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摘要:在我国现代化城市建设中,城市地下综合管廊占据着举足轻重地位,这项建设技术主要是为了把不同类型的管线集中统一归置到一条公共隧道内,例如给水管道、热力管道、燃气管道、电力管线、通信管线等等,综合管廊设有专门的检修口、吊装口、排风口和监测系统,实施统一的规划、设计、建设和管理。这种城市建设方式既可以有效杜绝“拉链马路”现象,让维修技术人员无需反复开挖路面,还可以在管廊中就可对各类管线进行抢修、维护、扩容改造等,同时大大缩减管线抢修时间,不但方便管理,而且提高了空间利用效率。本文详细论述了市政工程建设综合管廊的几种施工方法 ,同时列举了综合管廊明挖现浇法施工案例,认真分析了综合管廊建设需要遵守的原则、建造技术以及过程中需要注意事项等等。
关键词:市政工程建设;综合管廊;施工技术
近年来我国经济建设飞速发展,社会变化也日新月异。因为国家一直坚持城市化建设,所以近些年来建筑工程也越来越多,但土地资源却是十分有限的,特别是一些管道线路建设工程,需要在前期设计的时候,考虑地理位置、原有位置交通情况、地质水文情况和管道排布等多个方面,而且设计方案需要适度超前,因为综合管廊项目完成后很难做出大规模修改来适应城市发展进程。合理使用综合管廊施工技术能够减少很多不必要的麻烦,也能保证工程建设的顺利进行,因此对城市地下综合管廊的施工技术进行分析,是具有积极的现实建设意义的重要工作。
1.市政工程综合管廊建设需要遵守的原则
1.1综合协调性的原则
为了保证城市交通的正常运行,工程的建设应符合“将城市规划、建筑、社会与经济发展、城市景观、技术、基础设施、道路交通等方方面面尽早地、有效地统一起来”的原则和目标。各类综合管廊对应的目标群体都不相同,由于每个走廊都是一个单独的个体,在建设管廊的时候需要遵守一些原则:在建设地下管廊的时候要设计好各类管道之间的排列关系,合理分配地下空间,保证综合管廊排列的协调性。
1.2管道排列的统一性
城市的交通建设是一个庞大的、施工周期极长的工程,它是根据人们的出行方式与日常生活习惯的改变而变化,因此现代交通形式变化多样。综合管廊是一种特殊的基础设施,它的优点相对明显:在道路设计规划的时候,把管廊的建设施工也进行设计规划,交通建设与管廊建设相互统一。设计的时候要可以考虑道路的地理位置和周围建筑等因素,从而设计一个合理的地下综合管廊方案。大多数情况下道路与地下综合管廊都是互相对应的,但有时候交通情况十分复杂,普通的单一地下管廊不能满足道路交通,这时候就应该根据现实情况做出改变,建设多条管廊。管廊施工的时候,应该要预留出一些空间,方便工作人员进行管道安装工作以及管道维修养护工作。在设计道路的时候,需要先设计管廊排布再考虑其他内容。
1.3前瞻性建设原则
城市地下综合管廊建设较为困难,项目竣工后再做大规模修改难度较大,因此城市地下综合管廊在规划设计阶段要具有“适度超前性”,否则难以达到城市化进程的要求,要以发展的眼光去对待地下综合管廊规划设计,具有长远性、前瞻性,避免综合管廊容量不足、管线无法入廊的尴尬局面。
2.市政工程综合管廊的建造技术
2.1管廊的明挖现浇施工法
明挖现浇施工技术是地下综合管廊建设中比较常见的一种方法,通常是现对场地基坑进行挖掘,然后再对管廊边坡施工进行细节处理,保证建设过程中基坑安全,最后建造管廊的主体结构。这种建造工艺所需施工成本相对较低,而且可以大面积开挖基坑,施工较为容易,管廊的建造质量也容易得到保障。它的不足之处在于道路地面大部分会被破坏,施工人员需要在施工前对现有道路进行导改,社会交通会受到影响;明挖现浇法还会产生大量拆迁工作,造成工程进展缓慢;综合管廊采用明挖现浇法施工往往伴随地上道路建设,对基坑回填也有较高的要求。
明挖现浇施工技术对防水方面比较高的要求,特别是一些深基坑、地下水丰富的工程,此类工程中除了常规的结构缝、施工缝处设置止水钢板、止水带,还采用主体结构外贴防水卷材方式防止渗漏水,也为综合管廊日后投入使用的安全提供有力保障。
