分塊預制拼裝技術在老城區綜合管廊中的應用

臧熙瑋

（中鐵開發投資集團有限公司，云南 昆明 650000）

1 工程概況

江南中心綠道武九線綜合管廊工程位于武漢市武昌區、洪山區及青山區，由主線和支線組成。主線管廊沿武九鐵路北環線布置，起于友誼大道，止于建設十路，全長約13.24 km。支線管廊沿德平路布置，起于武九鐵路，止于團結大道，全長約2.98 km。其中位于青山區的主線E 段管廊沿線穿越多處老城區，且局部地段兩側老舊建筑物臨近，施工場地狹長，施工組織難度大。工程平面分布如圖1 所示。

為避免受長江汛期及場地限制影響施工，在該工程E段綜合管廊位于長江堤防500 m 以外，且施工場地較為受限的區段，采用裝配式預制管節進行安裝。其中兩艙（管道艙+高壓電力艙）預制段綜合管廊基坑支護方式為SMW工法樁+內支撐，管節埋深約7.3 m，管節長度擬定管道艙1.5 m，高壓電力艙2 m，采用承插管，拼裝方式采用無粘黏預應力鋼絞線張拉，混凝土防水等級為二級。

2 施工方案比選

為提高施工組織效率、發揮預制構件質量較現澆易保證以及基于裝配式在施工中的優點，針對該工程案例，開展了整體式、分塊式及疊合板式3 種裝配式方案的比選，通過研究分析，最終選用分塊預制拼裝技術在該工程中應用。考慮管節施工吊裝和運輸方便以及拼裝后管廊的安全穩定，分塊型式為2 個“T”形截面對稱，2 個“I”形和4個“L”形截面一致，具體截面組成如圖2 所示。

圖1 工程平面布置示意圖

圖2 分塊預制管節斷面示意圖

3 分塊預制拼裝技術應用

3.1 施工工藝

管節預制及驗收→管節運輸→管廊底板墊層、防水及保護層施工→管節拼裝及連接→管廊防水施工。

3.2 管節預制及驗收

管節由專業廠家在預制廠內生產，運至現場拼裝，采用定制模板進行分塊批量預制。

預制管廊結構混凝土強度等級為C35 抗滲混凝土，抗滲等級P8，水泥全部采用42.5 普通硅酸鹽水泥。主體鋼筋采用相應型號的抗震鋼筋。最外層鋼筋的保護層厚度為迎水面保護層厚度取50mm，其余取40 mm。

管廊底板厚均50 mm，高壓電力艙管廊墻身及頂板厚300 mm，管道艙墻身厚400 mm、頂板厚300 mm，側墻與頂板倒角為150×150 mm，各接縫處均預留孔進行管節連接，端頭拼縫和水平拼縫處設置溝槽，后期拼裝時埋置彈性橡膠密封墊。管廊頂板處預埋4 根φ32 光圓鋼筋吊鉤，每節管廊底板按圖紙要求預埋接地鋼板[1]。

預制構件運輸至現場后，必須組織驗收，參加驗收的人員包括預制廠質檢人員、施工單位技術人員、監理工程師，并填寫質量記錄表。

驗收要求有4 點。1）預制管節混凝土外觀應無蜂窩、麻面、缺棱、掉角等現象存在。2）預制構件不應有影響結構性能、安裝和使用功能的尺寸偏差。3）預制構件預埋件及預留孔洞應符合設計及規范要求。4）各管節具有出廠合格證。

3.3 管節運輸

預制管節分塊構件采用13.6 m 平板車運輸，預制廠內利用預制生產時龍門吊吊裝上車，管節橫向放置在平板車上，下面鋪設橡膠墊板，保護預制管廊混凝土不受損壞，裝車后采用鋼絲繩將管廊固定于平板車身，確保運輸過程穩定。

構件運輸至現場以后需由廠家人員、施工人員及監理工程師再次組織驗收，驗收合格后進行構件編號并統一放置存放區，按要求堆碼。

3.4 安裝前基坑準備工作

構件安裝前，基坑需完成墊層、防水層及保護層施工。開挖至基底后，經相關單位驗槽合格后，直接施做100 mm厚C15 素混凝土墊層，待強度滿足要求后進行防水層及保護層施工。底板防水層鋪設采用1.5 mm 高分子自黏膠膜，鋪設在墊層上，并在防水卷材上鋪設50 mm 厚c20 細石混凝土保護層。

3.4.1基面處理

基面處理主要有4 個方面。1）開挖至基底后對處理過的基底進行承載力試驗，滿足設計要求后進入下一道工序。2）對混凝土表面抹光，且表面不得有明水。3）采用1：2.5 水泥砂漿找平層，找平層表面應平整。4）找平層表面應堅實、基本干燥，不得有明水，允許出現局部潮濕部位，不得有酥松、掉灰、空鼓、裂縫、剝落和污物等部位存在。

3.4.2 防水層鋪設順序及方法

防水層鋪設順序及方法。1）當底板基層處理完畢后進行預鋪1.5 mm 厚高分子自黏膠膜防水卷材施工，在陰陽角處加設相同材質的防水卷材附加層，所有陰角部位均應采用1 ∶2.5 的水泥砂漿做成5×5cm 的倒角或做成圓弧，轉角范圍基層應光滑、平整。2）當底板鋪設完自黏膠膜防水卷材后，鋪設5 cm 厚的C20 細石混凝土保護層，控制混凝土面標高和表面平整度不超過2 mm。3）防水卷材間搭接長度為100 mm，搭接長度為100 mm，長邊采用自黏邊搭接，短邊應采用膠黏帶連接，卷材端部搭接區應相互錯開。

