yè)要求。運廊車長度為29.6 m，寬度為6.9 m，最大運輸質(zhì)量為600 t。該運廊車采用液壓驅(qū)動、各行走橋液壓懸掛升降、獨立轉(zhuǎn)向以及車架液壓升降調(diào)平，并采用工業(yè)級微機來控制驅(qū)動、轉(zhuǎn)向、升降和調(diào)平，能夠?qū)崿F(xiàn)直行、斜行、八字轉(zhuǎn)向、半八字轉(zhuǎn)向等多種運行模式。

2.1.3 TLJ600架廊機

架廊機的主要作用是管廊預(yù)制完成后，通過專用運廊車轉(zhuǎn)運至施工場地，然后利用架廊機精確架設(shè)安裝至預(yù)定位置。針對雄安新區(qū)長節(jié)段大噸位裝配式管廊項目，為了解決架廊機吊裝大噸位物體因重心過高導致的穩(wěn)定性問題，以及管廊彎曲變形和吊裝精度等問題，本項目設(shè)計研發(fā)了TLJ600架廊機(見圖3(b))，減小行走裝置的跨度和增加回轉(zhuǎn)裝置來實現(xiàn)不同位置擺放的需求，提高施工效率，延長起重天車使用壽命和保證運輸精度。

TLJ600架廊機總長55 m，由主縱梁、前支腿、中支腿、后支腿、起重能力600 t的天車及吊具組成。前支腿底部設(shè)置4 m×10.5 m矩形底托支立于15 cm厚混凝土墊層上，中、后支腿支撐于管廊腹板及內(nèi)隔墻上； 架廊機后支腿具備橫向側(cè)移功能，以便運廊車進出架廊機下方。

2.1.4 預(yù)應(yīng)力智能張拉儀

在管廊安裝完成并精確定位后，采用鋼絞線進行預(yù)應(yīng)力的張拉，為密封膠接面提供壓力，使得預(yù)緊張拉力與管節(jié)間隙同時滿足設(shè)計要求。預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)由張拉千斤頂、智能高壓油泵站、壓力傳感器、位移傳感裝置、變頻器、智能張拉系統(tǒng)和無線傳輸系統(tǒng)等組成，可同時控制2臺張拉千斤頂同步張拉工作，保證張拉平衡。

2.2 管廊節(jié)段預(yù)制及運輸

管廊預(yù)制場整體布局如圖4所示。根據(jù)項目建設(shè)總體施工規(guī)劃，施工前需要進行管廊預(yù)制，預(yù)制場主要布置為2條線和3大區(qū)，包括鋼筋綁扎區(qū)、管廊澆筑區(qū)及管廊存放區(qū)。鋼筋綁扎區(qū)由2個鋼筋廠房和4套鋼筋籠綁扎胎架組成； 管廊澆筑區(qū)由2套8 m液壓模板和8套4 m模板組成； 管廊存放區(qū)按雙層存廊設(shè)計，可存放管廊32片。

圖4 管廊預(yù)制場整體布局Fig. 4 Layout of prefabrication plant of utility tunnel

2.3 管廊架設(shè)安裝施工工藝

2.3.1 管廊始發(fā)段施工

考慮到在始發(fā)段管廊頂架設(shè)架廊機以及安置運廊車需要的工作空間，始發(fā)段設(shè)計為1#—14#節(jié)段。首先，進行基坑土方開挖并采用拉森Ⅳ型鋼板樁支護； 然后，進行提廊機基礎(chǔ)施工及提廊機安裝和調(diào)試施工，通過2臺450 t輪軌門式提廊機對始發(fā)段1#—14#節(jié)段進行架設(shè)安裝；最后，在管廊頂進行架廊機整體拼裝，完成始發(fā)段施工。主要工藝流程如下。

2.3.1.1 流程1： 管廊1#—14#節(jié)段施工

圖5為管廊1#—14#節(jié)段施工示意圖。

圖5 管廊1#—14#節(jié)段施工示意圖Fig. 5 Schematic of #1～14 segments construction

1)在管廊始發(fā)段安裝2臺450 t輪軌門式提廊機，利用運廊車橫向運廊至始發(fā)段并位于2臺提廊機之間；

2)預(yù)制管廊設(shè)計采用C20混凝土作為基底墊層，厚度為15 cm，墊層頂面設(shè)置φ6.5 mm@200 mm的網(wǎng)格狀鋼筋網(wǎng)片；

