摘 要：在我国，装配式钢结构地下管道廊道仍然是一项新技术。装配式钢结构地下复合管廊道结合钢筋混凝土复合管廊道较为成熟的施工经验和钢波纹管涵洞的力学性能，利用钢波纹管的优异工作性能，更好地发挥钢结构地下复合管廊道的优势。
关键词：装配式钢结构；地下综合管廊；应用技术
1 综合管廊施工分类和优势分析
目前，综合管廊施工常用的方法有现浇、预制、盾构掘进、顶管等。
1.1 明挖现浇法
明挖现浇法是将基坑整体开挖、现浇支架，后在施工场地直接整体浇注管廊主体混凝土的施工方法。现浇法方法简便，且经过数代工程的积淀，技术早已成型、完备，现在仍是许多工程的首选。
在使用现浇法建设时，模板和支架对现浇混凝土的影响不可忽视。目前，浇筑模板有木模版、钢模板、新材料模板（如铝合金模板、塑料模板及钢框木模板）等，从材料成本和循环使用率成本进行核算，钢模板的总体成本最高，新材料成本最低。从功能上来说，木模版能够胜任大多数浇筑但周转率较低；钢模板施工能较好地控制混凝土表面平整度，但很容易因固定不牢固而产生错台现象；新材料模板组装方便、应用灵活、施工效率高。
支架可使用满堂支架、液压式台车等方法，两种方法的适用浇筑类型不同，如果管廊需要有不同的断面形式，则使用满堂支架进行部分分段浇筑；而面对整体浇注且断面较长管廊的施工，则液压式台车更能胜任。
1.2 预制装配法
预制管廊的方法相对复杂多样，大致分为以下几种类型。
（1）预制顶板（装配）式地下综合管廊。其方法原理同叠合式管廊大致相同，管廊顶板为工厂预制，剩余部分可进行现场浇筑。该种方法可以解决顶板不宜浇筑的问题，同时可以通过控制模板自由的浇筑管廊的舱室结构，选择舱型甚至细化每个舱室的功能。
（2）预制叠合（装配）式地下综合管廊。其将大部分结构生产制作放入工厂，仅留叠合层顶板使用现浇，这样就改良了顶板预制式管廊整体性差的缺点，同时与现浇混凝土相比，节约了约98%的模板工作量，支架搭设简单，现场用工量可减少2/3，施工效率明显提升。
（3）预制拼装混凝土综合管廊。预制拼装混凝土综合管廊是将管廊的各个结构部分在工厂内拆分加工，之后进行现场拼接，使得管廊最终成为整体的技术，一般有节段式预制拼装和分片式预制拼装两种技术形式，该技术工期短，施工人员少，作业空间小，并可以减少开挖填埋对周围环境的影响。
（4）装配式钢制综合管廊。其主体以镀锌波纹钢板为主要材料，同常用的混凝土管廊相比，其优势明显：一是重量轻，仅为混凝土结构的1/3；二是施工工期短，不受气候环境条件影响，可较混凝土管廊节省50%的施工周期；三是工程造价低廉，相比混凝土结构降低20%的成本；四是产业带动性强，可以合理高效利用钢材，缓解我国钢铁产能过剩问题。
1.3 盾构管廊技术
该技术使用盾构法进行管廊建设，以预制管廊为基础，利用盾构机在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成管廊结构。这一技术特点是基本不需要在地面上开挖管线，而是通过盾构机在距离地面几米至几十米地底同步开挖和拼接管廊，特别适用于土地利用率较高的城市老城区改造等不适合地表开挖的工程上。
1.4 顶管法管廊技术
顶管法是一种类似于盾构法的地下工程非开挖管道铺设技术，采用顶管掘进机挖掘孔道后，在孔道内安置预制成形的管廊段，最终形成连续管廊的铺设。其适用于大中型管径的管道铺设，具有不开挖地面、经济高效、保护环境，不影响管道变形等优点。
2 钢结构综合管廊关键技术
装配式钢结构地下综合管廊关键技术主要有如下各项内容：结构设计、力学原理、舱内槽道及托臂设置、施工工艺、钢结构管廊受力分析等。
