明挖法装配式综合管廊施工工法

1明挖法装配式综合管廊施工工法ZJ3HXMGF—02—20171.前言城市地下综合管廊是在城市道路下面建造一个市政共同隧道，将电力、通讯、供水、排水、燃气等多种市政管线集中在一起，实行“统一规划、统一建设、统一管理”，以做到地下空间的综合利用和资源共享。目前国家已把综合管廊建设列入国家十三五规划中的重点基础设施投资建设项目，是我国新型城镇化建设的一项重要内容。地下综合管廊建设已上升为国家城镇化建设战略，是未来基础设施投资的重点和热点，具有广阔和巨大的市场前景。进军综合管廊是中国交建“五商中交”战略的重要部署之一。集团紧紧抓住城市综合管廊建设带来的发展机遇，积极组织所属各设计、施工企业对国家和行业有关政策、市场环境问题和管廊设计、施工过程中的关键技术进行研究，并积极参与综合管廊建设的实践，使综合管廊业务快速做大做强。中交三航局依托承建的厦门集美新城核心区的管廊建设工程开展技术研究，研究并解决了明挖法装配式综合管廊施工的关键技术，使采用预制安装方法建设地下综合管廊的工程质量得到保证，同时加快了工程施工的进度，取得了显著的经济效益和社会效益。在该研究成果的基础上通过后续多个地下综合管廊工程的实践和总结，形成了明挖法装配式综合管廊施工工法。图1预制的综合管廊节段（方形）存放示意图2.工法特点2.0.1本工法采用装配式技术工艺，将综合管廊分成一定长度的节段并在固定预制厂进行工厂化生产，再运输至现场拼装成型。2.0.2综合管廊节段在预制厂生产采用长线法匹配预制，以确保现场拼装时相邻节段块体拼2接精度。长线法预制节段的台座周转快、利用率高；机械化程度高；各工序实现工厂化流水作业；生产效率高，同一台座可交错进行2跨管廊节段的预制；管廊节段质量有保证，观感好。2.0.3现场拼装施工周期短，基坑暴露时间短，大大加快了施工进度。2.0.4对城市道路交通和环境的影响小。施工现场无需模板支架，无需大量现浇混凝土，粉尘噪音污染少，对道路交通影响小。2.0.5由于大量的工作量在预制厂完成，故可节省工程成本，经济效益显著。3.适用范围适用于管廊节段匹配预制、现场涂胶拼装并施加预应力形成刚性接头的明挖法装配式综合管廊及类似工程如城市下穿通道框架涵（箱涵）的预制、拼装的施工。采用其他方法预制或采用其他接头型式（如承插接头）的明挖法装配式管廊工程的施工也可参考使用。4.工艺原理4.1长线法匹配预制在预制工厂内根据每（单）跨综合管廊的线形（长度）设置节段预制的长线台座，从长线台座的一端往另外一端预制综合管廊节段，已浇节段的后端面作为待浇节段的前端模，形成匹配接缝来确保相邻节段块体拼接精度，如此依次逐节段循环进行直至完成整跨综合管廊节段的预制。4.2预制节段拼装工艺预制节段拼装的原理是将在预制工厂生产的节段通过运输车辆运输至现场，用架桥机或龙门吊等专用拼装设备，在施工完成的管廊基础上按次序逐块组拼，节段间采用胶拼，整跨胶拼完成后，施加体内预应力，使之成为整体结构，并沿预定的安装方向进行逐跨拼装、逐跨推进的施工工艺。4.3节段胶拼预应力接头根据综合管廊工程所在地区的常年温度变化、使用环境等情况，通过试验选用合适的混凝土环氧胶结剂，按要求在拼装节段相邻结合面进行涂抹，而后进行临时张拉（体外），当完成一跨胶拼后进行整跨永久张拉。5.施工工艺流程及操作要点5.1明挖法装配式综合管廊施工工艺流程5.1.1施工工艺流程3图5.1.1-1明挖法装配式综合管廊施工工艺流程图5.1.2施工步骤5.1.2.1长线法匹配预制施工步骤(1)在长线预制台座端立模、吊装钢筋骨架、浇筑端部1#节段；(2)拆除1#节段模板后，将之作为匹配段进行2#节段的模板、钢筋骨架的吊装、浇筑混凝土。如此依次进行排序预制；(3)当1#节段强度达到起吊要求后，将1#节段与2#节段分离、出运至寄存区；(4)当N#节段预制完，即第一预制周期结束。此时可从端部继续开始第二预制周期的节段预制。