3)為保證管廊與基礎(chǔ)表面接觸密實，管廊底部與墊層間采用干砂+后注漿處理方式，鋪設(shè)的墊層材料為細砂，形成干砂找平層；

4)采用運廊車將管廊橫向轉(zhuǎn)移到提廊機下，用2臺450 t輪軌式提廊機將待安裝管廊向已安裝節(jié)段靠近，使得2節(jié)管廊間距偏差及軸線偏差均小于3 cm，完成初調(diào)定位；

5)采用專用管廊調(diào)姿車實現(xiàn)管廊節(jié)段間橫向精確定位，調(diào)整管廊頂面2條標識線起點和終點位置的偏距值，直至偏距值滿足安裝要求；

6)管廊軸線精確定位后，先下落至墊層，預(yù)壓砂墊層，再啟動天車，提升管廊至即將離地(≤1 mm)，然后進行鋼絞線穿孔并完成張拉預(yù)緊工作；

7)按照上述流程依次安裝1#—14#節(jié)段，共計64 m。

2.3.1.2 流程2： 架廊機安裝及調(diào)試

圖6為架廊機安裝及調(diào)試示意圖。在完成始發(fā)段管廊安裝后，將架廊機整機分解為散件運輸至施工現(xiàn)場，在管廊頂進行架廊機的整體安裝。

圖6 架廊機安裝及調(diào)試示意圖Fig. 6 Schematic of installation and commissioning of erecting tunnel machine

1)利用2臺450 t 輪軌式提廊機拼裝架廊機前中后支腿、主梁及天車(此時后支腿處于5#、6#預(yù)制廊段頂面)，架廊機安裝完成后通過軌道空載滑移8 m到達標準節(jié)段安裝位置；

2)利用2臺450 t 輪軌式提廊機在1#—7#廊段頂面安置輪軌式運廊車；

3)利用2臺450 t輪軌式提廊機提廊，將廊段放置于運廊車上；

4)完成始發(fā)段施工后，準備廊上運廊和廊上架廊施工。

2.3.2 管廊標準段施工

完成管廊始發(fā)段施工后，進行管廊標準段施工。采用2臺450 t輪軌門式提廊機進行管廊節(jié)段轉(zhuǎn)運，利用運廊車廊上運廊、架廊機架廊，單次可架設(shè)2個管廊節(jié)段，架廊機單次行走距離為16 m。其中，墊層施工流程同始發(fā)段。管廊標準段施工工藝流程如下。

2.3.2.1 流程1： 管廊n#節(jié)段施工

圖7為管廊n#節(jié)段施工示意圖。

圖7 管廊n#節(jié)段施工示意圖Fig. 7 Schematic of #n segment construction

1)利用梁場運廊車和2臺450 t輪軌門式提廊機進行n#節(jié)段轉(zhuǎn)運，輪胎式運廊車廊頂運送管廊，使天車移至中支腿和前支腿之間，架廊機后支腿保持側(cè)移狀態(tài)；

2)運廊車行駛至中支腿和后支腿之間，側(cè)移的后支腿恢復至閉合狀態(tài)，起重天車移動至后支腿和中支腿之間，并連接吊具與管廊間的連接器；

3)管廊運輸至前支腿與中支腿之間，利用天車回轉(zhuǎn)吊裝系統(tǒng)，將管廊旋轉(zhuǎn)90°，隨后進行落廊操作，利用管廊調(diào)姿車使管廊精確對位，并進行預(yù)應(yīng)力張拉；

4)安裝完成后，天車保持在中支腿與前支腿之間，打開后支腿，運廊車駛出架廊機。

2.3.2.2 流程2： 管廊(n+1)#節(jié)段施工

圖8為管廊(n+1)#節(jié)段施工示意圖。

圖8 管廊(n+1)#節(jié)段施工示意圖Fig. 8 Schematic of #(n+1) segment construction

1)安裝完n#節(jié)段管廊后，天車保持在中支腿與前支腿之間，后支腿側(cè)移，輪軌式運廊車駛出架廊機；

2)按照管廊n#節(jié)段施工步驟，進行管廊(n+1)#節(jié)段施工。

2.3.2.3 流程3： 架廊機行走

圖9為架廊機行走示意圖。

圖9 架廊機行走示意圖Fig. 9 Schematic of tunnel erecting machine walking

1)管廊(n+1)#節(jié)段安裝完成后，運廊車移出，后支腿側(cè)移回受力狀態(tài)，將天車后移；

2)鋪設(shè)滑移軌道，前支腿懸起；

3)架廊機前移16 m；

4)天車后移，后支腿側(cè)移，準備進行其余標準節(jié)段安裝施工。

2.4 預(yù)應(yīng)力張拉施工

待預(yù)制廊段安裝完成、初步和精確定位后，采用智能張拉設(shè)備進行預(yù)應(yīng)力的張拉，使得被施加預(yù)應(yīng)力張拉管廊節(jié)段之間承受壓應(yīng)力，為止水帶的密封膠接面提供界面壓力，以滿足管廊接頭拼縫處止水帶防水性能要求。