2.1结构设计
2.1.1墙体
墙体材料选用Q345碳钢钢板，钢板厚6.5mm，轧制成波纹钢板，再与其它组件焊接，各墙板之间用高铁耐腐蚀螺栓连接。
2.1.2舱室断面设计
三舱断面是将多个单舱断面结构通过在舱间填充混凝土、底板浇筑整体、顶板上封闭回填等环节整合成一个整体后的断面，其中相邻的单舱侧板由拱形变为微拱型，且焊接凸出钢筋锚入舱间混凝土中，增强舱间混凝土强度和舱体稳定性，便于多舱断面结构整体受力。
2.2 力学原理研究
将平钢板轧制成波纹钢板，可以在钢板厚度（钢材用量）不变的情况下，同比例放大波纹钢板的波高及波距，呈几何倍数地增大材料的截面惯性矩，有效降低钢结构板面应力，提高结构强度，增强适用性，进而满足节省造价的第一因素。
与地面以上的钢结构工程不同，地下钢结构工程中与土壤接触的受力构件是拱形时可以利用管土共同受力原理，大幅减少结构厚度，满足钢结构地下综合管廊节省造价的第二个关键因素。
2.3 抗上浮设置
底板混凝土向廊体两侧浇注，形成承台，利用承台上部回填土的重量，对廊体进行配重；管廊底板两侧向外延伸飞边，混凝土浇筑包裹飞边，增加管廊与底板的整体性。
3 施工工艺
3.1 施工工序
围护结构施工→基坑开挖→基础混凝土垫层→拆除下部支撑→底板吊装就位→吊装侧板及密封（螺栓紧固）→吊装顶板及密封（螺栓紧固）→充填底板与基础间隙混凝土→浇筑舱体之间隔墙混凝土。
3.2 施工重难点控制
（1）基坑底部混凝土垫层实施之前，按钢结构管廊底板四个角的位置，在坑底打入埋地抗浮角钢，角钢与钢筋网相连。吊装底板于设计位置，与抗拔角钢固定，栓接舱间连接螺栓，连接收紧底板节间螺栓，如图1所示。
（2）在混凝土垫层与底板之间浇混凝土至纵向法兰高度。
（3）在纵向槽钢拼接面上布设密封垫，吊装钢管廊舱竖直板片、起拱侧板和顶板，采用可调刚性支撑，调整板片垂直度，栓接紧固螺栓。栓接紧固舱内纵向和环向可更换密封垫结构，浇筑舱间混凝土。
（4）钢结构综合管廊与钻孔灌注桩基坑边之间的间隙采用C10素混凝土回填，回填高度至钢结构综合管廊顶部0.5m。钢结构综合管廊顶部0.5m以上采用原状土进行回填，回填要求和压实度等满足相关设计和规范要求。
4 钢结构管廊受力分析
数值分析采用FLAC3D有限差分软件进行，装配式钢结构综合管廊原型现场试验在江北新区开展，试验管廊为方拱形三舱结构。考虑实际工程模拟的复杂性、计算精度、计算速度以及模型边界条件，本次数值计算模型如图2所示，尺寸为：纵向7m（模拟两节各3m的综合管廊结构），横向43.784m，竖向23.02m，其中综合管廊结构覆土7.3m。
模型算出顶板、底板最大沉降量分别为4.13cm、3.05cm。横向变形以左右舱侧板向内收敛，是结构的主要变形特征。最大值在右舱拱顶3.57mm，小于3100/150=20.6mm，满足规范要求。
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图2装配式钢结构综合管廊模型
结束语：
装配式钢结构管廊主体施工将节点模块化、集成化，易装配，现场安全、文明效果好；工期是现浇混凝土的1/3，人工、机械以及支护桩租赁费均减少，总体造价比混凝土管廊节省10%左右。
参考文献：
[1]张金文，陈思.装配式波纹钢结构综合管廊技术的研发与应用[J].魅力中国，2017（18）.
[2]王靖.城市地下综合管廊建设研究及装配式钢制综合管廊应用初探[J].中国勘察设计，2017（7）：100-103.