雙艙矩形斷面預制管廊吊裝方法研究與實踐

閔傳杰 李 鵬 張柯健

(中建科技武漢有限公司，湖北 武漢 430415)

1 工程概況

十堰市作為全國首批10個地下綜合管廊試點城市之一，計劃在2015年—2017年內建設21個地下綜合管廊示范項目，新建地下管廊長度52.52 km，服務范圍72 km2，服務人口約72萬人。其中十堰鄖陽區滄浪大道管廊起于大運路路口，終于天馬大道延長線，管廊總長4 160 m，其中預制段長度約1 215 m，見圖1。

滄浪大道管廊為兩艙型，每節預制管廊尺寸為7 950 mm×4 000 mm×1 500 mm，其中底板、頂板、外墻厚度為0.40 m，中隔墻厚度為0.25 m。每個標準節重約為39.2 t。預制管節采用C40混凝土，抗滲等級為P8，見圖2，圖3。

2 吊點的設置及吊梁的選擇

根據預制構件的形狀、重心位置，在合適的部位設置吊點，預埋鋼筋錨環(或設置吊裝孔預埋件)，使構件能平穩起吊。

2.1 方形構件吊點的布置

以滄浪大道雙艙矩形截面預制管廊為例，考慮到單個管節重量較大(39.2 t)，如果采用預埋吊環，吊環鋼筋的直徑太大，不利于混凝土局部受力，故設計采用的是預埋吊裝孔的形式。每個標準管節設置6個吊裝孔預埋件，管節頂部、底部的4個吊裝孔供脫模吊裝時使用，這4個吊裝孔位置重心對稱布置；管節側面的2個吊裝孔供翻轉吊裝時使用，采用的是偏心起吊，利用管節自重進行翻轉，吊裝孔的偏心距設計值為350 mm。

2.2 吊裝孔預埋件設計與構造

吊裝孔預埋件由φ121×8無縫鋼管、φ200×8的鋼圓環、φ150×8的鋼圓環、M20的螺母焊接而成，如圖4,圖5所示。

用M20的長螺栓穿過螺母，將吊裝孔預埋件固定在模具中，并進行加固鎖緊，拆模時露出吊裝孔，如圖6所示。

吊裝時用專用插銷，套鋼絲繩后進行吊裝作業。

2.3 吊具的選擇

吊具一般采用Q235B級鋼焊接而成或采用型鋼制造，并經過截面強度驗算，保證吊裝的穩定性與安全性。鋼吊具也稱鋼板橫吊梁，鋼板橫吊梁的計算一般應對中部截面進行強度驗算和對吊鉤孔壁、卡環孔壁進行局部承壓驗算。

橫吊梁(鐵扁擔)通常采用型鋼制造，計算時除考慮由吊重及自重引起的軸向彎矩外，還應考慮由于荷載偏心引起的彎矩。

本工程中采用了兩種形式的吊具，即脫模起吊用吊具、翻轉用吊具，如圖7，圖8所示。

3 起重吊裝方案的確定

起重工作是一項技術性強，危險性大，多工種人員互相配合、互相協調，精心組織，統一指揮的特殊工種作業，必須對作業現場的環境，重物吊運路線，吊運指定位置，起重物重量、重心、形狀、結構，重物降落點、起重物吊點是否平衡進行分析、計算，正確制定起重方案，達到安全起吊和就位的目的。

3.1 方案確定依據的基本參數和條件

起重作業的方案是依據一定基本參數和條件來確定的，具體實施方法和技術措施的主要依據如下：

1)被吊運重物的重量。一般情況下可依據重物的說明書、標牌、貨物單來確定，或根據材質和物體幾何形狀用計算方法確定。2)被吊運物的重心位置及綁扎方法。重物的形狀和內部結構是各種各樣的，不但要了解外部形狀尺寸，也要了解其內部結構，其目的是為了確定其重心位置，正確選擇吊點及綁扎方法，保證重物不受損壞和吊運安全。3)起重作業現場的環境。現場環境對確定起重作業方案，吊裝作業安全有直接影響。現場環境是指作業地點進出道路是否暢通，地面土質堅硬程度，吊裝設備，地面和空間是否有障礙物，現場是否達到規定的明亮度。

3.2 實例分析

以十堰項目滄浪大道路段預制管廊的吊裝為例，結合吊裝現場路況條件及地質條件，闡述吊裝設備的選擇過程。

3.2.1場地地形地貌

十堰市地下綜合管廊項目滄浪大道段工程場地部分區域屬高階地地貌，部分地段位于坡丘和山間沖溝。現狀場地為滄浪大道施工建設期間人工開山、回填改造形成，場地地面現狀標高175.63 m～214.47 m，局部起伏變化較大。管廊沿線局部需跨越道路，溝谷，地形地貌較復雜。

吊裝場地從西向東依次為：基槽、邊坡、人行道、非機動車道、綠化帶、機動車道，如圖9，圖10所示。

3.2.2場地地質構造

根據現場調查，擬建場地第四系土層主要為高階地沖、洪積堆積物，坡底沖、洪積堆積物及人工回填土，基巖為下第三系始新統大倉房組(E2d)泥質粉砂巖和礫巖。場地范圍內巖體呈單斜構造，傾向345°～350°，傾角10°～15°，地層連續性較好。

3.2.3巖土構成與特征

根據十堰市建筑設計研究院出具的地勘報告結果顯示，擬建場區地層可分為7大層，現按巖土單元從上至下的特征值分別描述，見表1。

表1 巖土特征值

3.2.4起重設備優缺點分析

經過綜合分析，見表2，我們選擇的是300 t汽車吊與60 t特制的高低跨龍門吊，對預制城市綜合管廊進行吊裝作業。

表2 起重設備比選表

4 吊裝施工要點

4.1 吊車就位

預先根據構件樁號進行測量放線，并在非機動車道路沿石上標明樁號，確定吊裝點的具體位置。吊車司機或指揮人員將起重設備移動到指定位置，并保持非機動車道暢通。

4.2 管節卸車

運輸車輛停到指定位置(非機動車道)，運輸工人解除運輸固定繩索，吊裝工人換上專用吊具，確保吊裝孔與插銷連接穩定，然后用龍門吊進行四點起吊。將構件吊起200 mm高，靜停2 min，待構件平穩后，運輸車輛駛離。然后將構件平移至基坑內，預先在構件下鋪設木方，確保管節平穩著地。

4.3 管節翻轉

采用兩點偏心翻轉，吊裝時用專用翻轉吊具進行兩點起吊。在地面上沿管廊長邊方向均勻布置木方，避免翻轉時管節損壞。

4.4 管節擺放

將構件平穩吊至基坑內，沿管節安裝方向間距600 mm布置，管節擺放的個數由每次起重設備站的位置與管節之間的間距來確定。注意管節在基坑內排放的方向。

5 結語

從工程實施的情況看，按照上述吊裝設備選用原則和吊裝方法的比選，完成40 t級雙艙矩形斷面預制管廊的吊裝作業。充分證明了預制管廊吊點設計的合理性，吊裝設備和吊裝方法選用原則具備可實施性，特別是根據路況條件創新的選用高低跨龍門吊進行吊裝作業，受到了當地政府的支持和社會各界的認可。采用高低跨龍門吊及汽車吊施工技術，實現了工程裝配的高效率。