地下综合管廊绿色施工技术

董 杰 泾川县住房和城乡建设局工程师

综合管廊是城市现代化发展的成果，是具有集约化特性的基础设施，自2015 年快速兴起并发展。在实际建设期间，部分城市对于地下综合管廊的规划设计缺乏合理性，未能将绿色施工理念融入到管廊建设工作中，应用的现浇筑、大开挖等施工技术虽然在结构稳固性、防水性能等方面符合运行需求，但施工期间产生的噪声、粉尘等污染对环境造成了严重影响。为此，相关建设单位需要积极转变施工理念，将绿色建造理念融入到综合管廊的规划设计与施工过程中，建设资源消耗少、建造成本低、施工效率高、环境污染少的绿色综合管廊。

1 地下综合管廊绿色施工概述

1.1 地下综合管廊概述

地下综合管廊主要修建于城市地下空间，用于满足供水、供电、天然气、供暖、通信、再生水、污水中不低于两种的管线管网及其相关附属设备的运行需求。按照综合管廊的功能应用情况，可将其划分为干线综合管廊、支线综合管廊以及缆线综合管廊3 种类型。其中，干线综合管廊的功能是为市政主干管线提供运行空间，由于占用空间较大且较为重要，因此多以独立分舱模式进行修建，内部开设工作通道，需要加装相应的照明、消防以及通风等附属设施，多处于绿化带或机动车道区域的地下空间。支线综合管廊的功能是为市政支路管线提供运行空间，其占用空间较大，多以单舱或双舱模式进行修建，内部开设工作通道，也需要加装相应的照明、消防以及通风等附属设施，多处于人行道、绿化带或非机动车道区域的地下空间[1]。缆线综合管廊的功能是为电力电缆与通信电缆提供走线空间，在建设时通常选择浅沟道的形式，虽然其上方设有能够开启的盖板，但是内部并未预留工作通道，因此未能加装照明、通风以及消防等附属设施，多处于人行道区域的地下空间。

1.2 综合管廊绿色施工建造理念

绿色建造理念体现在规划设计和施工的综合管廊建造全过程。在工程质量和可靠性符合运行需求的基础上，通过技术管理减少对能源等各类资源的消耗和周边环境的影响，可持续发展地开展管廊建设工作。因此建设单位需在施工、设计及规划3 个阶段合理应用绿化理念，基于线路及断面最优、环境污染最低、垃圾排放量最低以及应用资源最少的原则，实现施工建筑过程的高效、低成本和“四节一环保”。

规划是绿色综合管廊的建造前提，规划单位需要在充分考虑成本、环境以及功能等多方面内容的基础上，做好管廊的规划工作，实现对地下空间的合理预留和集约规划。设计是绿色综合管廊的关键，管廊的施工建造成本受设计结果影响较大，设计人员需要总结考虑断面布局、防水、预制装配以及预留预埋等多方面的内容。施工是绿色综合管廊的建造保障，需要施工单位合理应用预制装配、基坑支护、防水等各类施工技术。

2 综合管廊绿色施工技术

2.1 预制装配施工技术

综合管廊与地铁等地下工程在施工难度方面相差较大，其埋深相对较浅且断面较小，但整体施工长度却相对较长，多数可达几十千米，因此绿色施工需要尽可能选择低成本、高效率的施工技术，避免造成长久的噪声、粉尘等污染。相对而言，传统的现浇技术需要应用大量的模板脚手架，无论是外观质量还是现场管理方面都存在较多不足，之后出现了预制拼装施工技术，综合管廊的预制装配技术演变情况如图1 所示。

图1 综合管廊预制装配技术演变

2.1.1 预制节段拼装

节段拼装施工技术应用期间，施工单位需要按照综合管廊的纵向走向将管廊分成多个小块，提前在工厂内预制成一个个全断面的节段管廊，通过车辆运输至挖好的地下空间处完成拼装工作。为了实现预制管廊的有效连接，施工单位通常可以应用无锁紧和有锁紧两种模式。其中，无锁紧模式应用的接头类型有螺栓或搭板连接的刚性接口以及钢承口或企口的柔性接口。为了满足接口部位的防水需求，通常应用膨胀橡胶圈进行密封处理，在接头或整体管节外侧加装防水材料。

2.1.2 预制分块拼装

分块拼装是在分段拼装的基础上改进而来，在大断面区域的综合管廊施工中，分段拼装涉及的管节尺寸和质量要求相对较高，无论是运输、吊装还是现场拼装都面临较多难题。为此，施工单位可以将管廊的顶板、中板、侧壁以及底板等各部位分块预制，在现场拼装时将更加简单高效，分块拼装结构如图2 所示。霞光东路（湖南省湘潭市）管廊工程、广州天河智慧城、绵阳管廊等项目就采用了分块拼装的施工技术，在实际应用时虽然提高了施工效率，但在防水方面要求相对较高，需要针对分块拼装缝隙做好防水处理工作。

图2 分块拼装结构示意

2.1.3 管廊结构半预制施工技术

半预制施工技术是对现浇以及预制两种技术的融合应用，该技术兼具两种技术的优势，具体结构形式为盖板＋倒U 形槽、盖板＋U形槽以及双层叠合墙体3 种类型，下面对结构形式的施工技术进行详细论述。

