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地下综合管廊绿色施工技术探讨

2023-09-23赵永立姜新新吴棕鹏

中国建筑装饰装修 2023年17期
关键词:侧墙立杆管廊

赵永立 姜新新 吴棕鹏

地下综合管廊是城市基础设施建设的一个重要发展方向,它是在地下建设一个隧道空间,将电力、通信、供热、燃气、给排水等工程管线集于一体,实现统一规划、建设与管理[1]。随着我国城市化进程不断加快,土地资源的开发利用成本增高,建设地下综合管廊成为缓解资源与人口矛盾的有效对策。虽然地下综合管廊的一次性投资较大,但是减少了重复性投资建设,能够避免“马路拉链”现象发生,有利于改善城市环境。而且,在管廊内安装监控报警系统,能对管廊内部进行实时监控,方便开展维护工作。以下结合工程案例及实践,探讨了绿色施工技术在地下综合管廊中的应用,希望能为相关人员提供借鉴。

1 工程概况

1.1 综合管廊基本情况

某地下综合管廊项目位于山东省烟台市芝罘区,南起环海路与海港工人大道交叉口,北至海港工人大道与横一路路口,设置在道路西侧绿化带下方,平行于道路中心敷设。该综合管廊采用矩形断面,建设总长度为1.35 km,总投资2.57 亿元。其中,一期建设段长度约663 m,起止桩号为K0+088.770 ~K0+751.903,断面设计为三舱,标准横断面如图1 所示,设计工作年限100 年,安全等级为一级。管廊建成后,将纳入5 大类地下管线,包括给排水、燃气、热力、电力及通信管线等,被称为地下管线的“集体宿舍”。

图1 综合管廊标准横断面图(来源:网络)

1.2 地质条件

该施工场地属于海陆交互相沉积地貌,地面标高最大为3.5 m,最小为2.6 m。勘察显示,该施工区域无发震地质构造条件,场地稳定性相对良好,抗震设防烈度为7 度。勘测深度范围内,地下水类型为第四系孔隙潜水,地下水位日变化幅度小于10 cm;地基土自上而下分别是素填土、粉土、粉质黏土、中细砂及粉质黏土。

2 地下综合管廊绿色施工的必要性及目标

2.1 绿色施工的必要性

城市建设发展中,地下空间的开发利用更加频繁。尤其是基础设施项目建设,会对周边环境带来一定破坏,甚至造成空气污染、土壤污染等问题。

另外,城市人口数量和密度增加,会干扰正常的人流、物流和交通流[2]。要想减小施工影响,必须采用绿色施工技术,在保证质量、安全、进度等目标的前提下,将施工对环境的影响降至最低,提高社会效益和生态效益。

2.2 绿色施工目标

结合本工程实际情况,提出以下绿色施工目标:

1)在建筑垃圾的处理上,对固体废物进行减量化、无害化处理,对有毒有害废物进行分类管理。具体指标:建筑垃圾的产生量<500 t/万m2,有毒有害废物的分类率达到100%,固体废物的回收利用率≥80%。

2)在施工噪声的控制上,满足《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB 12523—2011)的要求。具体指标:土方施工阶段,日间和夜间噪声分别低于75 dB、55 dB;结构施工阶段,日间和夜间噪声分别低于70 dB、

55 dB。

3)在扬尘控制上,土方施工阶段的扬尘高度≤1.5 m,结构施工阶段的扬尘高度≤0.5 m。

4)在水污染控制上,施工作业产生的污水要满足《污水综合排放标准》(GB 8978—2002)的要求,污水的pH 值控制在6 ~9。

5)在能源节约上,节水设备设施的配置率达到80%,非市政用水占总用水量的30%以上,节电设备设施的配置率达到90%。

3 地下综合管廊绿色施工技术

3.1 盘扣式脚手架

盘扣式脚手架已广泛应用于土建施工领域。地下综合管廊施工过程中,应用盘扣式脚手架的优点如下:第1,组成构件少,配件不易丢失;立杆可进行接高,满足不同施工环境的要求;第2,脚手架搭设速度快,操作简单,省时省力;第3,结构强度高,稳定性好,整体承载力大,受到水平、垂直力作用后不易变形[3]。与传统脚手架相比,现场施工应用盘扣式脚手架,因钢材用量少、材料损耗比低,方便清点和运输,可提高施工效率、节约施工成本,满足绿色施工技术的要求。

3.2 组合支护技术

因综合管廊的施工长度大,可能与既有道路产生交叉,此时施工场地受限,需要开挖深基坑提供作业空间,为保证基坑及施工人员的安全,可采用组合支护技术。具体来说,就是将放坡开挖与钻孔灌注桩相结合,前者开挖作业成本低,后者占地面积小,两者结合发挥各自的优势,实现降本增效的目标。另外,组合支护技术的应用,可减少土方开挖和回填的工程量,减小土层扰动,有效保护土地资源,满足绿色施工技术的要求。

3.3 橡皮塞封堵技术

综合管廊内墙施工中,对拉螺杆、螺栓等埋件会留下很多孔洞,采用传统注浆法进行封堵,对注浆材料提出较高的要求,而且施工成本较高。应用橡皮塞封堵技术,需根据内墙上孔洞的大小,选择适宜尺寸的橡皮塞,经橡胶锤击打使其嵌入孔洞内,即可实现封堵目标。实践表明,橡皮塞本身无毒无害,可防水、防变形、防开裂,具有较强的耐腐蚀性,满足绿色环保的施工技术要求[4]。

3.4 循环水喷淋养护系统

该系统由加压泵、沉淀池、扬尘主管、喷淋管及集水井水泵等组成。现场施工中,将沉淀池布置在洗车台一侧,利用加压泵将清水泵入出水管,经喷淋管对管廊结构进行喷水养护。养护水汇流至集水井内,利用水泵经扬尘主管回到沉淀池,达到水资源的循环利用。运用该系统不仅能够满足管廊混凝土结构的洒水养护要求,还能有效抑制扬尘。

