鄧建軍，梁智岳，張友林

（廣東建遠(yuǎn)建筑裝配工業(yè)有限公司 廣州511400）

0 概述

目前地下綜合管廊常用的有現(xiàn)澆及預(yù)制整體裝配式等施工技術(shù)，現(xiàn)澆施工技術(shù)主要存在施工難度大，施工工序繁多、工作量大、效率低、施工周期長、濕作業(yè)多等特征，不適合在場地狹小、工期緊張等項(xiàng)目中使用；預(yù)制整體式裝配式施工技術(shù)主要存在生產(chǎn)模具用量大、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高、構(gòu)件體積大、運(yùn)輸效率低、運(yùn)輸限制條件多、現(xiàn)場拼裝節(jié)點(diǎn)多、防水性差、施工機(jī)械笨重、吊裝效率低、施工難度大等缺點(diǎn)。

某新建電力管廊，位于工廠內(nèi)，計(jì)劃埋設(shè)于廠內(nèi)道路下，長度為470 m，管廊內(nèi)徑高度為3.55 m，寬度為4.2 m，管廊外徑高4.35 m，寬度為5 m，由于項(xiàng)目自身工作面狹小，且施工工期緊。本項(xiàng)目原設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，考慮到現(xiàn)澆施工的各種不利影響，必須變更施工方法。綜合各方因素，將原設(shè)計(jì)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)改為預(yù)制疊合（裝配）式結(jié)構(gòu)，且對(duì)支撐體系進(jìn)行優(yōu)化，形成了免頂撐的預(yù)制疊合（裝配）式地下綜合管廊施工技術(shù)，該技術(shù)能滿足各種地下單倉、多倉綜合管廊結(jié)構(gòu)施工的要求，且現(xiàn)場開挖工作量小、工序簡單、施工便捷、效率高、進(jìn)度快，完工后結(jié)構(gòu)防水性能好，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 技術(shù)原理

本施工技術(shù)主要是在設(shè)計(jì)階段將管廊底板、側(cè)板及頂板拆分成標(biāo)準(zhǔn)疊合板件，通過在工廠對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行加工制作，運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行吊裝，完成后澆筑疊合層混凝土，結(jié)構(gòu)完工后管廊四周粘貼防水卷材，以此進(jìn)行綜合管廊施工的技術(shù)。施工前對(duì)頂板支撐體系進(jìn)行了優(yōu)化，取消了頂板滿堂支撐體系，改為夾心墻板預(yù)埋牛腿支撐頂板的方式，極大地減少了支撐搭設(shè)的工作量。［1，2］

預(yù)制管廊25 m 作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)施工段，每標(biāo)準(zhǔn)段共10 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，每標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度為2.49 m，每標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間縫寬10 mm，每標(biāo)準(zhǔn)施工段之間縫寬30 mm，施工段之間安裝橡膠止水帶環(huán)狀封閉管廊接縫，具體管廊構(gòu)造及三維圖如圖1 所示。

圖1 管廊構(gòu)造圖、三維圖Fig.1 Pipeline Gallery Structural Map and Three-dimensional Map

2 技術(shù)特點(diǎn)

本技術(shù)與目前傳統(tǒng)的管廊施工技術(shù)比較，具有以下特點(diǎn)：［3］

⑴能減少98%的模板工作量。

⑵構(gòu)件通過工廠預(yù)制，表觀質(zhì)量好，能達(dá)到清水墻體效果，不必抹灰，降低工程造價(jià)。

⑶工廠預(yù)制的構(gòu)件質(zhì)量好，密度高，防水性能好，現(xiàn)澆層混凝土全貫通，無穿透孔，防水性能優(yōu)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。

⑷提前在工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，減少現(xiàn)場鋼筋、模板及支撐體系安裝的時(shí)間，大幅提高施工速度，降低施工周期，工期可縮短70%，現(xiàn)場用工量減少2/3。

⑸頂板直接支撐在側(cè)板牛腿上，免于搭設(shè)底部滿堂支撐，施工方便快捷。

3 主要技術(shù)措施

本技術(shù)的施工工藝：基坑支護(hù)→基坑開挖→墊層→防水施工→保護(hù)層→疊合底板吊裝→底板面筋安裝→預(yù)制夾心墻吊裝→預(yù)制夾心墻豎向連接鋼筋籠安裝→澆筑底板疊合層混凝土→預(yù)制夾心墻牛腿安裝→疊合頂板吊裝→頂板面筋安裝→澆筑夾心墻及頂板混凝土→墻體及頂板防水施工→回填土。［4，5］

