淺析預(yù)制裝配式技術(shù)在市政工程的應(yīng)用現(xiàn)狀

何毅威

（上海浦興路橋建設(shè)工程有限公司，上海市 201210）

0 引 言

預(yù)制裝配式技術(shù)最早誕生于上世紀(jì)50年代的法國，并于70年代引入美國，發(fā)展至今，在歐美和日本發(fā)展與成熟應(yīng)用的時間已超過30 a。然而相比之下，雖然我國探索預(yù)制裝配式施工技術(shù)的時間也不晚，從上世紀(jì)60年代就開始探索預(yù)制裝配式技術(shù)，但發(fā)展不夠順利，上世紀(jì)60～90年代基本處于中斷期，直至上世紀(jì)90年代中后期才重新開始發(fā)展，我國預(yù)制裝配式技術(shù)發(fā)展所經(jīng)歷的幾個階段見表1。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國預(yù)制裝配式事業(yè)步入快速發(fā)展時期，主要表現(xiàn)為以下兩個方面：一是市政公用工程成為預(yù)制裝配式技術(shù)發(fā)展的主要陣地，且由城市橋梁及立交領(lǐng)域向城市隧道、軌道交通、綜合管廊等領(lǐng)域拓展，二是從節(jié)段預(yù)制裝配式構(gòu)造物的部分或上部結(jié)構(gòu)向預(yù)制裝配式構(gòu)造物的全部或上、下部結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。

本文分別從城市高架橋梁、隧道、綜合管廊、軌道交通等市政工程領(lǐng)域，闡述了預(yù)制裝配式施工技術(shù)發(fā)展的最新狀態(tài)、特點及趨勢，并概要性分析了預(yù)制裝配式施工技術(shù)在市政工程領(lǐng)域所遇到的發(fā)展瓶頸和問題。

1 預(yù)制裝配式技術(shù)在高架橋梁的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

預(yù)制裝配式施工城市高架橋梁呈現(xiàn)出向全預(yù)制裝配式方向發(fā)展且速度迅速的特點。

表1 我國預(yù)制裝配式橋梁施工發(fā)展概況[1-6]

（1）向全預(yù)制裝配式施工方向發(fā)展

從節(jié)段部分預(yù)制裝配式上部結(jié)構(gòu)向預(yù)制裝配式全部上下結(jié)構(gòu)發(fā)展是近兩年以來城市高架橋梁預(yù)制裝配式技術(shù)發(fā)展最主要的趨勢和特點之一。全預(yù)制裝配式技術(shù)主要指工程構(gòu)造物的絕大多數(shù)或全部結(jié)構(gòu)都采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場裝配的技術(shù)工藝進(jìn)行施工。相比節(jié)段預(yù)制或部分預(yù)制，全預(yù)制裝配的裝配率更高，一般超過90%，施工的難度更大、要求更高。

（2）全預(yù)制裝配發(fā)展迅速

我國全預(yù)制裝配式施工城市高架橋梁的起步時間比較晚，直到2016年，才在“上海嘉閔高架路（G2～S6）及地面道路工程”和湖南省長沙市北辰三角洲橫四路跨街天橋項目分別建成全國首座“全預(yù)制裝拼裝高架橋梁”、“世界首座全預(yù)制拼裝超高性能混凝土橋梁”[7-8]，率先將預(yù)制裝配式技術(shù)從上部結(jié)構(gòu)擴(kuò)展至下部結(jié)構(gòu)，如高架橋梁的蓋梁、橋墩立柱。然而自此之后，全預(yù)制裝配式技術(shù)工藝開始快速應(yīng)用至國內(nèi)其它橋梁工程，如河南省首個全預(yù)制拼裝項目—京港澳高速公路、省道102與四港聯(lián)動大道組合式互通立交工程2標(biāo)段、江蘇首個全預(yù)制拼裝高架橋梁——無錫鳳翔路快速化改造工程、浙江省首次采用全預(yù)制拼裝技術(shù)建設(shè)城市高架橋——紹興市越東路及南延段智慧快速路一期項目、天津市首座全預(yù)制拼裝橋梁—航海道匝道橋項目等[9-12]。

2 預(yù)制裝配式技術(shù)在綜合管廊的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

（1）疊合拼裝是主要技術(shù)類型

疊合拼裝技術(shù)則是指在安裝疊合式預(yù)制墻板的基礎(chǔ)上，配合現(xiàn)澆疊合層及加強(qiáng)部位混凝土，形成共同工作的墻板。鑒于該類技術(shù)良好的適用性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，成為了國內(nèi)多個地區(qū)城市綜合管廊項目的首選，如吉林省首段“疊合整體式預(yù)制地下綜合管廊”——吉林市經(jīng)開區(qū)“經(jīng)開大街北段”地下管廊[13]、福建省首條“拼裝預(yù)制疊合板”綜合管廊—廈門翔安新機(jī)場片區(qū)綜合管廊[14]、新疆自治區(qū)首個綜合管廊——烏魯木齊經(jīng)開區(qū)（頭屯河區(qū)）艾丁湖路（工業(yè)大道-蘇州路段）綜合管廊工程[15]。

