地下綜合管廊綠色施工技術

董 杰 涇川縣住房和城鄉建設局工程師

綜合管廊是城市現代化發展的成果，是具有集約化特性的基礎設施，自2015 年快速興起并發展。在實際建設期間，部分城市對于地下綜合管廊的規劃設計缺乏合理性，未能將綠色施工理念融入到管廊建設工作中，應用的現澆筑、大開挖等施工技術雖然在結構穩固性、防水性能等方面符合運行需求，但施工期間產生的噪聲、粉塵等污染對環境造成了嚴重影響。為此，相關建設單位需要積極轉變施工理念，將綠色建造理念融入到綜合管廊的規劃設計與施工過程中，建設資源消耗少、建造成本低、施工效率高、環境污染少的綠色綜合管廊。

1 地下綜合管廊綠色施工概述

1.1 地下綜合管廊概述

地下綜合管廊主要修建于城市地下空間，用于滿足供水、供電、天然氣、供暖、通信、再生水、污水中不低于兩種的管線管網及其相關附屬設備的運行需求。按照綜合管廊的功能應用情況，可將其劃分為干線綜合管廊、支線綜合管廊以及纜線綜合管廊3 種類型。其中，干線綜合管廊的功能是為市政主干管線提供運行空間，由于占用空間較大且較為重要，因此多以獨立分艙模式進行修建，內部開設工作通道，需要加裝相應的照明、消防以及通風等附屬設施，多處于綠化帶或機動車道區域的地下空間。支線綜合管廊的功能是為市政支路管線提供運行空間，其占用空間較大，多以單艙或雙艙模式進行修建，內部開設工作通道，也需要加裝相應的照明、消防以及通風等附屬設施，多處于人行道、綠化帶或非機動車道區域的地下空間[1]。纜線綜合管廊的功能是為電力電纜與通信電纜提供走線空間，在建設時通常選擇淺溝道的形式，雖然其上方設有能夠開啟的蓋板，但是內部并未預留工作通道，因此未能加裝照明、通風以及消防等附屬設施，多處于人行道區域的地下空間。

1.2 綜合管廊綠色施工建造理念

綠色建造理念體現在規劃設計和施工的綜合管廊建造全過程。在工程質量和可靠性符合運行需求的基礎上，通過技術管理減少對能源等各類資源的消耗和周邊環境的影響，可持續發展地開展管廊建設工作。因此建設單位需在施工、設計及規劃3 個階段合理應用綠化理念，基于線路及斷面最優、環境污染最低、垃圾排放量最低以及應用資源最少的原則，實現施工建筑過程的高效、低成本和“四節一環保”。

規劃是綠色綜合管廊的建造前提，規劃單位需要在充分考慮成本、環境以及功能等多方面內容的基礎上，做好管廊的規劃工作，實現對地下空間的合理預留和集約規劃。設計是綠色綜合管廊的關鍵，管廊的施工建造成本受設計結果影響較大，設計人員需要總結考慮斷面布局、防水、預制裝配以及預留預埋等多方面的內容。施工是綠色綜合管廊的建造保障，需要施工單位合理應用預制裝配、基坑支護、防水等各類施工技術。

2 綜合管廊綠色施工技術

2.1 預制裝配施工技術

綜合管廊與地鐵等地下工程在施工難度方面相差較大，其埋深相對較淺且斷面較小，但整體施工長度卻相對較長，多數可達幾十千米，因此綠色施工需要盡可能選擇低成本、高效率的施工技術，避免造成長久的噪聲、粉塵等污染。相對而言，傳統的現澆技術需要應用大量的模板腳手架，無論是外觀質量還是現場管理方面都存在較多不足，之后出現了預制拼裝施工技術，綜合管廊的預制裝配技術演變情況如圖1 所示。

圖1 綜合管廊預制裝配技術演變

2.1.1 預制節段拼裝

節段拼裝施工技術應用期間，施工單位需要按照綜合管廊的縱向走向將管廊分成多個小塊，提前在工廠內預制成一個個全斷面的節段管廊，通過車輛運輸至挖好的地下空間處完成拼裝工作。為了實現預制管廊的有效連接，施工單位通常可以應用無鎖緊和有鎖緊兩種模式。其中，無鎖緊模式應用的接頭類型有螺栓或搭板連接的剛性接口以及鋼承口或企口的柔性接口。為了滿足接口部位的防水需求，通常應用膨脹橡膠圈進行密封處理，在接頭或整體管節外側加裝防水材料。

2.1.2 預制分塊拼裝

分塊拼裝是在分段拼裝的基礎上改進而來，在大斷面區域的綜合管廊施工中，分段拼裝涉及的管節尺寸和質量要求相對較高，無論是運輸、吊裝還是現場拼裝都面臨較多難題。為此，施工單位可以將管廊的頂板、中板、側壁以及底板等各部位分塊預制，在現場拼裝時將更加簡單高效，分塊拼裝結構如圖2 所示。霞光東路（湖南省湘潭市）管廊工程、廣州天河智慧城、綿陽管廊等項目就采用了分塊拼裝的施工技術，在實際應用時雖然提高了施工效率，但在防水方面要求相對較高，需要針對分塊拼裝縫隙做好防水處理工作。

圖2 分塊拼裝結構示意

2.1.3 管廊結構半預制施工技術

半預制施工技術是對現澆以及預制兩種技術的融合應用，該技術兼具兩種技術的優勢，具體結構形式為蓋板＋倒U 形槽、蓋板＋U形槽以及雙層疊合墻體3 種類型，下面對結構形式的施工技術進行詳細論述。