3.5 BIM协同施工技术

在地下综合管廊施工中,建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)协同施工主要体现在2 个方面:第1,深化设计和出图,通过构建管廊的三维立体模型,实现各项信息数据的共享,有助于各专业人员交流沟通,合理配置人、机、料等资源,避免资源浪费、盲目采购等问题发生。第2,开展专业碰撞检查,管廊内的管线种类多、数量大,很容易出现专业碰撞和冲突问题[5]。利用BIM 技术进行碰撞检查,能及时发现存在问题的部位,在三维模型中做出标记,方便设计人员及时修改,从而实现各专业协同作业,降低现场施工难度,提高施工效率。

4 快拆模板体系在地下综合管廊施工中的应用

除以上绿色施工技术,为提高模板的周转效率,降低施工成本,达到绿色施工的要求,本工程还运用无螺杆的快拆模板体系。

4.1 工艺原理

该工程中,管廊墙体模板采用钢框木模板,其标准的尺寸为400 mm×2000 mm;主背楞采用80 mm×40 mm的双方管。墙体两侧模板为单边支模,其中外侧模板使用钢管在基坑边坡支撑,内部模板在管廊内仓墙模背楞处支撑,并用钢丝绳和螺栓进行斜拉,以提高混凝土浇筑时的抗侧压力[6]。在顶板部位,使用U 型卡与侧墙模板连接固定,提高模板体系的刚度和稳定性。在立杆的顶部安装早拆构件,接触顶板混凝土面,当混凝土强度达到设计值的75%,卸下支撑头即可拆除模板,拆除作业简单、快捷。

4.2 施工流程

底板垫层施工—防水层及保护层施工—底板钢筋绑扎—侧墙导墙模板安装—底板混凝土浇筑—墙体钢筋绑扎—墙体模板安装—顶板模板安装—墙体模板加固—顶板加腋模板安装—顶板钢筋绑扎—墙体及顶板混凝土浇筑—混凝土养护—拆模转至下一周期。

4.3 施工方法

4.3.1 底模安装

底板施工至导墙处留施工缝,需要先拼装外侧模板,其尺寸为400 mm×2000 mm,使用U 型卡进行连接固定。腋角模板的材质是钢框模板,位于底部的钢模延伸150 mm,方便后续施工作业,以保证腋角部位的质量。在腋角处设置钩栓加固,腋角底部使用螺栓加固,最后进行验收。

4.3.2 墙模安装

墙体钢筋绑扎完成,用“止水螺栓+木枋”在墙模底部进行支撑,然后安装底部的横向模板,用U 型卡连接固定。侧墙底部模板安装后,对侧墙模板进行支设,其尺寸为400 mm×2000 mm,用U 型卡进行连接固定。侧墙模板安装完成,安装模板的次背楞,使用长度3000 mm 的方管,用拉杆连接墙模板上的加固孔进行固定。

4.3.3 顶板台模安装

侧墙次背楞安装后,对立杆、顶板台模进行安装。其中,立杆材质是Q345B 钢,外管直径是60 mm、壁厚为3.2 mm,内管直径是48 mm、壁厚为3.6 mm,使用承载销连接,根据施工要求可调节高度。在立杆顶部设置快拆头,与顶板面板保持平齐。顶板模板安装前,先支设第1 立杆、第2立杆,门架辅助固定。在第2 立杆上安装顶板台模,钢撑固定后安装第3立杆、第4 立杆。第1 块模板安装完成,检查立柱的垂直度,看顶板是否调平,调整后继续安装第2 块模板。

4.3.4 腋角模板安装

腋角模板安装时,需使用与顶板、侧墙匹配的定型钢模板,下部使用U型卡与墙体连接固定。在顶部设置辅助梁,梁体由定型构件拼装而成。辅助梁的两端,卡在立杆顶部的快拆头上并固定。在腋角侧设置卡条,上部钢框卡在辅助梁的卡条上固定。

4.3.5 模板体系加固

首先,整个墙体模板使用对撑加固,对撑的材质是镀锌钢管,该对撑直径为60 mm,壁厚为3 mm,用螺栓与主背楞连接。在对撑的一侧设置丝杠,用于调节对撑的长度,以满足现场加固要求。

其次,横撑的间距设置上,纵向为950 mm,水平向为900 mm。横撑施工完成验算其稳定性,要满足《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)的要求[7]。

最后,对撑施工完成,安装直径为14 mm 的钢丝绳及M16 花篮螺栓,分别在外墙内侧、中隔墙两侧设置,相邻对撑的间距为900 mm。

4.3.6 模板拆除

首先,混凝土浇筑完成后,顶板模板的拆除要求:混凝土试块的试压强度≥强度设计值的75%。侧墙模板的拆除要求:混凝土试块的强度值≥1.2 MPa,且结构表面、棱角处不会因拆模而受损[8]。

其次,拆模时,作业顺序整体与模板安装顺序相反。在顶板模板拆除时,注意不要扰动立柱,轻轻敲击卸载滑块,模板一侧脱离即可取下。

最后,拆除的模板分类堆放,检查模板表面有无变形、破损,清理残留的混凝土、灰浆,确认质量性能后及时转入下一个循环使用。

5 结语

地下综合管廊的施工环境复杂,对工艺质量提出更高的要求。本文结合工程案例,重点介绍了快拆模板体系在管廊施工中的应用,不仅能提高混凝土的成型质量,而且能降低模板成本。未来,将更多绿色施工技术引入其中,能进一步提升综合效益,促进建筑行业可持续发展。

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