钢筋骨架安装安装预埋件、预应力波纹管首（前）节段吊离至存梁区模板拆除、前移养护浇筑混凝土安装内模装车运输至装配现场依次逐段循环模板台座制作首节管廊匹配段定位安装侧模现场混凝土垫层施工设置节段临时支撑节段吊装入坑节段精确定位下一节段试拼第一次就位检查节段胶拼临时预应力张拉安装下一节段合格不合格合格完成整跨节段拼装穿钢绞线并张拉永久预应力预应力孔道压浆管廊底部灌浆拆除各节段支撑依同法架设下一孔湿接头、变形缝施工防水层施工明挖工序4图5.1.2.1-1长线法匹配预制综合管廊操作步骤示意图5.1.2.2综合管廊节段拼装施工步骤(1)根据节段重量、尺寸、现场条件及进度要求等因素进行拼装设备的选型；(2)节段拼装设备的验收及综合管廊基础施工；(3)从前往后依次将整跨综合管廊各节段吊装至基坑内，并置于基础的临时支撑上；(4)首（前）节段精确定位后，一次进行节段试拼，并进行接缝涂胶施工。每道接缝涂胶完毕后将该节段精确就位并进行临时预应力张拉，涂胶施工要严格控制接缝胶面厚度和保证胶面完全密切结合；(5)整跨拼装完成后，穿钢绞线并施加永久预应力，而后进行管道压浆；(6)对综合管廊底部和垫层之间的间隙进行底部灌浆，待灌浆层达到一定强度，解除临时支撑，使整跨综合管廊支撑在灌浆层上。(7)依同法拼装下一跨，直至完成。浇筑各跨端部现浇段混凝土，处理变形缝，使各跨综合管廊结构体系连续。5.2施工操作要点55.2.1施工准备(1)预制厂（场）预制台座、钢筋绑扎台座、施工道路、加工车间、起重设备、节段出运系统、节段堆放储存、混凝土供应系统和水电供应系统等应根据工程数量、进度要求、现有场地面积及外部条件等因素进行总平面布置和工艺设计。(2)为了确保节段运输过程的安全，需做好运输车辆的选型及相应的加固工作，对运输线路上有碍安全运输的隐患必须逐一排查处理，同时加强运输的协调工作。(3)应根据节段重量、尺寸、现场条件及进度要求等因素进行拼装设备的选型。5.2.2综合管廊节段长线法匹配预制5.2.2.1测量控制首先按照综合管廊设计的几何尺寸，计算节段各控制点相关的坐标X-Y-Z，并在施工中准确控制。然后将浇筑后的测量结果与理论坐标比较，并将误差在下一节段中修正。每一节段在对应的水平准线和垂直准线上分别设6个测量控制点，其中4个为标高控制，用“十”字头镀锌螺栓标记；2个为轴线控制，用“U”型圆钢Φ10标记。测量控制点埋设示意见图5.2.2.1-1。不同的节段上的控制点设在相对统一的平面位置上，以便于测量数据在同一条件下的比较，正确地进行测量控制中的数值换算，提高实际调整时的精确度。图5.2.2.1-1测量控制点埋设示意图5.2.2.2钢筋工程1.钢筋制安(1)综合管廊钢筋骨架在专门的钢筋绑扎架（见图5.2.3.1-1）上绑扎成形，钢筋绑扎时通过放样确定普通钢筋与波纹管、预埋件的位置关系及安装顺序。为保证钢筋骨架足够的刚度，可补入辅助钢筋将某些交叉点焊牢，但不得在主筋上焊，并尽量减少焊点数量。起吊钢筋笼时，吊点位置钢筋应采用点焊方式加固。6图5.2.3.1-1钢筋绑扎架示意图(2)混凝土保护层垫块采用混凝土圆形垫块（见图5.2.3.1-2），安装时垫块通过卡槽固定在钢筋上。垫块由液压模具压制成型，尺寸精确、结构密实。图5.2.3.1-2圆形垫块示意图垫块应呈梅花形布置，并尽量靠近钢筋交叉点处，间距沿综合管廊纵向每80cm一排，沟底垫块布设五列。沟底最外侧两列垫块应绑扎在两侧第二根纵向分布筋位置，中间一列垫块布设在中间纵向分布筋处。沟底垫块沿长度方向布设位置应在管道定位钢筋处，以保证管道坐标的位置正确。2.钢筋骨架入模及波纹管、预埋件的定位(1)钢筋骨架绑扎完成后用专用的钢筋骨架吊具吊运至节段底模内就位。安装就位前应先在底模上标出中线端线，据此控制节段钢筋骨架的纵向安装位置，待钢筋骨架在底模就位后，检查钢筋骨架的纵向中心是否与底模纵向中心线重合，否则应局部调整，使两线中心重合。(2)波纹管及预埋件的定位。波纹管通过点焊在骨架上的短钢筋控制其高度，并用“U”形定位钢筋固定水平方向（定位筋间距为50cm）。