陳遠(yuǎn)航

摘 要 基于對四川機場南線工程中裝配式電力隧道施工的經(jīng)驗總結(jié)，本文首先從工程概況與裝配式建筑應(yīng)用于本工程的背景入手，對傳統(tǒng)現(xiàn)澆法明挖電力隧道與裝配式明挖電力隧道的工藝流程進行了簡要介紹，重點闡述了裝配式施工技術(shù)運用于明挖電力隧道工程中的優(yōu)勢。實踐證明，裝配式建筑施工技術(shù)在明挖法電力隧道中的應(yīng)用不僅能夠滿足施工要求，且較傳統(tǒng)現(xiàn)澆法施工在許多方面有其明顯的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞 電力隧道;裝配式;現(xiàn)澆混凝土;工業(yè)化預(yù)制

引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，電力隧道由于其良好的城市空間利用率、運營維護便捷性、市容環(huán)境友好性等方面的優(yōu)勢，在全國得到廣泛應(yīng)用，與此同時，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2016〕71號）發(fā)布后，裝配式建筑得到了快速發(fā)展，但主要集中在房屋建筑領(lǐng)域，其他工程領(lǐng)域的應(yīng)用還亟待開發(fā)。本工程創(chuàng)新性的將裝配式建筑施工技術(shù)應(yīng)用于明挖電力隧道工程，解決了本工程的一些實際問題的同時，也擴展了裝配式建筑的應(yīng)用范圍。

1工程概況

四川機場南線工程為新建城鎮(zhèn)主干道，位于簡陽市三岔鎮(zhèn)與蘆葭鎮(zhèn)境內(nèi)，全長22km，起點樁號K0+000，與貨運大道相交，終點樁號為K22+000，附近為空港新城區(qū)界，道路紅線寬55m，南側(cè)有5m控制綠帶。電力隧道布置于道路規(guī)劃中線南側(cè)側(cè)分帶內(nèi)，中線距規(guī)劃中線10.4m，起點樁號K13+800，終點樁號K22+000，修建長度8.2km，電力隧道凈空尺寸為2.4×2.7m，壁厚30cm，混凝土設(shè)計強度為C50，采用現(xiàn)澆法施工。

由于本工程為天府國際機場重要基礎(chǔ)配套項目，且由于空港新城建設(shè)等規(guī)劃調(diào)整，根據(jù)施工進度計劃，電力隧道施工工期為2018年12月至2019年4月，考慮春節(jié)影響，工期不足5個月，加之電力隧道埋深較深，約6.5km為埋深超過5米的深基坑段落，采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法施工工期、安全、質(zhì)量、經(jīng)濟壓力均較大。經(jīng)與相關(guān)單位溝通討論，并進行方案論證，經(jīng)建設(shè)單位同意，擬采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)化預(yù)制，節(jié)段長3m，異型段采用現(xiàn)澆法。

2裝配式電力隧道與傳統(tǒng)現(xiàn)澆電力隧道主要工藝流程簡介

2.1 傳統(tǒng)現(xiàn)澆法工藝流程

現(xiàn)澆鋼筋混凝土工程施工方法是按照設(shè)計要求對各種類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場澆筑的一種建筑工程施工方法[1]，核心思路是通過現(xiàn)場原位綁扎鋼筋、安裝模板、澆筑混凝土，形成預(yù)設(shè)的結(jié)構(gòu)物。傳統(tǒng)現(xiàn)澆法電力隧道施工主要工藝流程如圖1所示。

2.2 裝配式電力隧道施工工藝流程

裝配式建筑指的是構(gòu)件在加工廠或施工現(xiàn)場預(yù)制，通過機械吊裝和一定的連接手段，把零散的預(yù)制構(gòu)件連接成為一個整體而建造起來的結(jié)構(gòu)物。裝配式建筑提供了一個在工廠制造建筑的建設(shè)新模式。本工程采用裝配式施工，將電力隧道施工工藝流程分為了結(jié)構(gòu)預(yù)制與現(xiàn)場安裝兩個模塊，其工藝流程如圖2所示。

