吳阿勤 中國(guó)中鐵四局集團(tuán)有限公司,合肥 230031
綜合管廊按建造方式可分為:整體現(xiàn)澆法、全預(yù)制節(jié)段拼裝法、預(yù)制結(jié)合現(xiàn)澆疊合裝配法。其中,整體現(xiàn)澆法施工工藝較為成熟,預(yù)制拼裝技術(shù)是未來管廊施工技術(shù)發(fā)展的主流。
節(jié)段拼裝法是將管廊縱向主體結(jié)構(gòu)截?cái)喑砷L(zhǎng)度一致的構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化加工,后經(jīng)施加預(yù)應(yīng)力拼裝成整體的一種預(yù)制拼裝施工技術(shù)。
??谑幸4蟮牢餮佣喂芾葨|起海榆中線西至長(zhǎng)天路段,里程樁號(hào)K7+447.5~K10+191.6,長(zhǎng)度2744.1m。椰海大道為現(xiàn)狀道路。綜合管廊位于中央綠化帶下,為雙艙斷面、干支混合型管廊,管廊標(biāo)準(zhǔn)段斷面尺寸8.2m×4.95m。本段綜合管廊開挖工程采用U型盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)。
盾構(gòu)機(jī)盾體對(duì)廊體兩側(cè)的土體起到臨時(shí)的支撐作用,前部插板可以伸出對(duì)開挖面形成臨時(shí)支護(hù);中部盾體頂推油缸端部安裝靴板,頂推時(shí),靴板頂緊在預(yù)制管節(jié)的端面,推進(jìn)設(shè)備整體向前移動(dòng)。頂推油缸分組控制,可以調(diào)節(jié)每組的推力大小和推進(jìn)速度。尾部盾體前部與中部盾體通過鉸接油缸連接,使得兩者之間在上下左右方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),輔助轉(zhuǎn)向,結(jié)合頂推油缸分組控制,可以對(duì)敞口盾構(gòu)的推進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)推進(jìn)方向的調(diào)整。尾盾側(cè)部與管節(jié)間安裝橡膠板,防止回填土體進(jìn)入尾盾的內(nèi)部。尾盾上部支撐俯視呈口字狀、下部開口、底部地面裸露,用于在地面上直接施工墊層、拼裝預(yù)制管節(jié);在側(cè)部盾體的保護(hù)下,預(yù)制管節(jié)可從尾盾開口部位吊入下部,與已拼裝管節(jié)進(jìn)行張拉連接。
U型敞口盾構(gòu)施工剖面示意圖
U型敞口盾構(gòu)機(jī)分層開挖前盾土方,履帶吊起吊拼裝預(yù)制管節(jié),操控頂推油缸壓緊管節(jié),用預(yù)應(yīng)力筋將相鄰管節(jié)連接固定,同時(shí)推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)整體前移,前盾開挖的土方回填已拼裝的管節(jié)。
(1)前盾土方開挖,設(shè)備前移。盾構(gòu)機(jī)前盾土方采用挖掘機(jī)開挖、裝載機(jī)運(yùn)至已拼裝管節(jié)回填,多余土方使用自卸車外運(yùn),縱向分2層開挖,基底預(yù)留土體約20cm,利用前盾底部插板推平。操控盾構(gòu)機(jī)低速低壓伸出頂推油缸與預(yù)制管廊端頭接觸,操控盾構(gòu)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)并根據(jù)設(shè)備整體移動(dòng)情況調(diào)整操控參數(shù),推動(dòng)設(shè)備前移至盾構(gòu)機(jī)前盾底部推板使之處于縮回狀態(tài)并接觸前方開挖坡面。
(2)澆筑墊層,管節(jié)拼裝。頂推盾構(gòu)機(jī)完成后,縮回所有頂推油缸,在尾盾開口處預(yù)制管廊拼裝位置澆筑20cm厚C20干硬性混凝土墊層。采用135t履帶吊按照先下后上順序吊拼管節(jié),合拼后用豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉連接成整體,使用盾構(gòu)機(jī)頂推油缸將預(yù)制管節(jié)整體頂推就位,利用縱向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼與上節(jié)管節(jié)張拉連接。
(3)拼縫防水處理。廊體外側(cè)縱向、水平拼縫均采用2道橡膠密封墊內(nèi)嵌遇水膨脹橡膠條止水;內(nèi)側(cè)拼縫處預(yù)留深25mm、內(nèi)寬16mm、外寬12mm的凹槽,槽內(nèi)采用抗微生物雙組分聚硫密封膠嵌縫。
(4)基坑回填。預(yù)制管廊拼裝完成后,盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)過程中,采用C15混凝土回填管節(jié)外壁與土體間空隙,混凝土回填至管廊頂部位置,采用振動(dòng)棒振動(dòng)密實(shí)。頂板以上部分回填土分層回填、分層夯實(shí)。
(1)減少施工空間、縮短占道時(shí)間,每次圍擋長(zhǎng)約100m即可循環(huán)向前推進(jìn)施工,完成一段即可恢復(fù)一段,有效減少對(duì)城市道路交通影響。
(2)與傳統(tǒng)明挖現(xiàn)澆施工工藝相比,減少現(xiàn)場(chǎng)基坑內(nèi)作業(yè)時(shí)間和操作人員,避免現(xiàn)澆施工投入模板、方木、鋼管等大量周轉(zhuǎn)材料。
