城市綜合管廊工程施工技術探析

趙傳海+李洪亞+張家寧+劉玲

摘 要：目前，綜合管廊的建設規模已經成為衡量一個城市基礎設施建設的一個重要指標。本文就目前使用最多的4種管廊施工方法進行了簡要的介紹和分析，分別探討了各種施工方法的發展前景。

關鍵詞：城市綜合管廊；明挖現澆；明挖預制；淺埋暗挖；盾構

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A

0.前言

綜合管廊，又稱共同溝。它是集規劃、設計、施工和維護于一體的敷設于城市地下用于容納各種市政管線的公共基礎設施。這一概念早在1833年就已在法國巴黎被提出，當時巴黎政府為了應對由城市內澇排污不暢引起的霍亂問題，將水網管線在道路下方進行大規模建設。此后一個多世紀期間，在國外發達國家及地區得到了廣泛的運用。近年來，隨著我國的經濟快速發展和人民的生活水平不斷提高，城區人口增長急劇，城區范圍也是在逐年擴大。這就導致了相對應的配套綜合管線也是日益增多，對城市的規劃與發展也提出了更高的要求。地下綜合管廊，將電力、通信、給排水、燃氣統一由傳統的直埋轉換到一個地下艙體內，不僅緩解了地上空間緊張，而且為后期的檢修提供了便利。同時使得公共服務水平提高，人民的生命財產安全得到保障。

1.常見施工方法概述

明挖法現澆法是指在支護體系支擋的前提下，對地表直接開挖形成地下基坑并且在所挖基坑內部施工完成內部其他結構的一種施工方法。它的特點是原理簡單，操作方便，經濟效益好，對新建城市的管網建設此方法優勢明顯。明挖預制拼裝法是一種以較大規模的預制廠和大噸位的運輸及起吊設備為依托的施工方法。施工技術要求和工程造價較高，但其顯著特點是施工周期短，施工質量有保障。淺埋暗挖法是暗挖法施工的一種，具體是指在距離地表埋深不大的區域內從事地下空間開挖。它的明顯特征是對道路、地下管線和地面以上環境影響性不大，拆遷占地小，不擾民。對于已建城市的改造工程運用起來較為便利。盾構法即盾構機通過液壓油缸提供的動力在土層中推進時，開挖面前方的土體由盾構機刀盤進行開挖，棄渣則由自帶的運土設備傳運至洞外，依靠盾構機外殼和敷設的預制混凝土管片支撐以開挖完成空間的圍巖，以防止結構的坍塌，形成地下艙體結構的一種高度機械化施工方法。此方法能實現全自動化作業，大大降低了施工的勞動強度，并且在施工時對地上交通無影響，不受氣候條件影響，不產生噪音和擾動。往往在水文地質條件較差的地層中修建埋深較大的長距離主線管廊能體現出其技術和經濟方面的優越性。然而對于斷面尺寸多變的區段沒有良好的適應能力，且盾構設備費用昂貴，當施工段較短時則不太經濟。

3.管廊施工方法前景與展望

3.1明挖法施工

明挖法施工是現如今應用范圍最廣的一種方法，其施工簡單、經濟、快捷、安全，是隧道工程發展初期的一種施工方法。其中的明挖現澆法，是自上而下進行開挖，在做完支護結構之后，在現場進行鋼筋的綁扎和混凝土的澆筑，相比較明挖預制法而言，其施工時間較長，但是其整體性較好。而明挖預制法，只需要在做完支護結構之后，直接將鋼筋混凝土預制件直接放入其中，并進行現場拼裝，其施工效率高，但整體性就沒有現澆法好。在科技日益進步，社會經濟高速發展的今天，明挖現澆法施工會應用勢必會越來越少，而預制拼裝法的施工會越來越常見。目前，綜合管廊預制拼裝技術是城市綜合管廊發展的一個必然趨勢，但預制拼裝技術推廣的首要前提是綜合管廊標準化以及模塊化。由于所建設管廊標準的高低決定了預制拼裝施工造價的高低，同時管廊的標準化能夠使得某些施工設備的使用范圍不再局限于某一項工程，提高周轉率，從而降低平均成本，能夠有效使得預制拼裝技術廣泛應用。