裝配式電力隧道結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工的優(yōu)勢

3.1 工期優(yōu)勢

采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法，電力隧道結(jié)構(gòu)主體施工時常規(guī)每澆筑段長度為20～30m，主要劃分為底板鋼筋、底板混凝土、頂板支架、側(cè)墻與頂板模板、側(cè)墻與頂板鋼筋、側(cè)墻與頂板混凝土等分項，涉及鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土施工及養(yǎng)護等工序流程，整個流程持續(xù)時間約20天，每施工段日完成量約為1～1.5m/天，且由于混凝土養(yǎng)護時間等限制，趕工的空間有限，加之不良天氣等其他因素的影響，無法有效保障本工程工期。

采用裝配式施工，鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑及養(yǎng)護等工序在工業(yè)化預(yù)制廠中施工完成，不受天氣、現(xiàn)場組織管理等因素影響，日完成量取決于工業(yè)化預(yù)制廠的預(yù)制產(chǎn)能與現(xiàn)場溝槽開挖和管節(jié)吊裝的能力，加之開挖場地整理與預(yù)制場節(jié)段預(yù)制同步進行，可以達到“以空間換時間”的效果，根據(jù)施工進度需要，通過增加模板和機械設(shè)備，可彈性安排產(chǎn)能，保障工期進度處于受控狀態(tài)。

3.2 安全優(yōu)勢

采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法，每施工段的持續(xù)時間約為20天，即基坑開挖后暴露時間超過20天，由于本工程約6.5km為埋深超過5米的深基坑段落，屬于危險性較大分部分項工程，且人員現(xiàn)澆作業(yè)中的鋼筋綁扎、支架搭設(shè)、模板安裝、混凝土澆筑等均為勞動密集型工序，造成群死群傷等安全事故的風(fēng)險隱患較大。

采用裝配式施工后，首先，鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑及養(yǎng)護等工序作業(yè)環(huán)境由現(xiàn)場深基坑轉(zhuǎn)移至工業(yè)化預(yù)制廠，極大地降低了安全風(fēng)險等級;其次，工業(yè)化預(yù)制機械化程度較高，減少了人工用量，從安全的角度來說，降低了人員傷害的概率;最后，基坑開挖后，經(jīng)基底處理、墊層施工后即可吊裝管節(jié)，完成主體結(jié)構(gòu)施工，大幅度縮減了主體結(jié)構(gòu)的施工持續(xù)時間，基坑可提早回填封閉，縮短暴露時間，且可結(jié)合氣象信息，避開不良天氣，大幅降低基坑安全隱患。

3.3 質(zhì)量優(yōu)勢

采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法施工，其主要質(zhì)量隱患風(fēng)險有以下兩點：

第一，模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等過程中現(xiàn)場質(zhì)量控制不到位時，較易出現(xiàn)常見的質(zhì)量通病，如蜂窩麻面、鋼筋保護層厚度不足、冷縫、局部混凝土不密實、強度不足等。

第二，傳統(tǒng)現(xiàn)澆法施工箱體結(jié)構(gòu)，不可避免的出現(xiàn)如圖5所示的底板與側(cè)墻的縱向施工縫，本工程電力隧道壁厚為30cm，設(shè)置有雙排鋼筋，鋼筋保護層厚度為5cm，兩排鋼筋中間還需安裝一道橡膠止水帶，導(dǎo)致混凝土澆筑時施工縫處振搗較困難，致使施工縫處止水帶接口施工質(zhì)量不易保證，往往由于止水帶部位混凝土搗固不密實而留下滲漏通道，對結(jié)構(gòu)防水帶來危害。且后期發(fā)生滲漏等病害時，無法精確確定缺陷位置，維護較為困難。

采用裝配式結(jié)構(gòu)，混凝土管節(jié)在工業(yè)化預(yù)制廠中生產(chǎn)，依托場地、設(shè)備、定型鋼模等優(yōu)勢，能夠有效提高鋼筋加工、模板安裝的精度和混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，有效地避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量通病。與此同時，預(yù)制管節(jié)為一次成型箱式結(jié)構(gòu)，消除了縱向施工縫，管節(jié)之間采用承插口設(shè)計，插口環(huán)向安裝橡膠密封圈與遇水膨脹止水條，組合采用管節(jié)間精軋螺紋鋼張拉鎖定工藝，能夠有效地保證接口的密閉性與防水性，從根本上解決了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工縫帶來的質(zhì)量隱患。

