裝配式鋼結構地下綜合管廊應用技術研究

王輝

（中鐵十七局集團有限公司 上海 200000）

在國內，裝配式鋼結構地下綜合管廊還屬于新興技術。裝配式鋼結構地下綜合管廊將目前相對成熟的鋼筋混凝土綜合管廊建設經驗與鋼波紋管涵洞的力學特性相結合，借鑒鋼制波紋管優良的工作性能，更好地發揮出鋼結構地下綜合管廊的優勢，目前國內實地例子有：江蘇省南京市鋼結構地下綜合管廊、黑龍江鋼結構地下綜合管廊、山東日照鋼結構地下綜合管廊等。

1 工程概述

本文以南京江北新區綜合管廊二期工程浦濱路地下綜合管廊下穿團結路交叉口為試驗對象，工程位于江北新區核心區。本段綜合管廊全長141m，設計為鋼結構倒虹段綜合管廊，在道路下方，車流量巨大，工期要求進緊張。艙室形式為三艙布置，倒虹段覆土深度11m。

2 鋼結構綜合管廊關鍵技術

裝配式鋼結構地下綜合管廊關鍵技術主要有如下各項內容：結構設計、力學原理、艙內槽道及托臂設置、施工工藝、鋼結構管廊受力分析等。

2.1 結構設計

2.1.1 墻體

墻體材料選用Q345碳鋼鋼板，鋼板厚6.5mm，軋制成波紋鋼板，再與其它組件焊接，各墻板之間用高鐵耐腐蝕螺栓連接。

2.1.2 艙室斷面設計

三艙斷面是將多個單艙斷面結構通過在艙間填充混凝土、底板澆筑整體、頂板上封閉回填等環節整合成一個整體后的斷面，其中相鄰的單艙側板由拱形變為微拱型，且焊接凸出鋼筋錨入艙間混凝土中，增強艙間混凝土強度和艙體穩定性，便于多艙斷面結構整體受力。

2.2 力學原理研究

將平鋼板軋制成波紋鋼板，可以在鋼板厚度（鋼材用量）不變的情況下，同比例放大波紋鋼板的波高及波距，呈幾何倍數地增大材料的截面慣性矩，有效降低鋼結構板面應力，提高結構強度，增強適用性，進而滿足節省造價的第一因素。

與地面以上的鋼結構工程不同，地下鋼結構工程中與土壤接觸的受力構件是拱形時可以利用管土共同受力原理，大幅減少結構厚度，滿足鋼結構地下綜合管廊節省造價的第二個關鍵因素。

2.3 抗上浮設置

底板混凝土向廊體兩側澆注，形成承臺，利用承臺上部回填土的重量，對廊體進行配重；管廊底板兩側向外延伸飛邊，混凝土澆筑包裹飛邊，增加管廊與底板的整體性。

3 施工工藝

3.1 施工工序

圍護結構施工→基坑開挖→基礎混凝土墊層→拆除下部支撐→底板吊裝就位→吊裝側板及密封（螺栓緊固）→吊裝頂板及密封（螺栓緊固）→充填底板與基礎間隙混凝土→澆筑艙體之間隔墻混凝土。

3.2 施工重難點控制

（1）基坑底部混凝土墊層實施之前，按鋼結構管廊底板四個角的位置，在坑底打入埋地抗浮角鋼，角鋼與鋼筋網相連。吊裝底板于設計位置，與抗拔角鋼固定，栓接艙間連接螺栓，連接收緊底板節間螺栓，如圖1所示。

（2）在混凝土墊層與底板之間澆混凝土至縱向法蘭高度。

（3）在縱向槽鋼拼接面上布設密封墊，吊裝鋼管廊艙豎直板片、起拱側板和頂板，采用可調剛性支撐，調整板片垂直度，栓接緊固螺栓。栓接緊固艙內縱向和環向可更換密封墊結構，澆筑艙間混凝土。

圖1 施工說明

（4）鋼結構綜合管廊與鉆孔灌注樁基坑邊之間的間隙采用C10素混凝土回填，回填高度至鋼結構綜合管廊頂部0.5m。鋼結構綜合管廊頂部0.5m以上采用原狀土進行回填，回填要求和壓實度等滿足相關設計和規范要求。

4 鋼結構管廊受力分析

數值分析采用FLAC3D有限差分軟件進行，裝配式鋼結構綜合管廊原型現場試驗在江北新區開展，試驗管廊為方拱形三艙結構。考慮實際工程模擬的復雜性、計算精度、計算速度以及模型邊界條件，本次數值計算模型如圖2所示，尺寸為：縱向7m（模擬兩節各3m的綜合管廊結構），橫向43.784m，豎向23.02m，其中綜合管廊結構覆土7.3m。

模型算出頂板、底板最大沉降量分別為4.13cm、3.05cm。橫向變形以左右艙側板向內收斂，是結構的主要變形特征。最大值在右艙拱頂3.57mm，小于3100/150=20.6mm，滿足規范要求。

5 結束語

裝配式鋼結構管廊主體施工將節點模塊化、集成化，易裝配，現場安全、文明效果好；工期是現澆混凝土的1/3，人工、機械以及支護樁租賃費均減少，總體造價比混凝土管廊節省10%左右。

組合裝配式方拱形多艙鋼結構綜合管廊新技術在江北新區綜合管廊二期實際工程中的應用，集成總結了該項新技術的工程設計、產品制造、施工工藝、驗收標準等，為我國地下綜合管廊建設提供了具有中國特色且國際先進的解決方案。

圖2 裝配式鋼結構綜合管廊模型