盖板＋倒U 形槽结构施工期间，施工单位需要通过现浇的方式将管廊底板建造出来，在工厂内完成匹配现浇底板的倒U形槽结构，通过吊装将运输至现场的预制结构与底板连接，再经过浇筑构建综合管廊的整体结构。这种方式不再将支架模板用于丁页板与侧墙的浇筑环节，能够有效加快工程进度，建设成本支出和施工产生的垃圾污染物也相对较少，但是在结构防水方面因为预制结构与底板连接部位的纵向缝隙增加了施工难度。

盖板＋U 形槽结构施工期间，施工单位需要通过现浇的方式将管廊底板以及侧墙建造出来，在工厂内完成匹配现浇结构的顶板，通过吊装将运输至现场的预制结构与U 形现浇结构连接，通过浇筑的方式构建综合管廊的整体结构。这种方式只需再针对顶板进行浇筑后浇带工作，无需应用较多支架模板，施工效率高且成本低，施工产生的垃圾污染物也相对较少，但是在结构防水方面因为预制顶板与现浇结构连接部位的缝隙增加了施工难度[2]。

双层叠合墙体结构施工期间，施工单位需要在完成叠合底板以及双层叠合墙体的安置工作后，开展底板浇筑施工，然后进行叠合顶板安装以及相关部位的浇筑施工。相对而言，这种管廊结构相对封闭，在顶板、底板、侧墙施工过程中无需使用较多的模板，避免了大量的钢筋绑扎工作，无论是在防水、成本方面，还是在施工效率方面都更具优势。

2.2 防水施工技术

在防水等级方面，综合管廊虽然仅要求为两级，但施工单位需要充分考虑100 年运行年限中的防水施工可靠性。在施工过程中，建设单位需要充分考虑水文地质、气候条件、施工方法、结构特点以及应用条件等多方面的因素，基于综合治理、因地制宜、防排截堵结合的原则，开展防水施工工作。在现场施工区间，施工人员需重点关注变形缝、施工缝、结构自防水等方面的内容，严格控制所用原材料的质量，在满足防水质量性能要求的情况下，充分考虑施工成本，并基于标准化的施工原则确保防水体系的统一[3]。

2.3 基坑支护技术

现阶段的地下综合管廊主要通过明挖法开展施工建设工作。常用的基坑支护技术类型包括钢板桩、土钉墙支护以及无支护放坡开挖技术，在特殊情况下可能应用微型钢管桩、SMW 工法桩、桩撑支护、双排桩等多种技术类型。

无支护放坡开挖技术适合在地下水位不浅、周边环境风险低以及施工场地较大的情况下应用，适用底层为地下水上方的砂土、粘性土、碎石土，人工填土若回填质量较高也可以应用。

土钉墙技术需要通过钻孔、插管、注浆以及混凝土面板喷射等各项工作，构建混凝土面板与土地两者混合的复合挡土结构，以满足基坑加固需求。该技术适合在降水处理后或地下水上方的粘土、杂填土、砂土（非松散）等土质高的区域应用。

内撑＋排桩支护技术应用时，施工人员需要将钢板桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩等各类排桩设置在沟槽或基坑周边，其结构包括内撑、拉锚、锚杆以及悬臂等多种类型，需要结合实际需求进行选用[4]。

桩锚支护技术需要将受拉杆件的两端分别固定在围护桩和基坑区域的稳定地层，具有经济、安全等优势。在施工期间，这类支护技术不会与土方开挖施工产生冲突，在复杂施工区域更加适用，能够有效提升施工效率。

SMW 支护技术需要将钢管、H 型钢等插入到水泥土桩中，实现防渗挡水与荷载承受的融合。这种支护技术使得围护墙同时具备抗渗和受力功能，适用于松软的粉细砂和粘土地层。

双排桩支护技术包括平行的两排钢筋混凝土桩以及两侧的压顶梁和连系梁。该技术应用时可以对双排桩的排列方式和间距等进行自由调整，以此来实现对刚度的调整，具有一定挡水能力，但是无法满足基坑变形控制需求，无法配合支撑体系的架设工作。

微型钢管桩支护是钢管桩与微型桩的融合，在特殊地质地形条件下具有较强的应用效果，具有基坑加固及支护等功能[5]。在基坑支护现场施工环节时，施工单位需要结合周边环境、地层状况以及设计要求等多方面的情况合理应用支护技术。

3 地下综合管廊绿色建造的未来发展趋势

在城市地下空间不断开发建设的过程中，综合管廊的施工环境将趋于复杂化、恶劣化，建设单位需要积极推行施工、设计与规划一体化的建筑模式，实现管廊、地铁以及商城等多业态的集约化规划。各建设单位在绿色施工技术方面的研究成果将不断涌现，叠合拼装、多舱组合拼装等多种技术将不断发展，绿色综合管廊的施工道路也将不断增加。随着拼装技术与多舱技术的发展，综合管廊标准化施工将会出现，实现从断面设计到预制各环节的标准施工建造。此外，BIM 技术以及自动化、智能化机械设备也将为绿色综合管廊的施工提供更多助力。

4 结语

地下综合管廊施工建设单位需要在充分考虑成本、环境以及功能等多方面内容的基础上，做好综合管廊的规划设计工作。在现场施工环节需要合理应用预制装配、基坑支护以及防水施工技术，确保所建设综合管廊的性能质量符合设计要求，在成本、效率以及环境污染方面都符合可持续发展的建设目标要求。在施工技术应用过程中，建筑单位需要在环保、质量、成本、进度等众多前提下，结合现场施工环境做好技术选择工作，严格把控施工质量，实现绿色综合管廊的建设目标。