城市地下综合管廊施工技术研究与应用

2020-03-05李河江樊行鑫国计鑫

工程建设与设计 2020年19期

李河江，樊行鑫，国计鑫

(1.乌鲁木齐市政府投资城市基础设施建设中心，乌鲁木齐 830000；2.河北建设勘察研究院有限公司，石家庄 050200）

1 引言

随着城市化建设步伐的不断加快，城市地下空间的利用和挤占愈发频繁，导致可利用的城市地下空间变得极其有限，对城市地下综合管廊结构设计和施工技术、方法提出了新要求和挑战。为避免各类地下管线占用过多地下空间和相互间的铺设冲突，城市地下综合管廊的应用更加具有适用性和现实性。本文将基于此展开对城市地下综合管廊施工技术、方法及应用的探讨分析。

2 城市地下综合管廊工程情况概述

综合管廊又叫共同管道，是城市地下管道综合走廊。即在城市地下建造一个综合性管道空间，将电力、通信、供热、给排水和燃气等各类管道集中起来，进行统一设计、统一规划、统一建设、统一管理，并设有专门的安装、维修口和监测系统，是城市基础设施建设的基础核心。

2.1 城市地下综合管廊工程建设价值与要求

从北京第一条城市地下综合管廊施工到现在，我国城市地下综合管廊系统已趋于完善。从定义分析，城市地下综合管廊是一种综合性的管道系统，把各类管线集约、统一到一起，这大大减少了城市地下空间的管线铺设，促进了城市的结构化建设，美化了城市环境。另一方面，综合化、统一性的城市管廊系统，有效避免了因单个管线系统反复开挖问题，减少了因管线开挖而造成的安全隐患。城市地下综合管廊为城市的各类管道系统提供了安全防护，避免了各类灾害事故的发生。但城市地下综合管廊的建设具有严格要求，如设计合理性、施工安全性、施工工艺、施工方法选择等，同时，地下综合管廊多采取混凝土的形式，建设资金投入较大。另外，因地下综合管廊具有自身的特性，对防潮、防水方面的要求较高，这都是施工时应需格外注意的问题。

2.2 城市地下综合管廊的分类

城市地下综合管廊按使用功能可划分为干线综合管廊、支线综合管廊和缆线管廊3 种。干线综合管廊是用于容纳城市主干工程管线且采取独立分舱方式建设的综合管廊，一般设置在机动车道和道路绿化带地下。支线综合管廊是用于容纳城市配给工程管线采用单舱或双舱方式建设的综合管线，设置在道路绿化带、人行道和非机动车道下。缆线管廊是采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信电缆的管廊，设置在人行道下。按施工方法可划分为明挖式综合管廊和暗挖式综合管廊，但因施工方法不同，施工中需要注意的问题也有所不同【1】。

2.3 城市地下综合管廊的施工流程

城市地下综合管廊施工应严格按照施工的规范性要求进行，确保每个工序的规范性建设，促进城市地下综合管廊系统的安全高效建设。城市地下综合管廊的施工流程具体可分为9个步骤：（1）定位测量，基于相关工程测量单位提供的精确化数据，对地下综合管廊的位置坐标进行定位和对高程进行控制；（2）方案制定，根据测量的结果和设计要求对施工组织和施工方案进行制定；（3）土方开挖，基于测量数据，确定土方工程的放坡尺寸，随即进行土方开挖；（4）验槽，待基坑开挖到指定标高后，由勘测、设计、规划、施工、监理等部门统一对基坑的阶段性工程进行验收；（5）地下综合管廊的主体结构施工，待验收合格后，基于图纸，展开对管廊垫层和主体结构的施工；（6）管廊顶板防水工程和支架安装，对管廊的防水系统进行施工，实现与管廊主体结构的衔接；（7）基坑回填，基于施工规划和施工基本现状，选择合适的机械工具进行基坑回填；（8）管廊覆土；（9）全部验收，基于工程各环节的建设标准，对工程进行整体的验收，确保管廊工程能够有效运行。

3 城市地下综合管廊建设施工方法及其应用

3.1 明挖现浇法

利用支护结构支挡条件下，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。具有简单、施工方便、工程造价低等特点，适用于新建城市的管网建设。明挖现浇法是一种使用最为普遍的施工方法，能够在大面积范围内进行施工，且能对工程进行多标段划分同时进行施工，从而提高整体的施工效率。但也存在严重的不足，由于明挖基坑会形成大面积的工区，中断城市交通线路，影响居民出行。基本施工步骤：PET 防水卷材铺设→底板钢筋绑扎→底板浇筑→浇筑混凝土。

3.2 明挖预制拼装法

明挖预制拼装法是一种当前较为先进的方法，施工的要求比较高，必须具备较大规模的预制场和大吨位的运输和起吊装置。此种施工方法有显著的特点，如施工速度快，能够缩短工期、施工质量易于把控、模具重复利用率高，对于管廊工程施工量大的情况下总工程造价低，且有助于环境保护。预制拼装的基本施工步骤：节段预制和基坑及临时支撑施工→首节段固定→节段试拼→节段胶结施工→临时预应力施工→永久预应力施工→间隙浇灌→现浇段施工→防水施工→覆土回填。

3.3 盾构法

盾构法是使用盾构机在地中推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩，防止发生隧道内的坍塌，同时，在开挖面前方用刀盘进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠推进油缸在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法【2】。盾构法在城市地下综合管廊施工中具有广泛的应用，较适用于软土地段，并能够提供良好的防护。整个施工过程完全依靠自动化机械，机械化程度高，涉及的人力资源少，利于组织管理和提升工程进度，降低了施工难度，借助盾构外壳和管片的支撑作用，提高了施工安全系数。但机械化操作对施工工艺的要求较高，需要综合能力强的施工单位来进行施工。但灵活应对工程变化的能力较弱，在一些特殊环境下施工时的难度大。

3.4 顶管法

顶管法是一种暗挖式施工方法，在管廊穿越铁路、道路、河流和建筑物等障碍物时，常采用此种方法。施工原理是通过传力顶铁和导向轨道，用支撑与基坑后座上的液压千斤顶将管线压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。此种方法适用于软土地段和富水软土地段。不需要明挖土方，对地面造成的影响较小。只需一套简单的工艺设备，过程简单、操作难度低，能够有效缩短工期和降低工程造价，提高工作效率。但也具有缺陷，只适应于中型管道施工，管线变向能力差，纠偏难度大。

3.5 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法较之于明挖法和盾构法，在一些特定的环境下具有巨大的使用优势，是一种应用于离地表较近的地下进行各类地下洞室暗挖的一种技术。此种方法适用于底层岩性较差、地形环境差以及存在地下水的地段。浅埋暗挖法相对于其他几种施工方法，具有显著的特点，使用灵活多变，能够适用于多样的地形，且对周围事物的影响较小。