另外，工業(yè)化預(yù)制管節(jié)，實現(xiàn)“流水化”標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，作業(yè)人員較傳統(tǒng)建筑工人更加“產(chǎn)業(yè)化”，通過“流水化”與“產(chǎn)業(yè)化”結(jié)合，使得質(zhì)量控制變得簡單、明確。對比機場南線西段電力隧道（采用現(xiàn)澆法施工）與東段電力隧道（裝配式施工）的混凝土回彈強度檢測報告，經(jīng)過數(shù)據(jù)整理，可明顯看出東段混凝土強度波動范圍較小，離散性更低，具有更好的穩(wěn)定性，強度對比曲線如下圖：

3.4 經(jīng)濟優(yōu)勢

本工程中，裝配式電力隧道長度為6600m，混凝土約23100m?，鋼筋約4360t，采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法與裝配式施工方案，其費用差異主要體現(xiàn)在不同工法對應(yīng)的人工、機械、周轉(zhuǎn)材料攤銷、輔材消耗量等方面。

采用現(xiàn)澆法的經(jīng)濟優(yōu)勢在于其原位施工，無須進行構(gòu)件的運輸與吊裝，且采用木模，與裝配式使用定型鋼模對比，就模板使用費而言，有一定的經(jīng)濟性。相對應(yīng)的，其劣勢也很明顯，首先，由于現(xiàn)場支模，基坑開挖時需考慮工作面寬度，增加了土石方工程量，造成了費用增加;其實，現(xiàn)場鋼筋綁扎、支架搭拆、模板安拆等工序，對比工業(yè)化預(yù)制，人工消耗量大幅提升，對應(yīng)人工費增加明顯;再次，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)滲漏、裂縫等常見病害，后期缺陷整治費用較高;最后，現(xiàn)場施工易受不良天氣、環(huán)保督察等不良因素影響，影響工期，需加大資源投入進行趕工，造成費用的進一步增長。

就本工程而言，采用裝配式施工相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆法，費用增加約470萬，大致由以下三個部分組成：①管節(jié)運輸單價為1095元/節(jié)，總運輸費用為241萬元;②管節(jié)吊裝（含張拉）單價為950元/節(jié)，總吊裝費用為209萬元;③根據(jù)工期要求，本工程共加工定型鋼模25套，模板價格4.4萬元/套，平均每套模板周轉(zhuǎn)88次，扣除殘值后模板攤銷費約410元/節(jié)，而采用常規(guī)木?，F(xiàn)澆，模板攤銷費（含輔材）約14元/㎡，折算約320元/節(jié)，即采用裝配式方案，模板費用需增加約20萬元。

而裝配式施工方案帶來直接經(jīng)濟效益約491萬，還能降低安全、質(zhì)量風(fēng)險，獲得良好的聲譽。收益主要體現(xiàn)在以下幾點：

①裝配式施工方案縮小了基坑開挖寬度（無須考慮模板安裝及支撐），減小基坑土石方開挖工程量約6.3萬m?，有效降低了土石方挖、裝、運、棄、回填等費用約252萬元;②裝配式施工中，機械化程度較高，大幅度減少用工量，且工人將工作地點由現(xiàn)場基坑轉(zhuǎn)移至室內(nèi)預(yù)制廠，工作效率有較大提升。經(jīng)測算，采用裝配式施工約減少木工4200工日，鋼筋工1200工日，泥瓦工1800工日，人工費約降低約174萬元。③裝配式施工，取消了現(xiàn)澆法中頂板模板支架搭設(shè)工序，省去了現(xiàn)澆法中支架搭設(shè)所需費用，根據(jù)計算，此項費用約65萬元。

顯而易見，雖然裝配式施工較現(xiàn)澆法施工直接收益并不是很明顯，但是其在工期、質(zhì)量、安全等方面的隱形效益十分可觀。

4結(jié)束語

總而言之，裝配式施工與現(xiàn)澆法相比較而言，工期短、質(zhì)量高、安全環(huán)保、施工便捷等優(yōu)勢更加明顯，且在工期緊張、場地復(fù)雜等情況下，裝配式建筑也具有良好的經(jīng)濟性。在新時代、新形勢的影響下，國家發(fā)展與社會運行對建筑行業(yè)的要求越來越高，在利用好傳統(tǒng)施工工藝優(yōu)勢的同時，還需開拓更多先進的工藝工法，將更多的先進理念應(yīng)用至工程建筑行業(yè)，進一步推動行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1] 田珊.淺談裝配式建筑設(shè)計及發(fā)展[J].規(guī)劃設(shè)計，2017，（5）：99.