3.5 管節吊裝及拼裝

3.5.1 測量放樣

根據施工圖紙設計的拼裝坐標進行測量放樣出管廊位置，將每個預制管片的安裝位置、中心線、邊線、10 cm 控制線用墨斗在墊層上標識清楚。確保管節精準安裝定位。

3.5.2 吊裝準備工作

吊裝前要做好4 項準備工作。1）吊裝采用50 t 履帶吊進行吊裝。2）履帶吊工作面滿鋪2 cm 厚鋼板進行加固。3）現場施工人員、防護人員到位，施工機具、材料到位，根據現場電源位置布置好臨時用電線路和二、三級配電柜。4）在地面上標注吊機及運輸車輛站位，確保吊機可以安全吊裝。

3.5.3 管節試吊裝

在吊裝前，檢查吊車及吊具的性能，吊車按照吊裝區域順序要求就位，履帶全展開。吊機站好位后進行空載運行，模擬實際工況，按實際工況作業半徑、臂長仰角進行轉動。試運行之前由專人到操控室檢查作業半徑、臂長、仰角等參數，保證模擬工況與現場實際工況一致。在模擬工況過程中檢查吊臂是否與構筑物相沖突，有無障礙，最小凈間距，確認無誤后方可開始吊裝作業。

完全符合要求后，先進行起重試吊，開始起吊時，應先將構件吊離30 mm 后，持荷3 min～5 min，并檢查支腿基礎、履帶吊機械性能、吊鉤以及鋼絲繩等各部件的連接情況，起重機的穩定性、制動裝置的可靠性、構件的平衡性和吊點的牢固性等，待檢查確認合格后方可進行正式吊裝作業。已吊起的構件不得長久停滯在空中。

3.5.4 管節吊裝

管節吊裝應優先安裝下部構件的左右側，待下部構件連接完成后再安裝上部構件，安裝步驟如下。下部構件起吊→下部構件安放→左右構件連接縫清理→連接縫止水膠條安裝→左右構件連接螺栓安裝→左右連接縫密封填料填充→下部構件止水膠條安裝→上部構件起吊→上部構件接縫清理→上部構件接口對正→上部構件安裝→ 連接處防水處理。

管節吊裝應在白天進行，管節運輸就位后，吊車將管節從平板車上緩慢吊起，起吊時在管節預埋吊環處穿好起吊鋼絲繩，由人工將鋼絲繩掛到吊車起吊勾上，吊車啟動吊臂調整好吊繩，使每股鋼絲繩能均勻受力。起吊時在管節兩端的吊環內穿麻繩人力控制，防止管節起吊時擺動。確認吊車支腿穩固后，平穩提升并保證構件兩端水平，起吊到一定高度轉動吊車拔桿使構件到待安裝位置，徐徐落下，使管節中心及邊線與墨線重合，管節就位后，檢查管節是否與保護層密貼，有空隙用支座灌漿料進行找平。

3.5.5 管節拼裝

3.5.5.1 管節粗拼

管節拼裝設專人指揮，吊裝過程中作業范圍內嚴禁站人，起吊時在管節兩端的吊環內穿麻繩人力控制，防止管節起吊時擺動，待吊裝管節離保護層約50 cm 高度時，安排4 名安裝工人配合吊車將預制管節的插口推扶至前一節管接的承口處，進行初步定位。

3.5.5.2 管廊精拼

管節吊至基坑的過程中會遇到2 種情況。1）常規吊裝，管節正常下放，稍微精調即可。2）管節受基坑水平支撐影響，管節距離拼接點約1 m 不能直接吊裝到位，需調整。此時縱向調整均采用手拉葫蘆進行精調。整體調整原則為：底板-邊墻-頂板，再縱向調整。分塊預制構件采用高強螺栓進行連接。

3.6 管節防水

管節接頭采用雙膠圈密封的多道防水結構，其防水工作原理主要分為雙膠圈防水、雙組分密封膠防水、自黏式防水卷材防水與注膠（漿）防水。

3.6.1 雙膠圈防水

接頭防水采用2 道橡膠圈主防水，其防水密封膠條采用三元乙丙彈性橡膠密封墊。彈性密封墊的截面一般設計為多孔梳形，該種截面形式可以使彈性密封墊具有較大的壓縮性和較高的彈性，即使管廊接縫有一定的張開量，它仍能處于一定的壓縮狀態，可有效地阻擋水的滲漏。

3.6.2 雙組分密封膠防水

雙組分密封膠對內、外側嵌縫起到防水、防滲作用。

3.6.3 自黏式防水卷材防水

內側EPIIR 自黏防水膠帶除防水、防滲外，還可以預防昆蟲、鼠咬等的破壞，起到保護內縫密封膠、密封條的作用。外側PCM 自黏聚合物改性瀝青防水卷材除了具有防水功能外，還可以防止植物根莖穿刺造成的破壞，主要起到保護外縫的目的。

3.6.4 注膠（漿）防水

管節構件接頭處設置注漿管，一方面可以做管節接縫處防水試壓用，測試管節內外膠條防水密封性能；另一方面可以作為后期堵漏的預留通道。如果管廊在使用階段因變形沉降過大造成局部滲漏后，可以利用注漿管對管廊接口處進行注膠、注漿封裝等維護措施[2]。

4 結語

運用分塊預制拼裝技術施工，由于生產和安裝機械化程度高，可流水作業，極大地提高了生產效率。對于施工現場而言，分塊預制管節運輸便于管理，安裝速度快，可迅速完成難點線路的施工，極大地縮短了施工工期。并且該技術的應用更環保、更安全、更高質，少干擾、低消耗，有利于可持續發展。隨著綜合管廊的興起，建設環境和工時控制條件越來越嚴格，分塊預制拼裝技術在城市老城區的建設中，將會有廣闊的應用前景。