3.1 主要設(shè)備材料準(zhǔn)備

⑴預(yù)制構(gòu)件：預(yù)制疊合底板、預(yù)制夾心墻、預(yù)制疊合頂板。

⑵防水材料：防水卷材、止水鋼板、中埋式鋼邊橡膠止水帶、雙組份聚硫密封膠。

⑶其他材料：聚苯板、斜撐。

⑷設(shè)備：50 t 汽車吊、吊具、鋼絲繩。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 基坑支護(hù)及開挖

⑴由于擬建項(xiàng)目位于工廠內(nèi)，開挖位置管線復(fù)雜，為避免開挖損壞管線，開工前應(yīng)進(jìn)行物探，并輔以局部人工開挖方式探明管線具體走向，盡可能減少管線遷改和恢復(fù)的工程量，為下一步施工提供依據(jù)。

⑵為滿足管廊施工工作面要求，基坑支護(hù)及開挖寬度按照管廊寬度每邊外延1 m，即基坑支護(hù)及開挖寬度為7 m。

⑶受制于場地狹小及工期影響因素，且土質(zhì)較好，支護(hù)采用鋼板樁加內(nèi)頂撐的方式。

3.2.2 墊層、防水、保護(hù)層及找平層施工

⑴基坑開挖后及時(shí)進(jìn)行封底，用C15 混凝土澆筑混凝土墊層，墊層厚度10 mm，寬度為6 m，即超出管廊每邊100 mm。

⑵防水采用自粘性防水卷材，鋪設(shè)于墊層上部，防水層施工完成后上部澆筑保護(hù)層，保護(hù)層厚度為50 mm。

⑶由于保護(hù)層混凝土無法保證完全平整，為確保預(yù)制構(gòu)件底板安裝基面絕對(duì)平整，特在保護(hù)層上部鋪設(shè)一層2 cm 厚的中、粗沙，用鋁合金尺趕平。

3.2.3 疊合底板吊裝（見圖2）

⑴底板吊裝前在保護(hù)層上放出每標(biāo)準(zhǔn)節(jié)底板控制線，兩側(cè)控制線超出構(gòu)件邊50 mm。預(yù)制疊合底板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)尺寸為5.8 m×2.49 m，重3.98 t，采用50 t 汽車吊即可滿足構(gòu)件吊裝要求。

⑵預(yù)制底板吊裝務(wù)必確保構(gòu)件就位準(zhǔn)確，按照控制線檢查，如需局部位置校正，可使用撬棍，撬棍與構(gòu)件接觸位置必須墊設(shè)柔性材料，避免構(gòu)件破損。

⑶底板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間需按要求留置10 mm 拼縫，安裝過程中可用標(biāo)準(zhǔn)塑料墊塊隔墊，安裝完成后拼縫填塞泡沫棒，然后填入高強(qiáng)度砂漿，以確保后澆筑混凝土不漏漿。

圖2 預(yù)制疊合底板吊裝施工Fig.2 Construction of Prefabricated Composite Floor Hoisting

3.2.4 底板面筋安裝

⑴由于底板兩側(cè)設(shè)計(jì)有反坎，側(cè)墻鋼筋吊裝就位后將無法進(jìn)行底板面筋的安裝，故在吊裝前必須完成底板面筋安裝。

⑵為避免側(cè)墻的底部鋼筋與底板面筋沖突，在底板面筋鋪設(shè)前先根據(jù)側(cè)墻伸出鋼筋的位置進(jìn)行合理避讓，以防止側(cè)墻鋼筋與底板面筋沖突無法就位。

⑶底板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間拼縫鋼筋應(yīng)按平行于接縫鋼筋在下，垂直于接縫的鋼筋在上的方式安裝。

3.2.5 預(yù)制夾心墻吊裝

⑴側(cè)墻是采用平躺運(yùn)輸方式，現(xiàn)場必須采用汽車吊大小頭水平起吊后在空中翻轉(zhuǎn)成垂直狀態(tài)，不得直接吊墻頂?shù)醐h(huán)翻轉(zhuǎn)，容易造成墻底部鋼筋彎曲及構(gòu)件損壞。

⑵側(cè)墻吊裝前必須放出內(nèi)側(cè)側(cè)墻控制線，確保側(cè)墻安裝位置準(zhǔn)確，在墻板上彈出水平控制線。

⑶就位前提前測好標(biāo)高，放置好墊片，如就位過程中發(fā)現(xiàn)垂直度不滿足要求，可利用加設(shè)鋼墊片進(jìn)行調(diào)平，否則將出現(xiàn)接縫大小頭現(xiàn)象，非常難看。

⑷標(biāo)準(zhǔn)節(jié)側(cè)墻間拼縫間距為10 mm，用10 mm墊塊隔墊，安裝完成后塞入PE 棒，并用高強(qiáng)水泥砂漿塞縫（見圖3）。