2.2明挖预制拼装施工技术
明挖预制拼装施工技术主要常见于西方国家,它通过联合集约化生产来进行工程建造,这种方法非常先进。这种施工技术主要是利用工厂化预制管片来建造管廊的中心结构。预制管片制作是遵照行业规定的,这样可以保障管廊安全性。
工业拼装材料能够减少施工资金投入,有利于管廊的建造质量,而且在建造的时候不需要备用材料。整个工程是流水线模式,在工程前期就购买配件材料,能够大大减少工程建设周期,这种建设模式对预制构件厂的装备配件质量有很高的要求。
2.3盾构法施工技术
盾构技术的主要原理是用机械自动化的方法,运用机器将土运到施工场地。盾构技术节省了人力,主要依靠机器在地下进行暗挖施工,这样的方式能够提高施工效率,对地上交通以及环境几乎没有影响,施工人员相对其他方法也较少,减少了人员管理困难。但盾构法施工也有缺点,工程建设成本较高,机械化施工变通性较差,盾构法施工对地表覆土深度也有要求,不达到标准难以控制地面沉陷,而且盾构法对参与施工人员的技术与经验有较高的要求等。
2.4浅埋暗挖施工技术
浅埋暗挖施工技术是最常见的建设工程暗挖方式,它具有造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点。如今浅埋暗挖技术在一些隧道工程建造的使用已经非常成熟,在全国各种地下工程中得到广泛应用。浅埋暗挖施工技术是以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅(或其他钢结构)和喷锚作为初期支护手段,遵循“新奥法”大部分原理,按照十八字原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工。在建设过程中必须考虑到地质因素,通过对地层的预加固和预处理,达到开挖目的,并保证开挖安全;监控量测数据对隧道支护的受力变形状态起着决定性的监控作用,对建设安全和质量也是非常重要的,参与建设的技术人员应重视量测数据的及时性和准确性。
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图1
2.5预衬砌施工技术
在管廊内部结构施工之前,在外面墙体断面部分用机器切出一条长长的凹槽,再向其中浇筑混凝土,形成一个混凝土保护罩,保护管廊结构,这就是预衬砌施工技术。尤其是遇到一些特殊的环境,这种技术能够防止地层变形。如今我国管廊建造方式非常多,每种方式都有各自的优劣之处,也给施工单位带来不同的经济效益。
3.市政工程综合管廊明挖现浇法施工案例
3.1管廊前期准备工作
工程施工单位安排工作人员,先跟设计工程师讨论设计图纸,然后再跟施工现场的部门技术人员关于施工技术进行沟通,保证施工技术符合安全规范,防止意外事故的发生,做好技术准备和施工准备,保证工程施工的顺利开展。
3.2管廊基坑围护结构施工(图1)
3.3管廊基坑土方开挖及支护
冠梁、挡土墙施工→基坑开挖3.3m→架设第一道围檩及钢支撑→基坑开挖5m→架设第二道围檩及钢支撑→基坑开挖3.7m→架设第三道围檩及钢支撑→基坑开挖3.5m→架设第四道围檩及钢支撑基坑→开挖至基底。
3.4管廊的地基承载力要求及垫层施工
结构地基承载力容许值不得小于200Kpa,换算成钎探试验为,每30cm落锤数不得少于29次。如钎探数据显示地基承载力不符合设计要求,联系设计单位、甲方单位、地勘单位和监理单位,确定换填方案,进行槽底换填,直至地基承载力满足设计要求。
垫层采用厚度10cm,强度等级C15混凝土。
3.5管廊防水施工
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图2
本工程防水采用外包防水卷材,底板和侧墙为1.5mm厚HDPE防水卷材,顶板为两层1.3mm厚聚合物水泥防水胶结料和0.7mm厚聚乙烯丙纶防水卷材,其中上层聚乙烯丙纶防水卷材为耐穿刺卷材。
