城市綜合管廊預埋U 型槽道施工技術

金紅蓮JIN Hong-lian

（中鐵十七局集團第三工程有限公司，石家莊 050081）

1 概述

城市綜合管廊是指在城市地下建造的管線公共隧道，將電力、通信、燃氣、給水、熱力、排水等兩種以上市政管線集中敷設在該隧道內，實施統一規劃、設計、施工和維護。綜合管廊在日本被稱為“共同溝”，在我國亦被稱為“共同管道、綜合管溝”。

1833 年法國巴黎誕生了世界上第一條地下管線綜合管廊后，國外發達國家相繼開始建設綜合管廊工程，至今已有180 多年的發展歷程。經過一百多年的探索、研究、改良和實踐，城市地下綜合管廊已成為發達城市市政建設現代化的象征之一。1958 年，北京在天安門廣場下建造第一條綜合管廊。長1km，寬4.0m，高3m，埋深7～8m，收容電力、電信、暖氣等管線，1977 年又建造了長約500m 相同斷面的綜合管廊。

雖然城市綜合管廊的建設理念很早就提出來。但是由于管廊建設涉及到電力等多部門的協調問題，以及社會發展、相關技術的制約和限制，我國管廊工程建設井噴式的發展實際上是從2015 年國家公布第一批管廊試點城市開始。其建造技術發展時間較短，屬于建筑業里的興新市場。管廊設計、施工及配套工裝的研究處在百家爭鳴的探索階段，主要存在管廊結構設計不統一、標準不統一等問題。

城市綜合管廊一般設置有電力艙、污水艙、熱力艙、綜合艙、燃氣艙。其中電力艙和綜合艙后期將鋪設多條高壓、低壓電纜，采用支架架設電纜。為保證各種電力、通信線路的運行安全，支撐線路的水平支架需要有較高的強度及耐久性。為保證水平支架強度、耐久性，可采用傳統的管線支架安裝工藝，如在混凝土結構上打孔鉆眼，但該方法會影響主體結構的使用壽命，且施工過程噪聲大，安全隱患多，施工工期長，運營維護成本高。另外，可以在混凝土結構中設置預埋件，但相應的固定水平支架的預埋件定位、強度和耐久性要滿足要求。預埋件傳統固定方法為預埋件與主體鋼筋焊接，但若管廊結構帶坡度，則施工中存在預埋件定位困難等問題。因此總結支架固定采用兩種方式，第一種是采用運營后膨脹螺栓的固定。第二種是在側墻或中隔墻豎向預埋“U”型槽道中。由于第一種固定方式會對墻身造成破壞，且后期安裝繁瑣，基本不采用，一般采用第二種固定方式，為保證支架的剛度。預埋槽道的設置一般為每1m 一道。如圖1 所示。

圖1 “U”型槽道預埋位置示意圖

為保證預埋槽道后期的使用功能，澆筑完側墻混凝土后，槽道需與側墻混凝土表面在一個平面上，不能發生扭曲，更不能有混凝土漿液封堵槽道。由于“U”型槽道埋的結構特點，施工過程中定位難度大，普遍存在振搗混凝土導致槽道偏位、扭轉、與模板貼合不密實導致砂漿灌入U形槽道、與墻身混凝土存在錯臺等質量通病。為解決上述問題，本文在城市綜合管廊預埋U 型槽道常規施工技術上，提出了進一步工藝優化方案，以期對類似工程施工提供借鑒和參考。