如圖10所示，預(yù)制管廊節(jié)段包括燃氣艙、綜合艙和2個電力艙，每個艙布置4個預(yù)應(yīng)力張拉孔位，共16個張拉孔。管廊節(jié)段預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)計要求單個管節(jié)斷面共設(shè)置14束預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力筋采用2φ15.2 mm無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。管節(jié)拼裝應(yīng)確保接縫密閉、均勻，并且保證管節(jié)拼裝后彈性遇水膨脹橡膠條界面應(yīng)力不小于1.5 MPa。預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝流程如下。

圖10 預(yù)制廊段預(yù)應(yīng)力布置斷面示意圖(單位： m)Fig. 10 Schematic of prefabricated tunnels prestress arrangement (unit： m)

2.4.1 流程1： 預(yù)應(yīng)力材料檢驗

1)預(yù)應(yīng)力筋進場時，抽取試件進行抗拉強度、伸長率檢驗；

2)對預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器進行外觀檢查，其表面應(yīng)無污物、銹蝕、機械損傷和裂紋；

3)預(yù)應(yīng)力張拉時，對節(jié)段混凝土強度進行檢驗，同條件養(yǎng)護的混凝土立方體抗壓強度應(yīng)符合設(shè)計要求。

2.4.2 流程2： 預(yù)應(yīng)力張拉施工

圖11為預(yù)制廊段預(yù)應(yīng)力張拉施工示意圖。

圖11 預(yù)制廊段預(yù)應(yīng)力張拉施工示意圖Fig. 11 Schematic of prefabricated tunnels prestress tension

1)待預(yù)制廊段安裝完成，進行初步和精確定位；

2)采用全斷面同時預(yù)應(yīng)力張拉，通過同步張拉使每處張拉孔張拉力達到70 kN，停留2 min； 分5級張拉鋼絞線，每級按照40 kN增量施加，至單孔張拉力達270 kN； 在張拉過程中測量拼縫寬度，直至預(yù)緊張拉力達到3 780 kN或達到45%的止水帶壓縮率(拼縫寬度13 mm)；

3)選擇45 t預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力應(yīng)為張拉千斤頂額定張拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍；

4)預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)遵循對稱、平衡張拉的原則。

特別說明，額定預(yù)緊張拉力等于止水帶壓縮45%時所需的界面壓力，計算公式為F=l×B×σ(式中：l為止水條長度；B為止水條寬度；σ為界面應(yīng)力，取1.5 MPa)。

2.4.3 流程3： 閉水試驗

管廊拼裝就位后，需要對管廊接頭拼縫處止水帶進行防水性能測試。實施過程如下：

1)管節(jié)拼裝就位后，安裝張拉鋼絞線，給密封膠條施加壓力，保證接縫寬度不大于15 mm；

2)在設(shè)定的注水口位置安裝注水裝置，排水口位置安裝排水閥，并調(diào)節(jié)好水壓表；

3)通過管廊底部注水口向止水帶內(nèi)注水，注水期間打開排水口，待排水口有水流出時，則止水帶內(nèi)滿水，關(guān)閉排水閥，繼續(xù)向止水帶內(nèi)部注水，待排水口處的水壓表讀數(shù)達到設(shè)計水壓0.15 MPa時，關(guān)閉進水閥；

4)按設(shè)計要求進行防水試驗，觀察止水帶是否出現(xiàn)漏水，保壓10 min，期間觀察水壓表及止水帶情況，若水壓表壓降小于10%，且止水帶5 min內(nèi)無噴水和順墻漏水，則防水試驗合格。

2.4.4 流程4： 廊底注漿

1)為測量管廊廊底與混凝土墊層間的密貼性，初次吊放后、注漿前進行第1次沖擊回波法密貼性測試；

2)吊放管廊至砂層上穩(wěn)定后，利用底板預(yù)留的注漿孔向廊底與基底墊層間的找平層內(nèi)注漿，注漿壓力取2 MPa左右，注漿泵的額定壓力應(yīng)大于要求的最大注漿壓力的1.5倍，通常選注漿泵的額定壓力為6～12 MPa，額定流量為30～100 L/min； 在注漿泵上應(yīng)配備壓力表和流量計，壓力表的量程應(yīng)為額定泵壓的1.5～2.0倍；