(3)無需施工基坑圍護(hù)樁、支撐等基坑臨時(shí)結(jié)構(gòu),即環(huán)保節(jié)約,又避免鉆孔樁等臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)遺留在地下,影響以后地下空間開發(fā)利用。
(4)管廊在預(yù)制廠內(nèi)采用定型鋼模集中預(yù)制,與現(xiàn)澆相比,預(yù)制管節(jié)更加美觀。
(5)施工速度快,每節(jié)預(yù)制管節(jié)的拼裝時(shí)間約5~6小時(shí),每天可拼裝2節(jié)管節(jié),按1.8m/節(jié)計(jì)算,每月可完成管節(jié)100m以上。
疊合裝配法是一種預(yù)制結(jié)合現(xiàn)澆的施工技術(shù),即將工廠預(yù)制成型的疊合板構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)安裝就位后,澆筑混凝土形成整個(gè)廊體的施工方法。
??谑忻腊菜臋M路、美安一縱路綜合管廊采用疊合裝配法施工的試驗(yàn)段里程樁號(hào)分別為K0+240~K0+380(140m)、K1+949~K2+218(269m),廊體斷面結(jié)構(gòu)分別為單層雙艙和單層三艙。基坑采用大開挖形式,地下水位0.5m左右,基坑開挖過程中采用井點(diǎn)降水法進(jìn)行人工降水。其所用預(yù)制構(gòu)件依托于中鐵四局集團(tuán)??诰C合管廊預(yù)制廠。
(1)拆分設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制。根據(jù)廊體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將現(xiàn)澆管廊拆分成標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件,經(jīng)預(yù)制廠規(guī)模化生產(chǎn)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),按照構(gòu)件型號(hào)進(jìn)行堆碼。
(2)現(xiàn)澆底板,拼裝疊合板。底板采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法施工,上部設(shè)置坐漿層、止水鋼板,并預(yù)留搭接鋼筋。按照外墻、中墻、頂板的安裝順序進(jìn)行拼裝,其中外、中墻的拼裝主要檢查墻板垂直度,底板檢查底面標(biāo)高。
(3)綁扎附加鋼筋,澆筑混凝土。上部預(yù)制構(gòu)件拼裝完成后,綁扎附加鋼筋,附加鋼筋包括三種:加腋筋、角筋和加強(qiáng)筋。在廊體橫斷面上,加腋筋在頂板與墻體倒角位置,外墻處放置一根,中隔墻放置兩根;角筋布置在頂板與墻體連接節(jié)點(diǎn)暗梁的四角;加強(qiáng)筋沿著廊體的迎水面設(shè)置在暗梁的外輪廓。在沿著廊體走向方向上,頂板與頂板連接處放置四角筋形成暗梁;墻體與墻體連接處放置鋼筋籠,待兩側(cè)墻體拼裝完成后,將鋼筋籠從上側(cè)吊裝進(jìn)入墻體內(nèi)。綁扎完成后澆筑微膨脹混凝土形成整體廊體。
(4)防水處理,基坑回填。管廊主體結(jié)構(gòu)采用噴涂高彈瀝青防水涂料,厚度不小于2mm,在管廊側(cè)壁最外側(cè)附加40mm厚聚苯乙烯泡沫板保護(hù)層;頂板上層覆蓋50mm厚細(xì)石混凝土保護(hù)層;管廊底板澆筑前,在墊層上方預(yù)鋪反粘SBS改性瀝青防水卷材。
(1)實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化五大變革:手工—機(jī)械、工地—工廠、施工—總裝、農(nóng)民工—產(chǎn)業(yè)工人、技術(shù)工人—操作工人,產(chǎn)能大、自動(dòng)化程度高,可同時(shí)供應(yīng)多條管廊拼裝施工,加快管廊施工進(jìn)度,縮短工期。
(2)減少現(xiàn)場(chǎng)支模和鋼筋綁扎作業(yè)量、現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆混凝土工程量,大幅度減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的工人用量,縮短了工期,有利于文明施工和環(huán)境保護(hù)。
(3)與節(jié)段拼裝管廊相比,該體系不僅滿足單艙、單層雙艙、雙層四艙等多種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)斷面形式,而且能實(shí)現(xiàn)非標(biāo)段管廊的預(yù)制裝配建設(shè)。
(4)預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),提升了廊體外觀質(zhì)量,可以免裝修;安裝工程的埋件提前預(yù)埋,減少了后期安裝時(shí)的開槽工程量,加快了設(shè)備安裝的進(jìn)度。
本文結(jié)合??诘叵戮C合管廊的建設(shè)情況,從施工實(shí)踐角度重點(diǎn)闡述了節(jié)段拼裝法和疊合裝配法建設(shè)綜合管廊,并介紹了兩種新型施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。