田 安 然

(中鐵十四局集團(tuán)房橋有限公司，北京 102400)

0 引言

綜合管廊建設(shè)，也稱為綜合管溝或公共管溝，是一種現(xiàn)代化的密集城市基礎(chǔ)設(shè)施。它建在城市地下，可容納兩條或兩條以上市政管道以及城市正下方的各種設(shè)施[1]。近年來，隨著地下空間施工技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及構(gòu)建環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會(huì)的需要，地下綜合管廊逐步得到發(fā)展。預(yù)制拼裝綜合管廊以其在質(zhì)量、工期、環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)得到了越來越多的應(yīng)用。本文針對(duì)明挖整體裝配式地下綜合管廊的預(yù)制生產(chǎn)技術(shù)，從不同的預(yù)制工藝入手進(jìn)行了對(duì)比研究，為后續(xù)明挖整體裝配式地下綜合管廊的預(yù)制提供了借鑒和參考。

1 整體裝配式地下綜合管廊預(yù)制工藝分類

綜合管廊施工的基本成型方法有：濕法臥式成型工藝技術(shù)、濕法立式成型工藝技術(shù)和干法立式芯模振動(dòng)成型技術(shù)三種。

1.1 濕法臥式成型工藝

臥式是指工廠生產(chǎn)的方法，其中地下公用隧道的內(nèi)孔的縱向軸線在基本形成時(shí)平行于地面。濕式臥式成型技術(shù)類似于箱梁預(yù)制，并使用相對(duì)固定的支撐，滑移式側(cè)模、抽拉式內(nèi)模，管廊生產(chǎn)后無需經(jīng)過翻轉(zhuǎn)，僅需解決模板設(shè)計(jì)、模板中各種預(yù)留預(yù)埋位置的精確快速定位、生產(chǎn)線布置與廠區(qū)規(guī)劃及澆筑工藝等問題。

1.2 濕法立式成型工藝

濕法立式成型制造工藝通常采用外模、液壓收縮內(nèi)模，管廊脫模后需在預(yù)制廠或者拼裝場(chǎng)地進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)，需配備翻轉(zhuǎn)設(shè)備。

1.3 干式立式芯棒的振動(dòng)聲成形技術(shù)

在國外，通常使用心軸機(jī)械振動(dòng)設(shè)備和混凝土材料進(jìn)入通道。在中國，芯模聲波技術(shù)已被廣泛用于生產(chǎn)半圓形水泥混凝土管廊。有些單位可以使用進(jìn)口的芯模高頻振動(dòng)相關(guān)設(shè)備，制作體積較小的管廊。芯棒振動(dòng)聲管制造技術(shù)的大多數(shù)主要原理是：首先，應(yīng)將外模和內(nèi)模豎立在地面收集盤上，并可以通過使用圓形直徑和自帶袋子的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)該過程。外部模板和內(nèi)部模板之間的管道模板。然后內(nèi)模事前安放的高頻振蕩器開始傳遞激振力。在混凝土混合料注入的過程中，基于振蕩器的強(qiáng)大振動(dòng)力，促使混凝土液化，將混凝土充滿外模和內(nèi)模中間的管模。并且在混凝土液化時(shí)，管模內(nèi)的空氣隨著排出，增強(qiáng)了排水管的密實(shí)度[2]。由于干法立式芯模振動(dòng)成型工藝目前應(yīng)用較少，本文暫不對(duì)其進(jìn)行研究。

2 濕法臥式成型工藝

2.1 模具制作

管廊模具包含底模，內(nèi)模，外模，各種連接器和緊固件等，該模具具有足夠的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性，并且可以確保各部分的位置、大小、形狀和截面尺寸。