施工注意事项:
(1)底板防水验收完成后,浇筑5cm细石混凝土保护层,混凝土强度等级C20,两侧向上预铺侧墙防水3m,内侧设置2.5m高竹胶板保护层,待钢筋绑扎完成后撤出。
(2)侧墙防水施工前,清除围护结构内壁泥土,施工3~5cm水泥砂浆找平层,水泥砂浆为1:2.5,侧墙防水施工完成后,内侧均设置竹胶板保护层,待钢筋绑扎完成后撤出。
(3)顶板防水施工前,检查顶板混凝土面是否平整,修正混凝土表面突起和坑洼,清扫干净后开始防水施工,防水施工完成后,浇筑10 cm细石混凝土保护层,混凝土强度等级C20。
3.6管廊主体结构钢筋混凝土施工
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图3
在综合管廊混凝土浇筑时,因混凝土体积较大,须要分开浇筑,首先浇筑管廊的底板及掖角以上50厘米的位置,再浇筑至中板掖角下50厘米隧道层侧墙,然后浇筑中板、中板下掖角及中板以上30厘米,最后浇注管廊层侧墙及顶板。由于主体结构不是一次浇筑成型,产生的结构缝、施工缝采用接缝防水材料连接,包括中埋式橡胶止水带、外贴式止水带、自粘丁基橡胶钢板止水带、预埋注浆管、单组分聚氨酯密封、变形缝衬板、聚合物水泥砂浆等。
3.7管廊土方回填注意点
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图4
结构顶板上方在完成防水保护层施工后,按照结构防水要求,设置黏土隔水层,隔水层厚50cm,分2层进行铺筑及碾压,分层厚度均为25cm。在黏土回填之前,技术人员必须把黏土取样送至具有相应资质的检验部门检测,保证黏土的含水度、密度符合要求。
按照图纸设计要求,路面结构层以下为碎石土,碎石土的土料采用粘性土料,碎石应从石料场专门选取,要求石质坚硬,不易破碎或水解。碎石土填料碎石含量不小于50%(碎石:土=6:4),级配良好,最大粒径不大于4cm。在土和碎石充分拌和均匀后,方可填筑使用。
道路结构层下的隧道与地连墙、支护桩接缝处,管廊节点及夹层等结构形成的基底高程突变处,在水平宽度2m范围内,采用级配碎石分层回填,每层回填不超过0.3m,要求回填均匀密实,压实系数不小于92%。
支护结构处的级配碎石层回填至路面下2.5m的支护结构顶面后,再加铺50cm厚的级配碎石层并超出支护结构75cm。道路路面下2.5m范围内的混凝土支护结构(冠梁、地连墙等)均需清除,防止路面沉降不均匀,造成路面结构破坏;其余结构处的级配碎石均随其结构逐步回填至隧道构筑物顶部,若构筑物超出路面结构底层,则级配碎石回填至路面结构层底部以下,构筑物未超出道路底部结构层的,在构筑物上方加铺50cm级配碎石,构筑物与道路结构层空间不足50cm的,级配碎石铺至道路结构层底部。
级配碎石层的摊铺、碾压及检测均与碎石土层同步进行,施工方法一致。
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图5 级配碎石断面图
4结语
今时今日,市政工程综合管廊工程的建设技术相对较多,但是没有一种方法万能的,也需要依据现实的建设需求、工程所在地的环境、土质因素、地下水情况和投入的建设资金等等来选择最合适的技术来进行市政工程综合管廊的建设。在建设的过程中,必须重视相关工序,严格按照规范、设计文件进行施工,加强参与施工人员、机械设备、材料的管理,从而保证市政工程综合管廊建设的科学性、稳定性、安全性、高效性,加快现代化城市建设进程。
此文主要是对市政工程管廊建造技术、建设过程以及过程中的注意点进行了详细论述。作为工程技术人员,我们在加强专业知识学习、提升自身专业素质的同时,必须重视建设过程中的每一道工序,保证施工效果,消除施工工艺流程中的安全质量隐患。
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