（2）全預(yù)制裝配式程度不高

當(dāng)前國內(nèi)采用全部預(yù)制拼裝施工綜合管廊的工程項目并不多，僅在2017年上海桃浦科技智慧城綜合管廊工程（一期）[16]、2018年成都北改線B標(biāo)段的首環(huán)地下管廊等少數(shù)幾個項目實現(xiàn)了全預(yù)制[17]，其中，成都北改線B標(biāo)段的首環(huán)地下管廊是全國首次分片預(yù)制、掘進(jìn)機(jī)裝配一體化綜合管廊，該項目綜合管廊主體結(jié)構(gòu)預(yù)制率達(dá)100%。

3 預(yù)制裝配式技術(shù)在隧道的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

城市隧道預(yù)制裝配式施工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與綜合管廊類似，當(dāng)前仍以預(yù)制部分標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件為主（如預(yù)制隧道管片標(biāo)準(zhǔn)件），但發(fā)展與應(yīng)用速度要比高架橋梁、綜合管廊慢，尚處于推廣應(yīng)用的初期，國內(nèi)尚未大范圍、大規(guī)模開展預(yù)制裝配式城市隧道施工。

目前國內(nèi)比較具有代表性、預(yù)制裝配程度高的市政隧道項目是上海市諸光路通道新建工程，該工程于2018年年底通過驗收，是全球首個“全預(yù)制拼裝型”隧道。諸光路隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)除了“π”型預(yù)制構(gòu)件兩側(cè)填充、下層基座（含下層防撞側(cè)石）和上層預(yù)制車道板兩側(cè)的后澆梁是采用現(xiàn)澆施工外，其余結(jié)構(gòu)均采用預(yù)制裝配式工藝，PC率達(dá)到90%以上[18]。每套預(yù)制構(gòu)件的組成包括預(yù)制車道板、預(yù)制立柱、預(yù)制蓋板等。除了該項目外，目前國內(nèi)該類項目還包括西南地區(qū)首個裝配式下穿隧道—成都磨子橋隧道工程，至今仍處于建設(shè)之中。該項目所使用預(yù)制構(gòu)件的單塊質(zhì)量達(dá)122 t，有效地解決了制造精度要求高、運輸難度大的困難[19]。

4 預(yù)制裝配式技術(shù)在市政其它領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

（1）城市地鐵車站應(yīng)用預(yù)制裝配式施工發(fā)展滯后

不同于其他市政工程領(lǐng)域，城市地鐵車站應(yīng)用預(yù)制拼裝施工的項目并不多，主要停留在預(yù)制安裝個別構(gòu)件和室內(nèi)裝修階段，為數(shù)不多且具有特點的案例包括2016年建成的國內(nèi)首例預(yù)制拼裝地鐵車站—長春地鐵2號線一期工程袁家店站[20]、2017年長春地鐵2號線西興站、2019年全國首個采用拱形頂板吊裝工藝的地鐵車站—上海地鐵15號線吳中路站[21]。

（2）預(yù)制裝配式擋土墻、防撞墻等已處于試驗或初步應(yīng)用階段

2017年國內(nèi)首次在市政公路項目—南北高架中興路下匝道新建工程，進(jìn)行了預(yù)制混凝土擋土墻吊裝施工。預(yù)制拼裝施工高架、匝道等交通區(qū)域防撞墻尚處于研究與試驗當(dāng)中[22-23]。

5 結(jié) 語

通過調(diào)研與分析預(yù)制裝配式技術(shù)在市政公用工程各個領(lǐng)域的最新應(yīng)用現(xiàn)狀，可知，城市高架橋梁和綜合管廊領(lǐng)域使用的程度較高、發(fā)展相對較好，其它市政領(lǐng)域發(fā)展滯后，出現(xiàn)這種現(xiàn)實狀況的根本原因不是技術(shù)問題，而是標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一、難統(tǒng)一。由于地區(qū)和實際項目的不同，每個項目所對應(yīng)的各類結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸不統(tǒng)一、不一致和不相同，阻礙了預(yù)制裝配式施工技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣，進(jìn)而影響預(yù)制裝配式施工技術(shù)在市政領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

由于我國市政公用工程的客戶或業(yè)主是政府，因而想要加速推動預(yù)制裝配式技術(shù)在市政領(lǐng)域的發(fā)展，就須要國家和各級地方政府共同制訂具有全國通用性、地方特色性等特點的標(biāo)準(zhǔn)，但凡未來具有預(yù)制裝配條件和需求的市政公用項目均按照預(yù)制裝配式施工技術(shù)所對應(yīng)的國家、地方或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，否則需求隨意、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，就難以推動預(yù)制裝配式施工技術(shù)的發(fā)展。