城市综合管廊预制拼装施工方法的研究

杨婉玲

（中交城乡建设规划设计研究院有限公司， 湖北 武汉 430056）

城市综合管廊预制拼装施工技术在我国起步时间较晚，同时在发展过程中受到各种因素的制约，导致城市综合管廊预制拼装施工技术未能得到全面的普及，只有少数城市合理利用了该技术。城市综合管廊的建设水平是检测现代化城市水平的唯一标准，更是城市化发展的主要趋势。我国绝大多数城市仍使用传统的埋地铺设管线，该方式具有维修成本高和维修工程大等缺点，而城市综合管理具有较强的改建操作性，方便日常维护，同时还不会影响到其他城市基础设施。虽然城市管廊的建设成本高，但是从城市长远发展来看，城市综合管廊的综合效益非常高。

1 城市综合管廊的概述

城市综合管廊是指城市在发展过程中，充分利用地下空间，建立一个隧道，然后把城市的各项功能的管线集中到一起，并设立对应的检修口和检测系统，对其进行统一的管理、建设、规划和设计等等，从而保障城市各项功能都能正常运行的重要基础设施[1]。

城市综合管廊的最大作用有五个方面：第一，可以有效避免道路的重复开挖施工；第二，能够彻底解决城市管线事故频发和架空线网密集等问题；第三，能够实现美化城市景观、完善城市工程和保障城市安全；第四，促进了城市的转型，向更集约、更高效的方向发展，不断提高城镇化发展质量和城市综合承载能力；第五，有利于增加经济发展新动力、拉动社会资本投入、增加公共产品的有效投资[3]。

城市综合管廊一般情况下是多领域封闭性和多舱室的系统工程，在城市综合管廊设计规划时一定要与城市的未来发展方向一致，实现统一维护、统一施工、统一设计、统一规划和综合协调。满足城市综合管廊使用和运营维护的需求，对城市化的发展具有非常重要的意义。

2 预制拼装施工流程

城市综合管廊预制拼装施工流程：节段预制、基坑及临时支撑施工；首节段固定；节段试拼；阶段胶接施工；临时预应力施工；永久预应力施工；间隙灌浆；现浇段施工；防水施工；覆土回填[3]。

2.1 节段预制

节段预制需要根据城市综合管廊的设计规划要求进行，一般情况下都是根据管线布设要求进行节段预制。其长度基本上都是2.5m，其中单节节段的重量可达到70吨。节段内的侧墙上部分别设置双侧牛腿和单侧牛腿，这个设计的目的是根据管廊在地下所处的位置进行设计的，同时在牛腿上的现浇搭板能够有效降低路基土和结构之间的不稳定沉降。节段预制并不是适用于任何环境，比较适用直线段，一般情况下每个孔跨都会分 5到 11个小节段，每个孔跨拼装后的总长度在10-30米之间，节段预制时需要留有对应的后浇带，如果是弯曲的线路就使用现浇法施工[4]。节段构造一般情况下有5种，基本上都是根据横穿管线的位置不同进行划分的，包括污水引入引出口节段、雨水引入引出口节段、燃气横穿管标准节段、中间标准节段和端节段。

2.2 基坑和临时支撑

基坑开挖基本上都是使用对应型号的挖掘机，然后把土运送到相应的位置，在开挖过程中需要注重基坑深度和基坑边坡，通常情况下基坑深度控制在2.5m，基坑边坡控制在 1：1.如果基坑的深度超过控制的深度，也就是大于 2.5m，这种情况下基本边坡就不能按照1：1的比例，同时还需要最好防护措施，使用挂网喷射混凝土。在开挖过程中的排水问题，基本上使用盲沟排水，在施工区域设长达20米长度的集水坑，然后集水坑中利用抽水机进行排除[5]。管沟底面要高基础垫层20mm，目的是确保管沟悬空拼装过程的顺利进行。

临时支撑可使用钢筋混凝土条形基础，条形基础主要设置在底板两侧，其截面尺寸为 300mm*75mm，同时要求条形基础混凝土强度达到要求，在满足设计强度的要求后，放置临时螺旋千斤顶，其目的是支撑管廊，千斤顶一般情况下都是在节段永久预应力张拉压浆后拆除，并使用混凝土进行间隙灌浆。

2.3 现场拼装施工工艺

现场拼装施工工艺基本上都是用悬拼施工和预制场预制，在拼接点使用现浇施工。

2.3.1 首节段固定

首节段主要作用就是参考节段，是整个管廊拼装的参考，在拼装过程中需要特别注意两个问题——高程和轴线，必须要合理控制，特别是管廊纵坡较大时，一定要按照从低到高的顺序进行拼装，如果在拼装过程中不能有效控制首节段的高程，就会导致后面的拼装工作困难，管廊底板距离垫层偏小或者是偏大，都会导致拼装无法进行[5]。节段在预制时通常情况下都会在顶板四个角埋设对应的高程控制点，中线设置两个轴线控制点，这样就可以通过六个控制点确保顶板的高程，如果在拼装过程中高程和轴线无法满足要求时，就可以直接利用千斤顶对其进行调整，从而满足设计定位要求，千斤顶选用螺旋机械式。四个千斤顶的位置分别按照纵向中到中的等距、居中布置，并控制千斤顶在横向到梁段的中心线的距离。

四个千斤顶准确定位后，需要确保首节段的稳定性，避免后面的拼装时出现碰撞导致首节段出现偏移，那么就必须要使用梁段固定首节段，将首节段和前一孔的末节段固定在一起，固定的方式是先将末节段的内外侧横向的钢筋上焊接 4根槽钢，并把槽钢分别支撑对应的节段，再把槽钢焊接到一起；如果不使用梁段固定，那么就需要一个临时的梁放在首节段的后面，然后再按照有梁段的方式固定首节段。