3.2淺埋暗挖法施工

在現如今的施工中，淺埋暗挖法是一種很常見的隧道施工方法。這種施工方法已經有了較長時間的發展，并在不斷地實踐中總結了大量行之有效的經驗，建立了一套專門的施工程序。隨著近年來的城市地上空間的日益緊缺，當在考慮如何開發地下空間時，淺埋暗挖法施工也被大量的應用到新建的各項管廊工程施工中，不再局限于隧道施工。相較于盾構法而言，淺埋暗挖法的經濟性要優于盾構法施工，但是施工的效率相比較而言還是有所不足。

淺埋暗挖法主要是對周圍地層進行加固處理，即在保證小進尺開挖前提下對開挖完成部分迅速完成初期支護并且使之成環以增強穩定性，讓所做的初期支護結構與圍巖形成一個整體聯合發揮作用，共同承擔施工段的外部荷載。待變形穩定后，進行二次襯砌作為安全儲備。應用此方法施工，必須對周圍地層、支護結構進行監測。但此方法具有不會影響地面交通，不會破壞周圍環境，經濟性高等優點，被廣泛地應用于現如今的地下工程施工中，在未來的不斷運用中工藝將得到進一步的完善，淺埋暗挖法也將會成為地下工程施工時常被考慮的方法之一。

3.3盾構法施工

在我國盾構法施工起步比較晚，但是發展速度快，所得的成果顯著。自1963年起上海實驗性的使用盾構法進行隧道掘進施工時起，到今天已經發展出了很多種具體的盾構施工方法，適用范圍也進一步得到了提升，能夠應對較復雜的地下施工環境，且對勞動力需求也是大大降低。但也存在一些爭議，如此方法不適合短區間的施工，造價過于昂貴。但是其安全性和施工效率，是傳統方法無法相比的。例如某市一管廊項目采用盾構法進行管廊掘進施工，其施工區間內各種管線分布復雜，區間管道埋深均為南高北低，斷面地層為較有利土層，土體結構易破壞，但同時易坍塌變形，應嚴格控制超欠挖現象的發生，避免對周圍的環境造成影響。經研究決定采用一臺鉸接式土壓平衡盾構機進行區間掘進施工，最后達到了施工前所預期的效果。

值得注意的是盾構機在使用前需要進行下井組裝和調試，并且進行一些托架的安裝和相應的安全保護措施，在操作時要嚴格按照規范要求進行操作，在出現緊急狀況時要及時發現和排除，避免事故的發生。若在隧道貫通過程中，發現異常狀況，應及時對周圍的支護結構進行加固處理，如鋼管支撐或對周圍土體進行注漿加固，防止坍塌。盾構機在使用的過程中需要對機器的狀態和周圍的土體同時進行監測。在盾構施工過程中，同樣還有一些問題需要去解決，如管片質量問題，人員安全問題以及如何將對周圍環境的影響降到最低等等。

在如今這個大數據時代，“BIM+GIS”三維數字化技術的運用勢在必行。盾構法施工的高度機械化可借助對現有的地下管線、建筑物和周邊環境構建的三維數字化模型所得到的動態大數據平臺實現智能化城市地下綜合管廊工程施工。因此盾構法的發展前景十分廣闊，盾構法施工會在以后的工程建設中起到越來越重要的作用。

結語

城市地下綜合管廊施工方法的選擇需要綜合考慮建設區域的地質條件、環境條件、經濟條件等因素。本文所列舉的方法為現行最廣的方法，為今后管廊工程建設提供了一定的選擇，但具體工程需結合工程特點及實際來選擇最優方案。

參考文獻

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