轻型全预制管廊制造及施工关键技术研究

2020-04-18宋佩超

西部交通科技 2020年11期

关键词：技术特点

宋佩超

摘要：文章以湘潭市新马路综合管廊工程为例，介绍了全预制装配式管廊在施工及经济等方面的优势，介绍了全预制装配式管廊的加工制作工艺，并从防水及预应力张拉两个角度介绍了全预制装配式管廊的现场安装施工技术，为预制安装综合管廊的设计施工提供借鉴。

关键词：轻型全预制管廊;技术特点;预制工艺;防水设计

中图分类号：U412.37 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.051

文章编号：1673-4874（2020）11-0187-05

0引言

在基础工程建设不断进步的今天，交通及房屋建设技术飞速发展，但地下工程的建设速度却严重滞后。反复开挖的“马路拉链”、大雨内涝、管道泄漏甚至路面坍塌等现象时常出现，现有地下工程的弊端越来越突出，不仅影响了市民出行，还严重影响市容环境。20世纪以来，城市综合管廊工程不断发展，其设计、建造以及施工技术均相对成熟。这种工程可充分利用地下空间，减少了地面空间电缆的布置，節省综合费用开支，大大提高城市空间利用效率，解决地下工程所存在的问题，对推动城市经济发展，提升城市规划层次以及改善城市面貌具有不可估量的作用。

地下综合管廊建设的施工工法种类较多，预制装配化综合管廊技术能实现建材产品集成化、标准化、工厂预制化，能有序地进行工厂化流水式作业，提高工程质量和安全水平，同时有效带动建筑工业构件生产、施工设备制造等相关产业发展。本文以湘潭市新马路综合管廊工程为例，详细介绍了全预制装配式管廊施工工艺的优势、制作及安装施工工艺，进而指导管廊施工。

1工程概况

新马路位于湖南省湘潭市雨湖区西南部，为湘潭第一条预制安装综合管廊设计施工的试点工程，管廊工程长555m。该工程内部布置有固定支架，弱电电缆布置在左侧，强电电缆布置在右侧，管廊在绿化带处的埋深深度≥1m。综合管廊为钢混结构，断面宽为3m，高度为2.6m，长度为1.8m，结构底部设置了c25素凝土垫层，厚度为13cm。通道内采用c20素混凝土进行铺装，厚度为15cm，其效果如下页图1～5所示。

2轻型全预制装配式管廊节段技术特点

当前综合管廊施工方法有现浇施工方法、叠合装配整体施工方法以及全预制装配式施工方法。本节从施工方法及经济效益两个方面对以上三种方法进行对比分析。

2.1施工方法对比分析

2.1.1现浇管廊施工方法

现浇管廊施工法是一种利用支护结构在支挡条件下，在地表进行地下基坑开挖，在基坑内施工做内部结构的施工方法。其特点在于：该方法全部工序均需要在现场完成，这就使得现场施工难度大、工序繁琐，进而引发工作效率低、工程周期长等问题。同时，工程质量和进度也难以控制，现场施工杂乱、噪音与粉尘污染大。虽其具有工艺简单、施工方便、工程造价低的优点，但在雷雨天、北方地区冬季等特殊情况下无法施工，导致施工作业时间长，且土方量大。

2.1.2叠合装配整体管廊施工方法

叠合装配式管廊施工法采用事先预制好分段侧墙、底板、顶板后进行组合，最后连接处浇筑混凝土的方式制作管廊。其特点在于：预制叠合墙及顶板密度高、防水性能好、表面平整、质量好，不用抹灰，可以达到清水混凝土水平。同时可以减少90%模板使用，大大提高了工程经济效益。该方法降低了对运输、吊装和场地的要求，减少了脚手架搭设和拆除，降低了劳动强度，缩短了施工工期，对周边环境的影响也较小。

2.1.3全预制管廊节段技术特点

轻型全预制管廊节段施工一般需要配套一定规模预制厂以及常规的运输及起吊设备，施工技术要求与工程造价较前面两种施工方法稍高。这种施工方法抗震、抗变形能力强，结构安全性好，构件拼装接缝处多，现场作业减少，也使施工速度加快，安全风险降低，边坡暴露时间缩短，开挖工程量小，节能减排效果好，且施工质量易于控制。但其同时也具有防水施工技术要求稍高，规格单一，运输效率低等特点。

2.2造价详细对比

湘潭新马路全预制管廊节段购买成本为7500元/m，运输及安装费用为2500元/m（未列入预制场成本摊销）。现浇管廊钢筋混凝土成本为9500元/m（包括投入的施工设备材料与人工），预制管廊部分实施280m，见表1，节约工期98d。

主体工程：150元/mx 280m=42000元;

人工费：10人×98（d）×300（元/d·人）=294000元;

管理人员：12人×98（d）×300（元/d·人）=352800元;

节约吊车设备费用：32000元/月÷30d×98d=104533元;

综合合计取得经济效益：294000+352800+104533=751333元。

由以上对比可知，相对于其他施工工艺，全预制装配式管廊施工方法建造费用较低、土方开挖量较少、施工工期较短，具有良好的经济效益和环保效益。

3轻型全预制管廊制作工艺技术研究

全预制的施工工艺主要包括：管廊磨具制作及组装调试、钢筋笼绑扎及入模、合模及加固、混凝土浇筑、管廊蒸汽养护、管廊拆模及磨具清理养护、预制管廊检验、预制管廊储存。

（1）模板的制作及组装调试：采用定型钢模进行管廊预制，模具尺寸应符合相关规范要求。预制模板系统由支撑系统、底模系统、伸缩式内模、固定式外模、爬梯、振捣系统六部分组成。

