裝配式建筑在地下綜合管廊工程中的應(yīng)用

錢(qián)建軍

廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 廣州 510663

1 工程概況

天河智慧城地下管廊工程項(xiàng)目為廣州市2016年綜合管廊試點(diǎn)項(xiàng)目之一，擬新建地下綜合管廊總長(zhǎng)約19.39km，設(shè)控制中心1座，以及9處分控室和20座箱式變電站。其中10.39km采用明挖施工工法，明挖結(jié)構(gòu)施工主要分兩種，即現(xiàn)澆式和裝配式。現(xiàn)以橫五路裝配式地下綜合管廊工程為例。橫五路地下綜合管廊西起天河區(qū)高唐路，沿規(guī)劃?rùn)M四路鋪設(shè)，東至高普路，全長(zhǎng)約890m。其中裝配式管廊為兩艙預(yù)制結(jié)構(gòu),每節(jié)長(zhǎng)度為2.4m，分上、下兩部分生產(chǎn)，重量各約22t。

2 地下綜合管廊裝配式施工的主要施工方法

2.1 裝配式管廊構(gòu)件生產(chǎn)

（1）智能化鋼筋加工。裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)主要集中在工廠完成，為鋼筋的智能化集成加工提供了生命土壤。該項(xiàng)目裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠共配備鋼筋調(diào)直切斷機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)等智能化鋼筋加工設(shè)備4臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了鋼筋調(diào)直、彎曲、剪切、焊接的自動(dòng)化。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化鋼筋安裝。裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠根據(jù)現(xiàn)有的不同廊體類(lèi)型設(shè)計(jì)專(zhuān)用的廊體鋼筋骨架焊接胎架4套，可以同時(shí)進(jìn)行兩節(jié)構(gòu)件鋼筋安裝。胎架將廊體鋼筋擺放位置、間距及預(yù)埋件位置進(jìn)行固定，施工人員只需根據(jù)胎架按部就班進(jìn)行鋼筋擺放、焊接及預(yù)埋件的安裝。

（3）高精度鋼模板。根據(jù)構(gòu)件要求，現(xiàn)場(chǎng)采用定制的液壓分解臥式模具作為構(gòu)件模板。臥式模具由分體式內(nèi)模、固定側(cè)和可滑動(dòng)側(cè)壁、可滑動(dòng)端壁及固定底板組成，整體采用高強(qiáng)度鋼材焊接而成，強(qiáng)度高、精密度好，在施工過(guò)程中未出現(xiàn)跑模、脹模現(xiàn)象。內(nèi)模、端壁采用液壓驅(qū)動(dòng)內(nèi)縮式，外模采用滑道式，操作方便。

（4）成型管廊構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護(hù)。使用常壓電蒸汽養(yǎng)護(hù)法。蒸汽養(yǎng)護(hù)是縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間的方法之一，一般宜用65°左右的溫度蒸養(yǎng)，混凝土在較高濕度和溫度條件下可加快水化反應(yīng)，提高強(qiáng)度。

2.2 裝配式管廊安裝

（1）基坑開(kāi)挖和測(cè)量放線。基坑設(shè)計(jì)深度約8m，屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，采用常規(guī)基坑開(kāi)挖施工方法。基坑開(kāi)挖至基底并澆筑墊層后，由測(cè)量專(zhuān)業(yè)人員對(duì)管廊中心線、兩側(cè)邊線及安裝平板車(chē)牽引軸線進(jìn)行定位。

（2）裝配式管廊構(gòu)件運(yùn)輸與存放。該項(xiàng)目每天運(yùn)輸產(chǎn)品數(shù)量為28.8m廊體。構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，使用履帶吊或汽車(chē)吊進(jìn)行卸車(chē)，進(jìn)場(chǎng)及存放順序按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，從里面向入口側(cè)順序擺放，安裝時(shí)從入口開(kāi)始向里面順序進(jìn)行。

（3）裝配式管廊構(gòu)件吊裝。構(gòu)件吊裝用的起重機(jī)型號(hào)主要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，構(gòu)件的外觀尺寸、重量，吊裝高度及起重（回轉(zhuǎn)）半徑等條件確定。在基坑邊吊裝需使支腿離基坑邊保持相應(yīng)的安全距離。該工程裝配式管廊吊裝優(yōu)先選用端頭吊裝方式，現(xiàn)場(chǎng)需依據(jù)實(shí)際情況選取有利位置作為吊裝點(diǎn)。

