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装配式大截面节段综合管廊施工关键技术浅析

2021-03-31刘江伟邓明长邓江云唐少飞

四川建筑 2021年1期
关键词:胶圈管节管廊

刘江伟, 邓明长, 邓江云, 唐少飞, 宾 云

(成都建工集团有限公司, 四川成都 610031)

1 装配式综合管廊施工技术

综合管廊又称共同沟,是实施统一规划、设计、施工和维护,建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施,在城市化的快速进程中,由于经验的不足,市政建设出现了一系列问题,比如“城市内涝”、“环境污染”、“拉链式马路”。地下综合管廊的推广将极大缓解这些问题,方便了电力、通信、燃气、给排水等市政设施的维护和检修。装配式综合管廊施工技术相比现浇施工技术,具有绿色环保、节地节材、施工便捷的优势。但是,大截面综合管廊,由于自重和截面尺寸过大,难以运输、吊装、安装质量控制较难等特点,造成了施工控制的诸多难题。为确保工程施工安全、质量和进度要求,达到绿色、环保施工的目的,成都市综合管廊试点项目,日月大道预制综合管廊的施工采用了装配式施工技术,根据对该项目采用的大截面节段安装的技术经验总结,形成了该关键技术,对预制综合管廊的推广意义重大。

2 装配式综合管廊施工工艺

日月大道综合管廊采用装配式施工技术的段落,长1.29 km,包含综合仓、高压电力仓、输水仓、燃气仓、污水仓。预制管节分5个断面形式,包括双舱型和单舱型,最大管节为双舱A型管,重量达60 t,标准管节长度为2 m(图1)。

图1 双舱A型管节(单位:mm)

综合管廊装配式施工段,采用明挖支护基坑形式,通过验算选用200 t履带吊进行吊装。预制综合管廊装配的技术控制关键点包含:防水保护垫层施工、砂垫层的铺设、大截面综合管廊管节装配、接缝水压试验。详细的工艺流程见图2。

图2 预制综合管廊拼装流程

3 防水保护垫层施工

预制管廊装配前施做防水保护层混凝土垫层,防水混凝土保护垫层作为预制管节拼装的平台,因此,如何减小管节在垫层上就位滑动的摩擦力,降低管节就位张拉所产生的应力非常重要。

首先,保证垫层平整度。由于防水垫层采用整体浇筑,浇筑面较宽,采取传统的施工工艺很难保证混凝土浇筑面的平整度。该防水垫层厚度为200 mm,采取分层法施工,第一层每边比管节宽200 mm,第二层宽度和管节宽度相同。先浇筑第一层,厚100 mm,人工找平,在其上施做防水层。防水层施工完成后,再分幅浇筑第二层。二层浇筑根据管节宽度安装钢模板。钢模板安装精度要求为,高程偏差正负5 mm,相邻模板高差为2 mm,模板稳固,检验合格后浇筑混凝土。混凝土先采用振捣棒振捣,混凝土面略高于模板顶,再采用自动找平振捣梁振平,人工配合精平。防水垫层混凝土精平时,将直径为φ25 mm UPVC注浆管埋入垫层内,管壁略有外露,待混凝土强度大于4 MPa后,在φ25 mm UPVC注浆管上开设注浆孔,待管节安装完成后以备注浆。防水混凝土垫层达到设计强度80 %后方可进行管节拼装。

4 装配式综合管廊砂垫层的铺设

首先,设置好管廊拼装定位线、边线,铺设找平砂垫层。垫层铺设用砂采用标准砂或玻璃微珠。砂垫层铺设对管节就位拼装作用重大,由于管节重量大,与防水混凝土垫层产生较大的摩擦阻力,砂垫层有“润滑剂”的效果,减小了管节与垫层所产生的摩擦阻力,减少了推动构件就位的张拉力。应控制砂垫层厚度合理,当砂垫层厚度过大时,拼装就位时,张拉力控制不均衡,以及摩擦阻力的不均衡,导致张拉就位时产生的振动和晃动,使砂垫层平整度受到影响,导致接口不平,下一管节预应力筋无法准确穿筋安装,或者管节承插口接缝处积砂过多,无法就位等现象发生。因此,施工时,砂垫层铺设厚度宜为5~15 mm,且厚度尽量取小值。铺设用砂采用单一级配干细砂,可采用标准砂或玻璃微珠,管节承插口接缝处250 mm范围内的砂应清理干净。