3)廊底注漿結(jié)束后，進行第2次沖擊回波法密貼性測試，根據(jù)密實度變化評價廊底注漿效果。

預(yù)制綜合管廊預(yù)應(yīng)力張拉施工應(yīng)嚴格遵守安全注意事項，以防止高壓油泵破裂噴油傷眼、預(yù)應(yīng)力筋與錨具斷裂、噴漿或突然停機，保證張拉操作人員和路人安全。

3 工程應(yīng)用效果評價

在雄安新區(qū)啟動區(qū)長節(jié)段大噸位裝配式綜合管廊項目中，采用廊上運廊及廊上架廊施工工藝，成功完成了34節(jié)8 m規(guī)格管廊節(jié)段和29節(jié)4 m規(guī)格管廊節(jié)段的安全高效架設(shè)安裝，如圖12所示。該施工工藝可避免修建運廊便道，減少土方開挖量，適用于深埋管廊，提高管廊建造效率； 同時，可避免管廊架設(shè)過程中高空物對施工作業(yè)的影響，提高管廊吊裝架設(shè)穩(wěn)定性和安裝精度。

圖12 雄安新區(qū)預(yù)制綜合管廊架設(shè)安裝施工現(xiàn)場Fig. 12 Construction site of prefabricated utility tunnel erection and installation in Xiong′an new area

預(yù)制綜合管廊施工監(jiān)控系統(tǒng)如圖13所示。通過對施工數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計可知，采用的預(yù)制綜合管廊架廊機及廊上運廊車系統(tǒng)每天最多可架設(shè)6節(jié)8 m規(guī)格管廊節(jié)段或10節(jié)4 m規(guī)格管廊節(jié)段，且管廊節(jié)段越長，架設(shè)安裝工效越高。

圖13 預(yù)制綜合管廊施工監(jiān)控系統(tǒng)Fig. 13 Construction monitoring system of prefabricated utility tunnels

預(yù)制綜合管廊廊上架廊施工工藝的成功實施，實現(xiàn)了地基開挖和管廊預(yù)制并行施工，有效保證了管廊建造質(zhì)量，顯著提升了管廊施工效率。在本施工工藝流程中，從管廊運輸、廊上運廊、廊上架廊至管廊安裝完成，整個過程采用大型機械化、流水線式設(shè)備系統(tǒng)施工作業(yè)模式，相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆管廊施工工藝，其具有投入人工成本低、材料利用率高、管理成本節(jié)約等經(jīng)濟優(yōu)勢，以及工期提前帶來的時間成本大幅下降等優(yōu)勢。同時，該施工工藝無需大量模板、鋼管等輔助設(shè)備，具有節(jié)能環(huán)保、安全風險低以及符合現(xiàn)代文明施工理念的特點。

4 結(jié)論與建議

依托雄安新區(qū)綜合管廊項目，實現(xiàn)了長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊節(jié)段的安全架設(shè)，解決了預(yù)制綜合管廊建設(shè)過程的技術(shù)難題，確保了綜合管廊建設(shè)施工質(zhì)量。

1)針對該預(yù)制綜合管廊工程具有國內(nèi)最大橫斷面、最大吊裝噸位和橫向跨度大的特點，提出了廊上運廊及廊上架廊創(chuàng)新施工工藝，解決了長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊預(yù)制、運輸和安裝的施工工藝難題。

2)研發(fā)了集成提廊機、架廊機、運廊車和預(yù)應(yīng)力張拉儀等大型施工成套設(shè)備，解決了預(yù)制綜合管廊節(jié)段的回轉(zhuǎn)吊裝和架設(shè)安裝等現(xiàn)場施工技術(shù)難題。

3)針對長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊施工工藝和多工位協(xié)同施工技術(shù)難題，通過采用大型專業(yè)成套設(shè)備協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)了長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊的自動化架設(shè)安裝施工。

4)通過現(xiàn)場施工驗證了長節(jié)段大噸位整體式預(yù)制拼裝綜合管廊施工工藝的可行性，該施工工藝保證了長節(jié)段大噸位預(yù)制管廊的吊裝穩(wěn)定性和安裝精度，提升了管廊架設(shè)施工效率。

下一步可通過智能傳感器對長節(jié)段大噸位預(yù)制綜合管廊施工過程進行實時監(jiān)測，并將測量數(shù)據(jù)反饋至作業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控施工工藝，提高管廊架設(shè)作業(yè)效率和安全性，提升施工裝備的自動化和智能化水平。