（4）裝配式管廊構(gòu)件豎向拼裝。拼裝順序如下：下部構(gòu)件清理→粘貼止水膠條和橡膠板→下部構(gòu)件吊運(yùn)→下部構(gòu)件吊放到位→上部構(gòu)件清理→粘貼止水膠條→上部構(gòu)件吊運(yùn)→上下部構(gòu)件接口對(duì)正→上部構(gòu)件安裝到位→上下部采用PC鋼棒張拉鎖定。

（5）裝配式管廊構(gòu)件縱向拼裝。從基礎(chǔ)墊層低側(cè)向高側(cè)鋪設(shè)，管廊的承口側(cè)在高處，插口側(cè)在低處。安裝時(shí)，管廊插口順勢(shì)插入承口，第一組管廊拼裝完成運(yùn)輸?shù)轿缓螅侔赐瑯硬襟E吊入第二組管廊拼裝完成運(yùn)輸?shù)轿弧？v向張拉前在起始固定端的第一組管廊上吊放一節(jié)下部管廊，作為固定端，兩組管廊拼裝完成后，在底板及頂板腋角預(yù)留孔處插入鋼絞線進(jìn)行張拉。

2.3 裝配式管廊結(jié)構(gòu)防水

（1）接縫處防水。裝配式管廊在結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)了膠條槽，用于粘貼止水膠條，安裝時(shí)鋼絲繩的張拉作用使止水膠條得以充分?jǐn)D壓以實(shí)現(xiàn)止水目的。管廊安裝完成后，再在管廊縱橫接縫處內(nèi)外側(cè)切欠槽內(nèi)注入高彈性密封膠，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外共同防水。

（2）裝配式管廊與現(xiàn)澆管廊結(jié)合部位防水。一般情況下，曲線和節(jié)點(diǎn)部為現(xiàn)澆施工，其兩端為裝配式管廊。施工前，應(yīng)在現(xiàn)澆管廊與裝配式管廊之間預(yù)留后澆帶，端頭位置的裝配式管廊在生產(chǎn)時(shí)預(yù)埋橡膠止水帶，待全部管廊安裝完成后再與現(xiàn)澆部澆筑為一整體。

3 地下綜合管廊裝配式施工與現(xiàn)澆式施工對(duì)比

裝配式綜合管廊施工可以分為場(chǎng)內(nèi)和場(chǎng)外兩部分，而現(xiàn)澆綜合管廊的所有施工作業(yè)均為場(chǎng)內(nèi)施工。兩者場(chǎng)內(nèi)相同施工部分為基坑開(kāi)挖、基坑支護(hù)體系施工、廊體外包防水施工、土方回填及支護(hù)體系拆除施工等主要環(huán)節(jié)，兩者施工工藝和技術(shù)要求基本相同，安全管理、質(zhì)量和進(jìn)度控制方面沒(méi)有明顯差別；但是在地下綜合管廊主體結(jié)構(gòu)的施工環(huán)節(jié)中，兩者的施工工藝截然不同，現(xiàn)場(chǎng)管理差別明顯。

3.1 進(jìn)度控制方面

裝配式綜合管廊的主體結(jié)構(gòu)施工大部分在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠（即場(chǎng)外）生產(chǎn)完成，構(gòu)件的吊裝、拼裝等工序施工效率高，所需工期較短。以該工程為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，平均每天可以完成7節(jié)廊體拼裝（每節(jié)2.4m），完成30m成型廊體需要的工期為2d。

現(xiàn)澆式綜合管廊的主體結(jié)構(gòu)施工則全部在場(chǎng)內(nèi)完成，施工作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)工作量大，需較長(zhǎng)的混凝土養(yǎng)護(hù)增強(qiáng)時(shí)間，消耗大量的現(xiàn)場(chǎng)工期，是總工期的重要組成部分。同樣以該工程為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，完成一個(gè)30m長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)施工段所需工期最短約為10d。