蓋板＋倒U 形槽結構施工期間，施工單位需要通過現澆的方式將管廊底板建造出來，在工廠內完成匹配現澆底板的倒U形槽結構，通過吊裝將運輸至現場的預制結構與底板連接，再經過澆筑構建綜合管廊的整體結構。這種方式不再將支架模板用于丁頁板與側墻的澆筑環節，能夠有效加快工程進度，建設成本支出和施工產生的垃圾污染物也相對較少，但是在結構防水方面因為預制結構與底板連接部位的縱向縫隙增加了施工難度。

蓋板＋U 形槽結構施工期間，施工單位需要通過現澆的方式將管廊底板以及側墻建造出來，在工廠內完成匹配現澆結構的頂板，通過吊裝將運輸至現場的預制結構與U 形現澆結構連接，通過澆筑的方式構建綜合管廊的整體結構。這種方式只需再針對頂板進行澆筑后澆帶工作，無需應用較多支架模板，施工效率高且成本低，施工產生的垃圾污染物也相對較少，但是在結構防水方面因為預制頂板與現澆結構連接部位的縫隙增加了施工難度[2]。

雙層疊合墻體結構施工期間，施工單位需要在完成疊合底板以及雙層疊合墻體的安置工作后，開展底板澆筑施工，然后進行疊合頂板安裝以及相關部位的澆筑施工。相對而言，這種管廊結構相對封閉，在頂板、底板、側墻施工過程中無需使用較多的模板，避免了大量的鋼筋綁扎工作，無論是在防水、成本方面，還是在施工效率方面都更具優勢。

2.2 防水施工技術

在防水等級方面，綜合管廊雖然僅要求為兩級，但施工單位需要充分考慮100 年運行年限中的防水施工可靠性。在施工過程中，建設單位需要充分考慮水文地質、氣候條件、施工方法、結構特點以及應用條件等多方面的因素，基于綜合治理、因地制宜、防排截堵結合的原則，開展防水施工工作。在現場施工區間，施工人員需重點關注變形縫、施工縫、結構自防水等方面的內容，嚴格控制所用原材料的質量，在滿足防水質量性能要求的情況下，充分考慮施工成本，并基于標準化的施工原則確保防水體系的統一[3]。

2.3 基坑支護技術

現階段的地下綜合管廊主要通過明挖法開展施工建設工作。常用的基坑支護技術類型包括鋼板樁、土釘墻支護以及無支護放坡開挖技術，在特殊情況下可能應用微型鋼管樁、SMW 工法樁、樁撐支護、雙排樁等多種技術類型。

無支護放坡開挖技術適合在地下水位不淺、周邊環境風險低以及施工場地較大的情況下應用，適用底層為地下水上方的砂土、粘性土、碎石土，人工填土若回填質量較高也可以應用。

土釘墻技術需要通過鉆孔、插管、注漿以及混凝土面板噴射等各項工作，構建混凝土面板與土地兩者混合的復合擋土結構，以滿足基坑加固需求。該技術適合在降水處理后或地下水上方的粘土、雜填土、砂土（非松散）等土質高的區域應用。

內撐＋排樁支護技術應用時，施工人員需要將鋼板樁、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁等各類排樁設置在溝槽或基坑周邊，其結構包括內撐、拉錨、錨桿以及懸臂等多種類型，需要結合實際需求進行選用[4]。

樁錨支護技術需要將受拉桿件的兩端分別固定在圍護樁和基坑區域的穩定地層，具有經濟、安全等優勢。在施工期間，這類支護技術不會與土方開挖施工產生沖突，在復雜施工區域更加適用，能夠有效提升施工效率。

SMW 支護技術需要將鋼管、H 型鋼等插入到水泥土樁中，實現防滲擋水與荷載承受的融合。這種支護技術使得圍護墻同時具備抗滲和受力功能，適用于松軟的粉細砂和粘土地層。

雙排樁支護技術包括平行的兩排鋼筋混凝土樁以及兩側的壓頂梁和連系梁。該技術應用時可以對雙排樁的排列方式和間距等進行自由調整，以此來實現對剛度的調整，具有一定擋水能力，但是無法滿足基坑變形控制需求，無法配合支撐體系的架設工作。

微型鋼管樁支護是鋼管樁與微型樁的融合，在特殊地質地形條件下具有較強的應用效果，具有基坑加固及支護等功能[5]。在基坑支護現場施工環節時，施工單位需要結合周邊環境、地層狀況以及設計要求等多方面的情況合理應用支護技術。

3 地下綜合管廊綠色建造的未來發展趨勢

在城市地下空間不斷開發建設的過程中，綜合管廊的施工環境將趨于復雜化、惡劣化，建設單位需要積極推行施工、設計與規劃一體化的建筑模式，實現管廊、地鐵以及商城等多業態的集約化規劃。各建設單位在綠色施工技術方面的研究成果將不斷涌現，疊合拼裝、多艙組合拼裝等多種技術將不斷發展，綠色綜合管廊的施工道路也將不斷增加。隨著拼裝技術與多艙技術的發展，綜合管廊標準化施工將會出現，實現從斷面設計到預制各環節的標準施工建造。此外，BIM 技術以及自動化、智能化機械設備也將為綠色綜合管廊的施工提供更多助力。

4 結語

地下綜合管廊施工建設單位需要在充分考慮成本、環境以及功能等多方面內容的基礎上，做好綜合管廊的規劃設計工作。在現場施工環節需要合理應用預制裝配、基坑支護以及防水施工技術，確保所建設綜合管廊的性能質量符合設計要求，在成本、效率以及環境污染方面都符合可持續發展的建設目標要求。在施工技術應用過程中，建筑單位需要在環保、質量、成本、進度等眾多前提下，結合現場施工環境做好技術選擇工作，嚴格把控施工質量，實現綠色綜合管廊的建設目標。