模具采用底模、端模、側(cè)模、內(nèi)模組合拼裝。底模拼裝時(shí)固定在穩(wěn)定平整的底座基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)標(biāo)高允許誤差為±1 mm。底模應(yīng)與基礎(chǔ)底座牢固連接。端模和拆?？煞煮w式或鉸接式。平開，即管廊的端模和側(cè)?？梢酝ㄟ^水平移動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)模具的開合；鉸接，即端模和側(cè)模分別圍繞一個(gè)軸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)模具的開合。內(nèi)模采用抽拉式內(nèi)模，可通過鋼軌抽離外模，并采用液壓或者絲杠式可收縮設(shè)計(jì)，組裝方式簡單、快捷、可靠。為保證底板混凝土澆筑時(shí)氣泡的排除，內(nèi)模底部采用開口設(shè)計(jì)，底面的設(shè)計(jì)寬度建議為距離邊墻或隔墻混凝土面600 mm，設(shè)計(jì)時(shí)考慮邊墻或隔墻的倒角，見圖1。

由于管廊在節(jié)段寬度方面精度要求較高，臥式成型時(shí)管廊寬度可以通過端模及側(cè)模精確控制，更利于產(chǎn)品尺寸精度控制。

管廊接頭有承插口及平接口兩種形式，生產(chǎn)承插口形式管廊時(shí)，臥式成型很難保證承插口位置處混凝土的澆筑質(zhì)量，承插口尺寸受外模影響較大，容易影響相鄰兩節(jié)管廊的接縫處理。因此，不推薦采用濕法臥式成型工藝進(jìn)行承插口管廊預(yù)制。

2.2 混凝土澆筑

管廊澆筑要注意澆筑順序。先通過側(cè)墻灌注底板倒角位置，使混凝土慢慢充盈整個(gè)底板，然后側(cè)壁分層，每層厚度最好不超過30 cm。后插的振搗棒與上次插入位置不大于200 mm?？觳迓?。每個(gè)振點(diǎn)一般在30 s～50 s，注意密集的鋼筋和孔洞，不允許出現(xiàn)遺漏、振動(dòng)不足或振動(dòng)過大的現(xiàn)象。振搗以混凝土不再顯著沉落、表面出現(xiàn)灰漿、無大量氣泡浮現(xiàn)為宜。底板振動(dòng)時(shí)間不宜過長，過振容易造成混凝土分層、翻漿。為了使上部混凝土與下部混凝土緊密結(jié)合，應(yīng)在下部混凝土開始凝固前對(duì)上部混凝土進(jìn)行振搗，且需將振動(dòng)棒嵌入下層混凝土中。

2.3 工藝流程

管廊的現(xiàn)澆可分為三個(gè)方面：混凝土加工，模板加工和混凝土加工。預(yù)制組件的制造過程如圖2所示。

3 濕法立式成型工藝

3.1 模具制作

立式成型工藝的管廊模具主要包括底模、內(nèi)模、外模、頂模以及各種連接件、緊固件等。模具的底部設(shè)有底座，通過螺栓等與地面相連接。外?？刹捎勉q接形式設(shè)計(jì)。由于管廊壁厚一般在250 mm～400 mm左右，扣除保護(hù)層及鋼筋后剩余振搗棒作業(yè)空間很小，在承插口形式管廊預(yù)制時(shí)，若事先安裝好承插口位置的頂板模具，則會(huì)給混凝土澆筑造成困難。因此，模具設(shè)計(jì)有頂模。在澆筑時(shí)先不安裝頂模，澆筑到頂部混凝土?xí)r，迅速安裝好頂模，然后繼續(xù)澆筑頂部承插口位置的混凝土。內(nèi)模采用液壓收縮設(shè)計(jì)，可以靈活的開合，見圖3。

3.2 混凝土澆筑

在澆筑管廊時(shí)，可以使用多個(gè)振搗棒，并用安裝在模板上的振動(dòng)器作為輔助振搗方法。綜合管廊施工中混凝土澆筑采用垂直混凝土澆筑法，澆筑方式從中隔墻開始均衡向四周側(cè)墻澆筑。澆筑順序?yàn)椋旱谝徊皆谥懈魤ρ貙挾戎芯€均勻向兩邊布料，第二步長側(cè)板沿長度中線均勻向兩邊布料，第三步短側(cè)板沿寬度中線向兩邊布料。布料需均勻，每次料斗布料完成后，廊體內(nèi)混凝土不得存在明顯高低錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