2 工程背景

2.1 石家莊市匯明路地下綜合管廊

匯明路綜合管廊建設工程位于石家莊市西南，設計總長6975m。項目設計起點道路樁號為K0+039，設計終點為道路設計終點以東2.5m。綜合管廊結構主要位于黃土狀粉質粘土層、黃土狀粉土層；根據勘察資料，鉆孔深度范圍內未見地下水，可不考慮地下水對本工程的影響。該區域內地下水埋深約31.5～40m，地下水類型為松散巖類孔隙水，地下水補給主要以大氣降水為主，水位隨季節變化有所變化，地下水動態年變幅在2～3m 左右。設計為四艙和五艙兩種形式綜合管廊：五艙形式為電力艙、綜合艙、熱力艙、污水艙、天然氣艙，四艙形式為電力艙、綜合艙、熱力艙、天然氣艙，如圖2 所示。

圖2 匯明路地下綜合管廊斷面圖

2.2 南京市江北新區綜合管廊二期工程

南京江北新區綜合管廊二期工程位于南京江北新區核心區及其周邊地區的18 條路段下，分別為：浦濱路、橫江大道、七里河大街、定山大街、浦輝路、石佛大街、興隆路、康華路、沿山大道、廣西埂大街、珍珠南路、勝利路、興浦路、萬壽路、浦烏路、鎮南河路、商務西街、綠水灣路。地下綜合管廊全長約53km，其中：干線綜合管廊31.29km，支線綜合管廊22.12km。管廊建設位于江北新區，屬長江漫灘地貌單元，主要覆蓋第四紀松散沉積物，場地為農田和水塘，各孔口高程一般5.72～8.0m，最大高差起伏約2.28m。地下水主要為孔隙潛水，深層具微承壓性質，對混凝土結構具有微腐蝕性。計斷面結構為單艙、雙艙、三艙、四艙，入廊管線為電力、通信、給水、中水、空調熱力管、燃氣、污水、雨水、真空垃圾管等管線，如圖3 所示。

圖3 南京江北新區四艙綜合管廊斷面圖

3 T 型螺栓輔助施工工藝流程

施工流程圖見圖4。

圖4 “U”型槽道固定工藝流程圖

4 施工工藝

4.1 側墻、中隔墻鋼筋綁扎

①綁扎側墻及中隔墻鋼筋前，先綁扎底板鋼筋，措施筋加固牢固保證底板鋼筋筋整體穩定性；

②將墻筋錨固在底板板筋中，焊接或連接牢固，尤其槽道安裝位置，確保墻筋自身穩定性，墻筋較高時，在中上部位置加上措施支撐筋，保證墻筋的垂直度及穩定性。

4.2 槽道粗略固定

①預埋件吊至施工現場后，人工配合將預埋件放置測量位置。②采用鋼筋或者鐵絲臨時將預埋件固定在側墻鋼筋上。③槽道背后爪筋通過與側墻主筋及水平筋簡單固定。

4.3 側墻及中隔墻模板設計

預埋件安裝位置的模板上需打孔，并將模板（鋼模或木模）進行編號。模板設計根據“U”型槽道間距加工特定長度模板（鋼模或木模）。整體管廊段落劃分在符合圖紙設計要求劃分段落長度的條件下，可依據模板使用總塊數進行劃分，這樣避免模板的浪費，增加模板周轉使用次數，同時可以有效控制預埋槽道的間距等同。

4.4 預埋件精確定位

①“U”型槽道厚度3.3cm，側墻背水面鋼筋保護層厚度3.5cm，中隔墻鋼筋保護層厚度3.5cm，槽道預埋在鋼筋保護層厚度中，槽道表面之間間距即為側墻線。

②通過“U”型槽道背后鉚釘錨入側墻及中隔墻的混凝土中。將側墻及中隔墻的豎向主筋及水平筋用鋼絲連接在一起，讓槽道錨固力更牢固。槽道與槽道之間間距通過定位筋固定通過背后鉚釘對頂或采用鋼筋撐開槽道，確保兩個槽道之間的距離是墻厚寬度。

③將“T”型螺栓放入“U”型槽道中，螺桿穿過模板上預留的孔，在模板另一側擰緊螺母保證模板與“U”型槽道緊密相貼。“T”型螺栓安裝圖及混凝土澆筑完成后效果見圖5 和圖6。