3.2 安全管理方面

裝配式綜合管廊施工存在的安全風(fēng)險(xiǎn)主要為吊裝風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)該項(xiàng)目的施工特點(diǎn)，單艙管廊及兩艙管廊單次起吊重量在23t以下，未超過(guò)30t；三艙管廊及四艙管廊單次起吊重量為30～48t，屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍，但吊裝環(huán)境并不復(fù)雜。在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠（即場(chǎng)外）吊裝主要采用龍門(mén)吊，加之構(gòu)件生產(chǎn)區(qū)和存放區(qū)分離，無(wú)交叉作業(yè)情況，吊裝影響范圍內(nèi)的安全管理較為規(guī)范；在施工現(xiàn)場(chǎng)（即場(chǎng)內(nèi)）進(jìn)行吊裝時(shí)主要采用汽車(chē)吊，汽車(chē)吊固定在已進(jìn)行地基加固的端頭進(jìn)行吊裝，構(gòu)件吊入基坑內(nèi)的平板車(chē)上后由平板車(chē)運(yùn)輸至拼裝工作面，配以液壓千斤頂進(jìn)行安裝。該種吊裝環(huán)境吊裝工作點(diǎn)比較固定，在吊裝前由監(jiān)理單位組織施工單位進(jìn)行檢查驗(yàn)收，吊裝安全管理難度可以大幅度降低。

現(xiàn)澆式綜合管廊施工存在的安全風(fēng)險(xiǎn)主要為高支模施工風(fēng)險(xiǎn)和有限空間作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。該項(xiàng)目工程廊體凈空約為3.3m、頂板凈跨最大為4.6m，廊體內(nèi)支架搭設(shè)高度和搭設(shè)跨度較小；但頂板厚度為0.35～0.5m，部分頂板施工總荷載大于15kN/m2，模板支架施工屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程范圍，支架模板的拆除也具備一定的危險(xiǎn)性。現(xiàn)澆法施工需合理設(shè)置較多數(shù)量的鋼筋、模板等材料堆放區(qū)以及鋼筋加工和木工加工區(qū)，文明施工管理工作量大。

3.3 質(zhì)量控制方面

裝配式綜合管廊質(zhì)量控制主要分為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件拼裝質(zhì)量?jī)蓚€(gè)階段。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)均采用工廠集成化生產(chǎn)，鋼筋加工質(zhì)量由智能化控制、鋼筋安裝由標(biāo)準(zhǔn)化管理、模板安裝采用高精度液壓鋼模、混凝土澆筑不受天氣等客觀因素影響，生產(chǎn)質(zhì)量可控度高，質(zhì)量通病大幅度減少。現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件拼裝質(zhì)量控制關(guān)鍵在于預(yù)留張拉盒、預(yù)埋鋼板及鋼絞線位置等預(yù)埋構(gòu)件的準(zhǔn)確性，構(gòu)件的尺寸大小要求嚴(yán)絲合縫，技術(shù)含量要求較高。

現(xiàn)澆式綜合管廊為傳統(tǒng)的施工工藝，其質(zhì)量控制主要集中在鋼筋、模板及混凝土三個(gè)施工環(huán)節(jié)，多為現(xiàn)場(chǎng)手工操作，質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度上取決于現(xiàn)場(chǎng)管理水平和班組的綜合施工素質(zhì)，其中人為影響因素較多，容易出現(xiàn)質(zhì)量通病，如鋼筋間距不均勻、模板跑模漏漿、混凝土振搗不到位等。

4 地下綜合管廊裝配式施工的重難點(diǎn)

地下綜合管廊和建筑工業(yè)化都是國(guó)家“十三五”期間大力推行的產(chǎn)業(yè)升級(jí)方向，裝配式地下綜合管廊由此應(yīng)運(yùn)而生。在其實(shí)際應(yīng)用上靈活性仍需加以?xún)?yōu)化，同時(shí)在施工時(shí)還需克服以下重難點(diǎn)。

（1）基層找平。混凝土墊層澆筑完成后需嚴(yán)格控制其表面平整度，否則裝配式構(gòu)件容易錯(cuò)臺(tái)或槽縫間不能貼合。

（2）張拉連接。構(gòu)件對(duì)接的精確度直接影響接口中間止水膠條的擠壓均勻度，接口對(duì)不齊中間的膠條會(huì)擠壓變形不均勻，易造成漏水現(xiàn)象。

（3）內(nèi)外側(cè)防水。裝配式管廊內(nèi)外側(cè)接縫處黏合劑施工是確保廊體完全達(dá)到無(wú)滲漏的關(guān)鍵工序，施工不當(dāng)會(huì)影響?zhàn)ず蟿┡c混凝土之間的連接性，如連接處黏合劑填充不夠或有空氣進(jìn)入，會(huì)顯著降低接口處的防水性能。

（4）變坡點(diǎn)施工。裝配式管廊施工時(shí)須提前進(jìn)行施工策劃，預(yù)留變坡點(diǎn)位置進(jìn)行現(xiàn)澆施工或采用特殊模具制作的構(gòu)件，否則變坡點(diǎn)兩側(cè)廊體無(wú)法對(duì)接。