綜合管廊明挖法施工工藝特點(diǎn)及適用范圍探討

危 艷

(廈門大學(xué)嘉庚學(xué)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(jiǎn)介

綜合管廊又稱共同溝，是建于城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃?xì)獾仁姓芫€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(gòu)法3種。目前,管廊施工以明挖法為主，暗挖法為補(bǔ)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(xiàng)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(yù)制拼裝兩大類，其中預(yù)制拼裝類主要分為承插式拼裝、預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(shè)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(yù)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(jiǎn)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(yù)應(yīng)力拼裝，采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線將帶剪力鍵的預(yù)制節(jié)段連接成整體，如圖3所示。在拼裝前，應(yīng)先試拼，待調(diào)試至精準(zhǔn)位置后，在兩節(jié)段間刮涂結(jié)構(gòu)拼縫膠，單面厚度2mm，并及時(shí)張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力，釋放臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。

(a)預(yù)制節(jié)段剪力鍵圖

(b)預(yù)制節(jié)段側(cè)立面圖圖3 預(yù)應(yīng)力拼裝

疊合式綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段是由預(yù)制的疊合式底板、疊合式側(cè)墻、疊合式頂板組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的組裝，在連接節(jié)點(diǎn)處局部綁扎少量鋼筋(約5%)并澆筑自密實(shí)混凝土，從而形成疊合管廊，連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，如圖4所示。

(a)側(cè)墻與底板連接構(gòu)造

(b)側(cè)墻連接構(gòu)造

(c)底板連接構(gòu)造圖4 疊合式管廊連接節(jié)點(diǎn)

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(fù)所需時(shí)間；現(xiàn)場(chǎng)不用模板、減少了現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎，縮短工期；與現(xiàn)澆管廊相比，一體成型無(wú)施工縫，混凝土密實(shí)性好，防水效果好；與全預(yù)制管節(jié)管廊相比，整體性好，即使地基不均勻沉降也不會(huì)脫節(jié)，防水可靠，同時(shí)，拆分后構(gòu)件重量輕，制作運(yùn)輸方便，起重機(jī)、吊車噸位小。

2 綜合管廊明挖法各施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

不同施工工藝有各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用條件，對(duì)上述施工工藝進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

基于我市當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和建筑市場(chǎng)調(diào)研情況，各種工藝的成本從高到低依次為：預(yù)應(yīng)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(shí)際工程實(shí)踐反映，不同工藝的施工速度有所不同：

(1)對(duì)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(yù)應(yīng)力拼裝和疊合式拼裝，現(xiàn)澆施工最慢。

(2)對(duì)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(yù)應(yīng)力拼裝，現(xiàn)澆施工最慢。

表1 不同施工工藝對(duì)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(jì)社會(huì)技術(shù)水平，通過(guò)現(xiàn)澆、承插式、預(yù)應(yīng)力拼裝和疊合裝配式4種工藝綜合對(duì)比，可初步判定各種綜合管廊施工工藝的適用條件。

(1)對(duì)于單艙、雙艙小斷面管廊，承插式拼裝和預(yù)應(yīng)力拼裝具有較好的適用性，其優(yōu)勢(shì)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(yīng)用于工期緊，施工文明要求高的管廊項(xiàng)目。

(2)對(duì)于三艙、四艙大斷面管廊，受預(yù)制節(jié)段運(yùn)輸?shù)跹b困難的影響，承插式拼裝和預(yù)應(yīng)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(duì)于特殊功能需求的管廊，如有燃?xì)夤芫€入廊要求廊體氣密性好，此時(shí)較適合應(yīng)用預(yù)應(yīng)力拼裝工藝。

當(dāng)管廊建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)條件出現(xiàn)劇烈變化時(shí)，如場(chǎng)地局部吹填、過(guò)水系段地質(zhì)突變等，應(yīng)當(dāng)選用抗不均勻沉降能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式。目前普遍認(rèn)為，承插式和預(yù)應(yīng)力拼裝管廊，抗不均勻沉降性能較好。但是選擇何種方式，應(yīng)結(jié)合具體情況進(jìn)行個(gè)案分析。

當(dāng)空間條件受限管廊覆土深度淺(管廊頂部直接鋪設(shè)道路結(jié)構(gòu)層)時(shí)，廊體結(jié)構(gòu)抗動(dòng)載要求高，此時(shí)推薦預(yù)應(yīng)力拼裝工藝。

對(duì)于老城區(qū)結(jié)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(shí)較適合應(yīng)用承插式拼裝和疊合式拼裝工藝。

對(duì)于異型斷面管廊以及管廊節(jié)點(diǎn)、口部位置的實(shí)施，以現(xiàn)澆和疊合式拼裝效果最好。因此，在推廣預(yù)制拼裝工藝的同時(shí)，不應(yīng)忽視現(xiàn)澆工藝的作用， 應(yīng)當(dāng)綜合應(yīng)用各種工藝，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

對(duì)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(bǔ)充，形成最優(yōu)組合。

將以上結(jié)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(dāng)項(xiàng)目情況復(fù)雜，難以根據(jù)本表判定工藝是否適用時(shí)，應(yīng)采用綜合分析法，進(jìn)一步進(jìn)行研究論證。

4 結(jié)論

現(xiàn)澆法施工技術(shù)成熟，對(duì)異形段、曲線段和節(jié)點(diǎn)的處理靈活，但是工期長(zhǎng)；承插式拼裝法和預(yù)應(yīng)力拼裝法易于標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，承插式拼裝法氣密性差，預(yù)應(yīng)力拼裝法工藝復(fù)雜。疊合式拼裝施工速度快但內(nèi)部混凝土密實(shí)度控制尚存一定的不足。對(duì)于8種不同情況下綜合管廊施工工藝的選擇，如表2所示。