圖5 “T”型螺栓安裝圖

圖6 成型后效果圖

5 工藝分析

5.1 工藝優點分析

①施工進度加快。側墻模板支立即可擰緊“T”型螺栓便可以將槽道與模板密貼。省事省力，速度快，縮短了施工工期。

②工藝操作簡便。將“T”型螺栓事先放入槽道中，側墻模板支立時將“T”螺栓螺桿穿過模板預留孔，內側擰緊相應的螺母即可。

③垂直度、密貼性好。“U”型槽道采用“T”型螺栓固定，與模板密貼性好，垂直度達到設計要求，能很好的避免槽道發生扭曲及有浮漿進入造成封堵。

④節約材料。固定“U”型槽道所用的“T”型螺栓不與混凝土接觸，模板拆除后“T”型螺栓還可以再次拆除利用，不產生浪費。

5.2 存在的主要問題

①常規施工工藝，采用T 型螺固定在模板上，需要對模板進行開孔，由于預埋槽道的設置較多，不利益預埋位置的微調，可能會造成后期安裝調整的問題，同時間隔1m在模板上開孔，在一定程度上造成了鋼模板面板的損傷。②由于U 型槽道設置間距小，施工中需要輔助采用大量的“T”螺栓螺桿，在一定程度上會造成材料的浪費及損耗。同時，模板拆卸過程中需要拆除大量的“T”螺栓，增加了拆模工序時間。

6 工藝改進

6.1 改進方案

為進一步提高施工質量，實現U 型槽道預埋位置的高精度控制，降低模板損傷。設計了一種新型預埋U 型槽道固定裝置（如圖7 所示），采用“磁力固定+限位”方式實現U 型槽道的精確定位，且滿足其與模板的密貼性。

圖7 新型預埋U 型槽道固定裝置示意圖

6.2 技術原理

①通過在模板外側設置高強磁鐵，利用磁鐵的吸附力，使模板內側的U 型槽緊貼模板，解決U 型槽道與模板內側密封問題。可在U 型槽道與模板之間增加超薄密封條，進一步加強兩者的密封性能。

②通過在U 型槽道外側設置導向管，導向桿一端置于導向管內，另一端與豎墻鋼筋骨架焊接。其特點是，導向桿頂端與導向管底部留有空隙。沿U 型槽道豎向設置不少于兩個導向裝置。其作用是防治U 型槽道偏位。

③為便于模板拆卸，模板外側高強磁鐵采用組合形式，沿U 型槽道方向豎向布置，拆模時，逐個拆除磁鐵。

6.3 實施方案

①豎墻鋼筋骨架綁扎完成后，確定U 型槽道預埋位置，在鋼筋骨架上焊接連接桿。

②在U 型槽道外側對應導向桿位置，焊接（或粘結）導向管。將豎墻鋼筋骨架上的導向桿插入U 型槽道上的導向管，使兩者相連。

③安裝校正豎墻模板后，逐個在U 型槽道對應的模板外側位置放置高強磁鐵。

④澆筑豎墻混凝土后，先逐個拆除高強磁鐵后，拆除模板。

7 結語

在石家莊管廊、南京管廊項目工程實踐中，城市綜合管廊預埋U 型槽道采用T 型螺栓輔助施工工藝，在一定程度極大的提高了U 型槽道的施工質量，但依然存在對模板損傷，定位精度控制難的問題，本文提出的U 型槽道改進工藝，從根本上解決了U 型槽道任意定位、防扭轉、防漏漿及與模板的密貼性等關鍵技術，針對其技術應用提出以下建議：①為便于拆除，用于解決U 型槽道密貼性的高強磁鐵宜采用組合長條形，可實現逐個拆除。②施工應做好模板面板的保護，以防治其表面不拼裝導致漏漿。③混凝土振搗過程中應避免振搗棒直接接觸U 型槽道。