（2）钢筋笼绑扎及入模：模具组装后，按照设计图纸与模具大小进行钢筋笼绑扎工作。同时模板应涂刷脱模剂，随后使用龙门吊将完成的钢筋笼从加工区域吊装到组装完成的模具里面。

（3）合模及加固：节段拼装钢筋骨架入模就位后，内模系统及振捣系统安装就位合模。在合模前，板缝须粘贴双面胶带，特别是四角位置，四个方向的钢模要保证同时合闭。在加固完成后，用钢尺测量构件尺寸及构件对角长度，如果偏差较大需要局部调整。采用竖向工字钢加固，上中下三道拉杆。加固过程中边加固边检测构件尺寸，加固完成后竖向工字钢和构件竖向面应该平行。

（4）混凝土浇筑：节段管廊洞身混凝土采用对称浇筑法，浇筑时要求连续浇筑施工，不可间歇。混凝土水平分层浇筑，厚度为250～350mm。采用交错式附着式振捣器进行振捣，振捣时移动间距为50cm，并与侧模保持80mm足巨离。

（5）管廊蒸汽养护：混凝土初凝后，用蒸汽养护罩将产品和模具整体罩住，同时对蒸养罩底部密封，以便对管廊进行高温蒸养。蒸汽养护过程可分为以下四个阶段：静停、升温、恒温与降温。冬季施工期间，应保持篷布内环境温度≥10℃，升温期升温速度应控制在8.5℃/h，当温度达到60℃后进入恒温阶段，恒温蒸养6h即可停止蒸养。当管廊强度达到30%且产品表温度与环境温度相差不超过10℃时，方可将产品移除蒸养棚。

（6）管廊拆模和模具的清理养护：当节段管廊混凝土养护达到设计强度的70%，蒸养棚内外的温差≤10℃时，方可拆模。在拆模过程中要按内模由上而下的顺序一步一步拆除，防止结构被破坏或碰掉棱角。预制管廊吊出模具后需要对模板进行检查，看板面是否平整光滑，如有问题需及时打磨修补，最后对整个板面用喷枪均匀喷涂一层专用脱模剂。

（7）轻型预制管廊检验：轻型预制管廊要结构性能、使用功能完好。对于存在的一般缺陷應采用专用修补材料对管廊进行修复和表面处理，构件的外观质量要求如表2所示。

每批预制节段养护完成后，达到设计起吊强度，随机抽取两个预制管廊节段进行安装施工，检测相邻预制构件拼装精度要求及闭水试验效果，定期量测记录拼缝的渗水性。

（8）预制管廊储存：拆模完成后，将预制管廊和底模同时吊出模具，起吊时强度≥20MPa，运送至指定区域摆放后进行自然养护。堆放构件时有如下要求：首先需硬化场地保证有足够承载力，存放场地设置排水系统;其次，管廊构件需要叠放不超过两层。

4轻型全预制管廊的安装施工技术研究

在进行预制管廊安装前，应先进行管廊基坑开挖及支护、基坑承载力检测及垫层施工等准备工序。将厂家制作好的节段管廊，采用车辆运输至现场。管廊到现场时应严格根据铺设顺序合理安排运输车辆装载管廊的次序，管廊的安装原则上要由较低地基位置向较高地基位置顺序铺设安装，同时连接部分承口应朝向铺设基础较高的地方。轻型全预制管廊的安装主要涉及承插口防水设计技术和预应力对角线张拉两个关键工序。

4.1轻型全预制管廊防水

（1）轻型全预制管廊拼缝处防水

湘潭新马路节段管廊拼缝处采用遇水膨胀胶圈、双组分聚硫密封胶以及聚乙烯泡沫板作为防水材料。轻型全预制管廊安装前，将凹口预制管廊的胶条槽涂满胶水，粘贴聚乙烯丙泡沫状橡胶条（见图6）。

（2）管廊底与垫层的接触面处防水

实际上，预制管廊发生渗漏的部位往往是在箱涵底与垫层的接触面处。针对此问题，湘潭市新马路管廊工程采用了先铺设防裂混凝土垫层，随后铺设防水卷材，最后在卷材上铺设细砂混凝土的施工方法。

（3）管廊外层防水

湘潭市新马路综合管廊外部防水采用全外包先涂防水卷材后加油毡防水层的做法，而节段间外防水采用改性沥青加泡沫板加强层。

（4）轻型全预制管廊和现浇段连接处防水施工

在安装节段管廊的过程中，预制部分与现浇管廊的拼接部分难以避免。针对这两种不同的施工方法，预制拼装综合管廊A1或A2类型的构件需要在接口处按规定留出相应长度的搭接钢筋，同时预埋橡胶止水带。同时在施工缝处按照规范采取相应的防水增强措施。

4.2预应力张拉（见图7～8）

（1）张拉前检查所需张拉器材、密封胶条等准备工作是否完成。

（2）将精轧螺纹钢预应力两端塑料剥出合适的长度，穿入管廊四角的张拉孔，同时穿好8套锚具及垫片。