圖3 管廊墻板連接構(gòu)造圖、吊裝Fig.3 Pipe Gallery Wall Panel Connection Structure Drawing，Lifting Photos

⑸提前調(diào)好斜支撐長度，兩端斜支撐可調(diào)節(jié)長度不得大于300 mm，安裝完斜支撐后鎖緊兩端調(diào)節(jié)螺栓，避免墻體移位。

⑹夾心側(cè)墻安裝完成后將兩標(biāo)準(zhǔn)節(jié)預(yù)埋的止水鋼板進(jìn)行焊接，焊接必須滿焊（見圖4）。

圖4 管廊墻板與底板連接節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.4 Pipe Gallery Wallboard and Floor Connection Node Schematic Diagram

3.2.6 預(yù)制夾心墻豎向連接鋼筋安裝

⑴標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間豎向連接鋼筋主要起各標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接作用，將預(yù)制夾心墻板連接成一個(gè)整體，豎向鋼筋采用后裝的方式進(jìn)行，但必須在底板疊合混凝土澆筑前完成安裝。

⑵限于場地原因，鋼筋籠可提前在鋼筋加工場開料加工成整體鋼筋籠后運(yùn)至現(xiàn)場安裝，減少現(xiàn)場工作量（見圖5）。

圖5 夾心墻體連接節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.5 Schematic Diagram of Connection Node of Sandwich Wall

3.2.7 澆筑底板疊合層混凝土

⑴預(yù)制側(cè)墻標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間10 mm 縫隙在混凝土澆筑前用PE 棒塞縫，壓入20 mm，外部用打膠，以防止疊合層混凝土澆筑時(shí)漏漿。

⑵澆筑前對(duì)底板兩端側(cè)模及側(cè)墻底部預(yù)留缺口進(jìn)行封模，本項(xiàng)目采用木模，也可定制鋁模周轉(zhuǎn)使用。

⑶底板疊合層混凝土由一端向另一端進(jìn)行澆筑，先將疊合層混凝土澆筑完成后，待混凝土初凝后澆筑側(cè)墻反上300 mm 的混凝土，澆筑至止水鋼板中部即可。

3.2.8 疊合頂板吊裝

⑴頂板支撐牛腿：先在側(cè)墻上預(yù)埋的鋼板（可與預(yù)埋接地鋼板共用），側(cè)墻安裝完成后裝牛腿，頂板支承在牛腿上。

⑵底板疊合層混凝土澆筑完成后且混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后，即可進(jìn)行夾心墻體牛腿安裝工作，其作為疊合頂板的支撐體系。用高強(qiáng)螺栓將牛腿固定在夾心墻板上，牛腿上調(diào)平螺栓調(diào)平至安裝高度（見圖6）。

圖6 牛腿支撐節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.6 Schematic Diagram of Bracket Support Node

⑶疊合頂板采用6 點(diǎn)起吊，鋼絲繩夾角控制在45°～60°之間，當(dāng)疊合板起吊至距地500 mm 時(shí)應(yīng)觀察各鋼絲繩受力是否均勻，板件是否水平，確保安全后吊裝就位。

⑷疊合頂板應(yīng)與夾心墻板搭接15 mm 嵌入墻體內(nèi)，墻板與頂板搭接位置用高強(qiáng)度水泥砂漿封堵，頂板間拼縫先用PE 棒塞縫，后用高強(qiáng)度水泥砂漿填縫，確保疊合層混凝土澆筑不出現(xiàn)滲漿現(xiàn)象。

3.2.9 頂板面筋安裝

⑴頂板面筋為雙層雙向鋼筋，待標(biāo)準(zhǔn)段疊合頂板吊裝完成后統(tǒng)一鋪設(shè)，鋼筋直接架設(shè)于疊合頂板桁架鋼筋上部。

⑵頂板與夾心墻、頂板與頂板間拼縫等位置需按要求設(shè)置拼縫鋼筋，拼縫底部鋼筋應(yīng)平行于接縫，上部鋼筋垂直于接縫（見圖7）。

圖7 夾心墻與頂板連接節(jié)點(diǎn)示意圖Fig.7 Schematic Diagram of Connection Node between Sandwich Wall and Roof

3.2.10 側(cè)墻及頂板混凝土澆筑

⑴預(yù)制側(cè)墻標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間10 mm 縫隙在混凝土澆筑前用PE 棒塞縫，壓入20 mm，外部打膠，以防止疊合層混凝土澆筑時(shí)漏漿。

