周 翔，陳鼐基

[1.上海隧道工程有限公司，上海市 200125；2.上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200125]

0 引言

從21 世紀開始，我國工程建設科技發(fā)展迅速，勞動力資源變得越來越緊缺，從而使得建筑工業(yè)不得不朝著預制化生產的作業(yè)方向發(fā)展。經過市場調查，目前預制化生產技術已逐漸應用于住宅樓、大型橋梁、地下管廊等建設工程中。在地下隧道方面，盾構法和頂管法的隧道基本上也采用預制化生產的方式進行施工。然而以明挖為主的淺埋隧道還是停留在最為傳統(tǒng)的施工工藝上。在城市核心區(qū)域修建交通疏解隧道需要一個簡單可靠的，能在最大程度上縮短施工工期、降低對環(huán)境影響、節(jié)約能源與成本快捷、綠色、對環(huán)境友好和經濟有效的施工方式。明挖隧道整體裝配式結構正符合這一發(fā)展的潮流。

武寧路快速化改建工程Ⅱ標整體裝配式結構試驗段采用預制鋼筋籠結構底板、單面疊合側墻板、疊合頂板的結構體系（結構形式見圖1）。結合該試驗段的實施，為了滿足接頭處的防水、受力性能、施工便捷、質量安全可靠等需求。本文對不同位置的接頭分別進行了研究分析。

圖1 武寧路快速化改建工程Ⅱ標整體裝配式結構試驗段結構形式（單位：mm）

1 既有工程接頭形式分析與比較

十堰市地下綜合管廊[1]中的綜合艙和電力艙，采用的是疊合墻結構形式。墻體與底板采用螺旋箍連接，相鄰墻體采用鋼筋暗柱進行抗剪加強，墻體與頂板之間預留鋼筋進行錨固連接。

某新建電力管廊[2]，采用預制夾心墻吊裝工藝。節(jié)段間豎向連接鋼筋主要用于節(jié)段連接，將墻板連接成一個整體，豎向鋼筋待墻板吊裝完成后安裝。頂板面筋為雙層雙向鋼筋，待標準段頂板吊裝完成后統(tǒng)一鋪設，鋼筋直接架設于頂板桁架鋼筋上部。

2 整體裝配式結構環(huán)縫接頭形式設計

2.1 底板環(huán)縫接頭

試驗段底板采用預制鋼筋籠結構形式，可通過一次性澆筑混凝土以避免底板環(huán)縫接頭的存在，但由于鋼筋籠采用預制吊裝施工，故不同榀間存在鋼筋不連續(xù)的問題。為了加快工程進度并滿足吊裝的可操作性，本次試驗采用上排鋼筋焊接、下排鋼筋搭接的鋼筋連接形式，作為不同榀底板的鋼筋接頭，從而避免產生混凝土間的環(huán)縫接頭，如圖2、圖3 所示。

圖2 底板鋼筋籠接頭設計（單位：mm）

圖3 底板環(huán)縫接頭設計

2.2 側墻環(huán)縫接頭

試驗段側墻采用鋼筋桁架型單皮墻板，側墻外側為圍護墻，內側為預制混凝土墻板，不存在作業(yè)面，無法采用同底板鋼筋籠一樣的鋼筋焊接形式，故采取鋼筋搭接形式。各榀側墻吊裝后，圍護與預制墻板間形成一個密閉空間，無需另設模板，即可通過后澆混凝土將相鄰預制墻板連接為一個整體。同時，通過在一側側墻的后澆混凝土范圍內預留矩形鋼筋或直線鋼筋的方式，實現(xiàn)相鄰側墻間的鋼筋互相搭接。采用此方法時，主體結構整體性好，不存在滲水通道，各榀側墻間形成空間受力體系。側墻環(huán)縫接頭設計圖、側墻環(huán)縫接頭工序示意圖如圖4、圖5 所示。

圖4 側墻環(huán)縫接頭設計

圖5 側墻環(huán)縫接頭工序示意圖

2.3 頂板環(huán)縫接頭

試驗段頂板采用鋼筋桁架型單皮板。頂板下側為預制混凝土板，不存在作業(yè)面，上側為外露空間，有較大操作空間。且頂板存在預制板，無法完全利用底板的鋼筋籠接頭模式，故對底板的環(huán)縫接頭進行優(yōu)化。因此，上排鋼筋通過焊接短鋼筋連接，下排設置搭接縱筋及分布筋，實現(xiàn)各榀頂板間的共同受力。