5 装配式综合管廊节段拼装

设置好管廊拼装定位线、边线,将楔形胶圈和遇水膨胀弹性胶圈采用专用酚醛粘结剂分别粘接牢固(图3),管廊吊起离地50~100 mm,静停2 min,检查吊车的制动可靠性、构件的平衡性等,检查无误再进行起吊构件与待拼装构件的对位靠近工作,在靠近过程中,两侧的吊装工手持50 mm×100 mm方木在构件两侧垫在两构件间防止构件碰撞,两侧根据轴线及边线量测构件是否对齐,对齐后则落下构件,控制两构件的承、插口间距在180 mm内。检查管廊就位后轴线位置偏差小于10 mm后在管廊张拉孔内穿JL25精轧螺纹钢,安装锚垫板锁紧螺母等,在管廊连接箱(张拉盒)内用精轧螺纹钢连接件将两根螺纹钢连接起来。在预就位预制管廊后端面安装60 t穿心式千斤顶,单舱型安装4台、双舱型安装6台并安装锚垫板锁紧螺母(图4)。左右两侧千斤顶同时操作拉紧精轧螺纹钢,缓慢推动管廊前进,两侧每前进30 mm即暂停推进,量测预制件承、插口两侧的内侧间隙,保持间隙差距在0.5 mm内,保证张拉过程中不出现左右拉偏,管廊低头等情况,底侧张拉达到设计要求间隙后,再进行顶上的张拉,严格按设计要求控制两管廊承、插口缝口宽度在9~13 mm左右,完成管廊的拼装工作,锁紧两端的螺母,完成管廊拼装工作,然后进行接缝水压试验。

图3 管廊接缝构造

图4 管廊张拉示意

预制综合管廊拼装是预制综合管廊施工的核心工序,在该工序施工时候要特别注意张拉速度、张拉力、预制件接缝宽度的控制。

5.1 张拉速度控制

由于砂层和管廊摩擦力影响因素较多,比如保护层表面光滑度情况、砂层厚薄情况、砂层干湿情况、砂颗粒大小情况都影响摩擦力,导致张拉速度不能保持同步、左右侧张拉的力不能量化,即使采用分油阀也不能保持同步,因此根据经验数据统计结果,张拉速度一般控制在6~15 mm/min,左右侧间隙差值在0.5 mm内为宜。

5.2 张拉力控制

在管廊张拉过程中,遇水膨胀弹性胶圈和楔形胶圈还没被压缩时,张拉力可以近似认为是管廊与砂层的摩擦力,根据试验情况,下部左右两侧张拉压力在2~5 MPa;在遇水膨胀弹性胶圈和楔形胶圈较好压缩情况下,张拉力可以近似认为是管廊与砂层的摩擦力与密封橡胶弹力之和,根据试验情况,下部左右两侧张拉压力一般在25 MPa以下,上部左右两侧张拉压力一般在8~15 MPa以内(橡胶产品不一样,则橡胶弹力可能会有差异)。如果实际的张拉压力有较大出入,则停止张拉,分析原因后再拼装。

5.3 张拉间隙控制

在管廊张拉过程中,勤测量左右两侧管廊间隙,严格控制间隙差距在0.5 mm内,采用2台数显游标卡尺测量管廊内侧左右间隙。也可以采用在管廊承插口定点安装远传感应片,通过远传数据将两管廊间隙传至张拉操作人员前显示屏,精确控制间隙,提高工作效率,缩短张拉时间。

6 装配式综合管廊节段接缝水压试验

由于城市综合管廊多埋深较大,受地下水影响较大,因此防水要求也较高,而综合管廊的接缝是渗漏水的薄弱和关键环节,预制综合管廊的接缝多,接缝渗漏水危害期长,难以处理等特点因此接缝渗漏水的水压检测合格率应为100 %,接缝渗漏水检测应该在每节构件完成后进行下节安装前进行检测。

管廊侧墙上已经预埋的φ10 mm检测孔(管廊四边每边设有1个)安装闭水试验用的进水接管,除顶端检测孔外,其余采用螺栓封堵,打开进水阀门,向管廊承插口遇水膨胀弹性圈与楔形胶圈的空间注满洁净水,当管廊顶部检测孔排完空气后(出水量成直线时),封堵顶面检测孔,启动加压水泵,分级施加水压(图5)。

图5 闭水试验系统管道

当加压至0.05 MPa时,停止加压,等待5 min观察是否有渗漏,并作好记录。每级加压0.01 MPa,观察2 min记录数据,然后再缓慢加压至0.09 MPa,等待5分钟,观察压力表是否降压(5 min后降压0.01~0.02 MPa属于正常现象)。如无失压或失压在0.02 MPa范围内,接缝处没有渗漏现象即为密封良好,闭水试验合格。若出现失压严重或接缝处明显漏水现象,应退开管节,检查更换密封胶条进行再次拼装及闭水试验。

7 装配式综合管廊第一循环拼装完成

由于日月大道综合管廊预制拼装项目预制综合管廊管节长度为2 m,因此每按该工艺拼装2节即完成一个工艺循环,直至一个变形缝施工段落完成,并用垫层注浆管完成压浆,如此循环直到管廊施工完成(图6)。该技术除了首节预制管廊有单独施工工艺外,其余工序采用通用常规技术方法施工。

图6 管廊拼装完成

8 结束语

预制综合管廊拼装关键技术,是在日月大道综合管廊施工期间拼装、检测经验的创新和总结,该关键技术也是预制综合管廊拼装的核心技术,掌握了该关键技术就能在保证工程质量安全的前提下完成预制综合管廊的施工。在日月大道综合管廊的施工中,采用该施工技术既能保证项目的质量安全,又减少了管廊施工时影响工期的因素,同时与常规的现浇综合管廊施工相比,该工艺在市政工程施工中节约场地、人工、模板钢材;改善了工人施工的作业环境,提高了施工的机械化水平,加快了施工进度,同时减少了施工中的机械噪音,降低了扬尘,是一种绿色环保的施工技术,极具推广应用价值。

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