2.3.2 节段试拼

使用龙门吊机进行节段拼装，每节管廊顶板都设对应的吊孔，目的是为了方便起吊，起吊后龙门吊机从运输便道一侧移动到中间位置，当节段的高度到达相应的高度时，龙门吊机在慢慢移动，防止节段出现摆动导致碰撞损坏的危险，然后在对应的位置放置方木[6]。节段稳定后调整起吊节段，确保与已拼装段保持在同一个水准上。然后就可以进行节段试拼装，并启动驱动门机，把节段向已拼装节段靠拢，靠拢后并检查预制断面接口处是否满足要求，不满足要求需要对其进行调整，不可存在一点的偏差。

2.3.3 节段胶接施工

管廊节段拼装过程中最重要的工序就是涂胶，胶体的材料和涂刷等所有工作都会直接影响到整个工程的施工质量，拼接缝是最容易出现问题的地方，尤其是漏水问题，在后期使用过程中会严重影响到整个管廊内部的使用。涂胶的胶体必须要使用双组分环氧树脂，这种树脂没有任何的腐蚀性，不会损害到混凝土和钢筋。

在涂胶前需要充分做好准备工作，确保粘结的质量，第一步就是做好清理工作，把预制管廊断面的杂物清理干净。另外还需要根据季节因素做好防护措施，防晒和防雨措施，另外在冬季还需要做好防冻措施。第二步在预应力孔道周围黏贴单面胶，其他位置不需要涂胶，避免在拉张时出现胶体被挤进孔道内影响到其他工作进行。

第三步，胶体搅拌尽量根据就近原则，避免在运输过程中导致胶体质量发生变化，胶体使用固化剂和环氧树脂，先在各自的容器内搅拌，然后把环氧树脂倒入到固化剂容器内在进行搅拌，并确认是否均匀，不均匀还需要继续搅拌[7]。在搅拌过程中为了防止摩擦热而影响到胶体质量，一定要控制搅拌速度，并保证底部和周围的胶体都能搅拌均匀。

第四步涂胶，涂胶前先做好检查工作，涂胶时必须要控制时间和温度，避免外界因素影响到胶体的质量。先进行试验，确认胶体质量和涂胶后的效果满足设计要求，再进行涂胶作业，涂胶时一定要均匀，并双面涂胶，胶体厚度控制在1.6mm，截面边缘和预应力孔道边缘不可涂胶，以免影响到整个节段的性能。在涂胶过程中涂胶人员使用的工具、方法等一定要满足要求进行，一边涂胶一边检查，确保涂胶厚度均匀并满足要求。

最后一步就是临时预应力施工，根据计算结果设计出，包括顶板顶面、中隔墙侧壁和边墙在内的，各截面所需要的具体钢筋数量和规格。每拼完一段需要施加对应的预应力，确认节段之间是否存在完全固定，并确认胶体的挤出效应是否达到最佳状态，并同时进行预应力张拉工作[8]。预应力筋张拉结束后，及时清理多余的环氧胶，避免污染到建筑材料，还需要清理预应力管道，避免管道出现堵塞情况。

2.3.4 永久预应力施工

每一段管廊拼装工作完成后，并确认涂胶工作完成，临时预应力张拉结束后，开始预应力张拉钢绞线和管道穿束。张拉结束后，对其进行孔道压浆，先用水对其进行湿润，然后按照一定的顺序进行压浆，直到冒出浓浆即可。永久预应力施工结束后，就可以去除节段底部的千斤顶和临时预应力张拉设备。

2.3.5 间隙灌浆

由于施工工艺是拼装，所以垫层和管廊之间必有缝隙，为了加强底板防水，确保综合管廊整体能够均匀沉降，就需要对其进行灌浆，在永久预应力施工完成后，在综合管廊的边缘用速凝水泥砂浆封堵，并确认间隙的封堵是否满足设计要求。最后把水泥浆安装一定的顺序进行注入，并控制好注浆的压力，注浆需要分两次进行，第一完全凝固后再二次注浆[9]。

2.4 现浇段施工

现浇工序为钢筋绑扎，安装侧壁侧模、安装顶板模板、安装橡胶止水带、混凝土浇筑。现浇直接利用泵车泵送入模板内，需要控制泵送高度，现浇结束后拆模，做好养护工作。

2.5 防水施工

防水施工一定要遵守相应的原则，防排、截堵全面有效相结合，并以预防为主，还要实现因地制宜和综合治理，既然是防水，那么所使用到的材料一定要满足防水功能，混凝土的规格和功能都需要满足防水的要求，包括外加剂、结构受力和细部设计等等，从而实现全面防水防渗的目的。最后，在主体结构内外根据需要涂防水涂料和隔离层，并在隔离层上粘贴防水卷材，最后再涂抹水泥砂浆保护层。防水材料使用前要做好清理工作，同时还需要考虑风、雨和温度等外界环境因素对防水材料功效的影响。

3 结语

城市综合管廊是城市化发展的主要方向，具有便于维护、环保降噪和避免交通堵塞等优势，对城市经济的发展更具有一定的促进作用。预制拼装施工前，需要做好充分的准备工作，结合设计细化施工步骤和工艺流程，这样才能全面保证拼装的质量，另外在施工方法上也可以根据目前最先进的技术，不断优化和完善。同时，对施工方法的深入研究也可以进一步指导预制管廊的设计，促进综合管廊更好的发展。