3.3 工藝流程

濕法立式成型工藝與濕法臥式成型工藝大體類似，略有不同的是，立式成型進(jìn)行承插口管廊生產(chǎn)時(shí)：

1)混凝土灌注、振搗至承插口的插口下緣后，需加裝頂板模板，然后再次澆筑抹面。

2)混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)完成后，先拆除頂板模板，再收起內(nèi)模，打開外模。

3)管廊吊出模具后，需先吊至翻轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，然后再存放養(yǎng)護(hù)。

4 工程實(shí)例

筆者依托長沙市湘府路綜合管廊(平接口管廊)、北京新機(jī)場(chǎng)線綜合管廊(承插口管廊)，對(duì)不同的綜合管廊預(yù)制成型工藝進(jìn)行了研究。其中長沙市湘府路綜合管廊采用了濕法臥式成型工藝進(jìn)行預(yù)制，北京新機(jī)場(chǎng)線綜合管廊采用了濕法立式成型工藝進(jìn)行預(yù)制。試制過程中發(fā)現(xiàn)：

1)采用濕法臥式成型工藝進(jìn)行管廊預(yù)制，管廊節(jié)段寬度可以通過內(nèi)徑千分尺較容易的控制，產(chǎn)品精度管控難度?。欢捎昧⑹匠尚凸に囀┕?，管廊節(jié)段寬度完全依靠澆筑混凝土的高度及收面平整度控制，對(duì)混凝土施工要求較高。

2)采用濕法臥式成型工藝進(jìn)行管廊預(yù)制，頂部混凝土后期會(huì)施作墊層等，對(duì)收面質(zhì)量要求不高；而采用立式成型工藝施工，需要對(duì)承插口位置進(jìn)行混凝土收面，收面平整度差會(huì)直接影響管廊接縫的防水性能，對(duì)收面質(zhì)量要求較高。

3)采用濕法臥式成型工藝進(jìn)行管廊預(yù)制，管廊無需翻轉(zhuǎn)，操作工序少，運(yùn)輸至拼裝場(chǎng)地可直接吊裝拼裝，同時(shí)不必進(jìn)行承插口模板的施作；而采用立式成型工藝施工，存在構(gòu)件翻轉(zhuǎn)的問題，無論在預(yù)制場(chǎng)還是在拼裝現(xiàn)場(chǎng)均需一次翻轉(zhuǎn)，對(duì)于體積小重量輕的管廊不存在問題，但對(duì)于大型構(gòu)件，需考慮翻轉(zhuǎn)的技術(shù)問題。

4)采用濕法立式成型工藝進(jìn)行管廊預(yù)制，承插口可通過水平方向的模板精確成型，尺寸控制精確，更好的保證了產(chǎn)品尺寸。

5)采用濕法立式成型工藝進(jìn)行管廊預(yù)制，省去了臥式成型工藝中抽拉內(nèi)模的軌道及存放場(chǎng)地，占地面積更小，節(jié)省了施工場(chǎng)地。

5 結(jié)論與展望

進(jìn)行整體裝配式地下綜合管廊生產(chǎn)時(shí)，不同的預(yù)制工藝有著不一樣的特點(diǎn)。濕法臥式成型工藝能夠更加輕松的控制管廊節(jié)段寬度，對(duì)混凝土收面要求相對(duì)較低，無需翻轉(zhuǎn)，操作工序少；而濕法立式成型工藝則更容易適應(yīng)承插口的形式變化并保證質(zhì)量，省去了抽拉內(nèi)模的空間。在管廊預(yù)制施工時(shí)，可以根據(jù)管廊的設(shè)計(jì)情況，項(xiàng)目建設(shè)與現(xiàn)場(chǎng)顯著特征的結(jié)合選擇合適的現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)技術(shù)。