工序如下：于每榀頂板的混凝土板上固定搭接傳力筋，將各榀頂板吊裝到位，移動搭接傳力筋至頂板環(huán)縫接頭處，用短鋼筋焊接連接各榀間的上排頂板鋼筋，后整體澆筑混凝土。采用此方法時，頂板的整體性好，不存在環(huán)縫接頭和滲水通道，各榀頂板間形成空間受力體系。頂板環(huán)縫接頭設計示意圖及工序示意圖如圖6、圖7 所示。如存在中板結構，可參照此接頭形式設計。

圖6 頂板環(huán)縫接頭設計

圖7 頂板環(huán)縫接頭工序示意圖

3 整體裝配式結構縱縫接頭形式設計

3.1 單皮板側墻與底板縱縫接頭

在試驗段的施工過程中部分底板需先行澆筑，作為基坑開挖的換撐，故底板與側墻間的縱縫接頭無可避免。

通過底板后澆的形式，下移縱縫接頭，將接頭設置于底板內，且底板內存在鋼筋桁架，后澆部分的底板與先澆部分可共同受力。因此，縱縫接頭可以完全避免，僅設置底板先澆部分與后澆部分的施工縫。施工縫內設置中埋鋼板止水帶并施工水泥基滲透結晶型防水涂料，避免滲水等問題，滿足耐久性需求。

側墻與底板節(jié)點處鋼筋錨固要求：根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB 50010—2010）中第9.3.5 條第1款的要求，當計算中不利用該鋼筋的強度時，其伸入節(jié)點或支座的錨固長度對帶肋鋼筋不小于12 d；根據(jù)第11.6.7 條第2 款的要求，鋼筋在頂層端節(jié)點外側直線搭接長度應≥1.7labE。因此，底板第二次澆筑層厚度應與鋼筋錨固要求相匹配。縱縫接頭（底板與側墻）設計（含鋼筋錨固要求）、工序示意圖如圖8、圖9 所示。

圖8 縱縫接頭（底板與側墻）設計

圖9 底板與側墻間的縱縫接頭工序示意圖

側墻與頂板均采用鋼筋桁架型單皮板的結構型式，且頂板厚度較小，一次澆筑成型，側墻與頂板、中板間的環(huán)縫接頭不同于側墻與底板之間的縱縫接頭。

頂板外側存在操作空間，且側墻與頂板、中板均為鋼筋桁架型單皮板，外側存在空間以滿足鋼筋搭接長度的要求。因此，本研究外側鋼筋通過搭接實現(xiàn)錨固傳力。內側鋼筋由于頂板的存在，通過彎鉤的形式實現(xiàn)錨固傳力。同時，出于頂板架設在側墻上，可考慮利用部分內側鋼筋的定位作用，于頂板開洞，預留孔洞，供后期側墻鋼筋穿越。

3.2 單皮板側墻與單皮板頂板縱縫接頭

圖10 為側墻與頂板的縱縫接頭設計示意圖，圖11 為工序示意圖。如存在中板，縱縫接頭設計采用相同的形式。

圖10 縱縫接頭（頂板與側墻）設計

圖11 側墻與頂板間的縱縫接頭工序示意圖

3.3 縱縫接頭（地墻疊合墻內預留鋼筋）

當圍護結構采用地墻疊合墻時，地墻疊合墻內預留鋼筋均需伸入頂板、中板、底板中。基于上述接頭設計，結合現(xiàn)場實際情況，僅研究了地墻疊合墻內預留鋼筋均與頂板、中板、底板的受力鋼筋連接方式。具體連接形式如圖12 所示。

圖12 地墻疊合墻內預留鋼筋均與頂板、中板、底板的受力鋼筋連接方式

頂板處節(jié)點為放置預制頂板后，將地墻內的鋼筋接出。中板處節(jié)點為放置預制中板后，將地墻內的鋼筋接出。底板處節(jié)點為地墻內的鋼筋接出后，將底板預制鋼筋籠放置到位，再澆筑底板（一次澆筑區(qū)域）。

4 結語

整體裝配式結構是地下隧道工程的發(fā)展的一個方向，制定相應的技術標準，進而逐步推廣是行業(yè)發(fā)展的一個趨勢。在武寧路快速化改建工程Ⅱ標整體裝配式結構試驗段的應用過程中，通過各環(huán)縫接頭以及縱縫接頭的設計，實現(xiàn)了裝配整體式結構的空間受力體系，能較好滿足密閉性、耐久性、整體性的功能要求。通過武寧路工程的實踐，研究裝配整體式結構接頭形式，為以后類似工程提供技術指導。同時，推動配整體式結構在其他明挖隧道工程中的應用。