⑵底板兩端側(cè)模及側(cè)墻底部預(yù)留缺口進(jìn)行封模，本項(xiàng)目采用木模。

⑶底板疊合層混凝土由一端向另一端進(jìn)行澆筑，側(cè)墻分3 次澆筑至頂板底，頂板一次性澆筑到位。注意側(cè)墻混凝土振搗質(zhì)量，尤其在側(cè)墻拼縫處，側(cè)墻現(xiàn)澆部分混凝土有防水功能。

3.2.11 防水施工

在防水施工過程中，務(wù)必做好對(duì)防水材料的保護(hù)，保證按設(shè)計(jì)圖紙要求正確安裝，避免偏位，尤其是橡膠止水條一定要固定牢靠，防止在澆筑混凝土過程中被擠偏，達(dá)不到止水效果。防水施工節(jié)點(diǎn)如圖8 所示。［5］

圖8 管廊防水做法Fig.8 Pipe Gallery Waterproofing Practice

3.2.12 施工質(zhì)量要求［6-9］

⑴預(yù)制構(gòu)件安裝精度必須滿足設(shè)計(jì)要求，預(yù)制構(gòu)件拼裝不能出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

⑵防水材料鋪設(shè)需嚴(yán)格把關(guān)，這是保證管廊不漏水的關(guān)鍵，尤其是每個(gè)施工段分界處。

⑶混凝土澆筑必須振搗密實(shí)，特別是分層澆筑的位置，避免澆搗不密實(shí)形成滲水隱患。

⑷預(yù)制構(gòu)件混凝土澆筑前應(yīng)確保預(yù)留孔洞、預(yù)留鋼筋及其他預(yù)埋件（如支架預(yù)埋、接地預(yù)埋、吊裝孔預(yù)埋）數(shù)量齊全、位置準(zhǔn)確。

⑸拼裝工藝對(duì)預(yù)制管廊工程質(zhì)量，特別是接縫密封防水效果有顯著影響，在預(yù)制管廊拼裝施工前宜選擇有代表性的試驗(yàn)段，進(jìn)行預(yù)制管廊試拼裝，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及時(shí)調(diào)整完善施工方案。

⑹管廊構(gòu)件吊裝允許偏差及檢驗(yàn)方法如表1 所示。

4 效益分析［10］

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

通過對(duì)比分析現(xiàn)澆管廊與裝配式管廊的施工成本，裝配式結(jié)構(gòu)管廊成本略高于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)管廊，約高出3%左右（見表2），但由于裝配式結(jié)構(gòu)管廊施工周期較快，為傳統(tǒng)現(xiàn)澆管廊施工周期的1/3，如考慮上工期對(duì)成本影響的因素，裝配式結(jié)構(gòu)管廊成本將低于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)管廊。

預(yù)制構(gòu)件溝槽開挖工作面相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)小，開挖工程量小，不需放坡，同時(shí)施工周期短，不需要降低地下水位，可節(jié)省土方開挖費(fèi)用。

表1 管廊構(gòu)件吊裝允許偏差Tab.1 Permissible Deviation of Pipe Gallery Component Hoisting

表2 裝配式管廊及現(xiàn)澆管廊結(jié)構(gòu)施工造價(jià)明細(xì)Tab.2 Detailed List of Construction Cost of Assembled Pipe Gallery and Cast-in-place Pipe Gallery Structure

4.2 社會(huì)效益

4.2.1 工期

每標(biāo)準(zhǔn)施工段管廊裝配式結(jié)構(gòu)施工時(shí)間為5 d，傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工約15 d，施工周期為傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的30%。

4.2.2 環(huán)保

傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板工程量為500 m2，而裝配式管廊模板工程量僅為7 m2，可減少98%的模板工作量，節(jié)能環(huán)保。

預(yù)制疊合（裝配式）綜合管廊在工廠加工生產(chǎn)，生產(chǎn)環(huán)境及條件較好，噪音粉塵等均能有效控制，大大降低了對(duì)周邊環(huán)境的污染。

4.2.3 人力投入

預(yù)制構(gòu)件廠內(nèi)生產(chǎn)自動(dòng)化、機(jī)械化程度高，能大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人員投入量。

裝配式管廊現(xiàn)場施工人員主要為鋼筋工5 人，混凝土工5 人，構(gòu)件吊裝人員5 人，其他工種5 人，現(xiàn)場施工20 人左右即可滿足施工要求，較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工減少70%的人力投入。

5 結(jié)語

目前裝配式結(jié)構(gòu)建造方式還處于發(fā)展初期，各種規(guī)范、配套、資源均還有待完善，隨著裝配式建筑的發(fā)展，其造價(jià)還將進(jìn)一步降低。該技術(shù)本身具備施工周期短、施工效率高、防水性能好、節(jié)能環(huán)保、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。