紧固定端模与锚垫板由螺栓固定，锚垫板套住波纹管后用透明胶包裹密实，防止水泥浆渗入波纹管中导致堵塞。波纹管与活动端模板之间采用锥形硬塑料堵头封堵，并用封口胶带密封，硬塑料堵头通过螺栓锚固在固定端模上，固定端模上的螺栓孔根据设计图纸准确放样。匹配面处则采用PPR管将待浇段波纹管与匹配段波纹管连接，并用7封口胶带密封，防止波纹管端部在混凝土浇筑过程中移位和砂浆进入管道。波纹管定位见图5.2.3.2-1。图5.2.3.2-1波纹管定位示意图综合管廊采用预留孔作为临时吊点，吊孔采用φ50×3mm的钢管预埋。考虑抗渗需要预埋钢管上设置止水环，预埋钢管由井字型钢筋点焊固定于钢筋骨架上，保证吊点垂直。混凝土浇筑前应着重检查波纹管和预埋件位置及固定情况、波纹管有无破损、锚垫板安装情况及吊点的相对位置等，确保预埋管件安装质量。5.2.2.3模板工程1.模板设计模板系统主要由端模、底模、侧模、内模等几部分组成。模板的设计以刚度控制，满足强度要求。同时，应确保预制节段外观线形平滑光顺；操作方便、工效高，有可靠的安全性；易于保养，维修。(1)底模为了实现对综合管廊的线性控制，底模设置为可调固定式。由于综合管廊竖曲线由高精度的折线拟合成，底模的竖曲线通过调整模底钢垫块的高度来实现。底模分为基础、支墩、横梁、台面四部分，底模的基础为50cm厚C20混凝土基础，内设上下两层Φ12＠200钢筋网片。基础上方布置混凝土支墩以便调整节段线型，支墩顶面预埋铁板，铁板上焊接横梁高度调节装置，支墩通过地基预埋伸出钢筋与基础浇为整体；横梁用型钢焊制，放在横梁高度调节装置上，通过螺栓和压板连接；台面由钢板和加劲型钢按3m长度分段制作，与横梁焊接在一起。台座的侧面安装橡胶条用于对底模和侧模之间进行密封，底模按同一标高安装抄平，便于不同竖曲线的形成，各种竖曲线通过调节横梁高度进行设置。(2)内模8内模设计成液压传动配合支架千斤顶承重的走行装置，以提高立模速度和质量，内模主要由走行体系、液压传动和支架千斤顶承重体系、模板体系三个部分组成。详见下图。图5.2.2.3-1内模示意图(3)侧模外侧模采用截面形式为槽钢大竖肋作为主肋。主肋中间增设扁钢小竖肋，以增加面板的钢度。大、小竖肋，横肋与面板焊接成整体，加劲板与面板采用间断焊，但在每个横肋两端应有长度不小于20cm的连续焊缝。在每边侧模上按照上中下设三排（5个）附着式高频振动器。外模支架的拼接板厚度为10mm，支架杆与拼接板焊接。同时侧模及支架竖向支腿下设4个行走轮用以侧模的纵向移动，4个油顶顶升点用以承重和高度调整。详见下图。图5.2.2.3-2侧模示意图(4)端模端模由δ10mm钢板做面板，并设竖、横向加劲。端模与侧模、底模安装联接螺栓固定，并通过两块端模对拉承受混凝土浇筑时的水平推力。详见下图。混凝土基础支墩底模调节梁行走体系液压传动支架承重体系9后浇的综合管廊节段直接以先浇筑的节段为端模，在先浇筑的节段端面通过涂刷隔离剂来便于以后节段的分离。图5.2.2.3-3端模示意图2.模板施工(1)端模待浇节段（1#节段除外）的端模包括移动端模和匹配段的匹配面。安装时，端模与内模、底模及侧模通过螺栓联成一体。支立固定端模时必须注意以下几点：①端模模面与待浇段中轴线成90°，且在竖向与水平面垂直保持垂直。②端模上缘要进行标高检测，确保其水平度。③端模支撑必须牢固，模板自身具有足够的刚度。(2)底模底模安装时，通过底模台车上的油压千斤顶使其中轴线与测量基线重合，并保持水平，纵向位置通过5t卷扬机和5t手拉葫芦进行调整。相对高程误差控制在2mm以内，轴线在1mm以内。施工时应注意：①底模安装完成后，应对底座进行预压，预压的重量按预制节段重量的1.2倍。②底模使用过程应按要求进行检查，及时清除底板表面与橡胶封条处的残余灰浆，均匀涂刷隔离剂。③设调坡垫块的节段其底模应安放钢板预埋件，模板安装时应检查预埋件的横向位置、平整度、同一支座钢板的四角高差，支座板安装时应用螺栓固定。④底模周围布