城市地下綜合管廊施工技術及其要點

孟慧棟

（中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710000）

引言

城市交通、環保要求、既有建筑物的安全防護等都會影響到地下綜合管廊的施工，采用明挖法時要在地面上挖掘出大規模的基坑，管廊施工可采用拼接預制鋼筋混凝土結構或者現澆鋼筋混凝土結構，明挖法的缺點在于安全風險高、交通干擾大等。與之相比，盾構法、頂管法等暗挖施工技術無需大規模動土作業，其效率特大幅提升。研究這些施工技術的特點對綜合管廊的施工管理具有重要的價值。

一、城市地下綜合管廊工程的優勢與不足

（一）城市地下管廊工程的優勢

1.城市地下綜合管廊工程在國外已經發展一百多年，他們已經有了很高的建設、施工技術，我們可以借鑒他們豐富的經驗，來發展我國的城市地下管廊工程的建設，這樣也省去了我們自己鉆研摸索時間，省去了因反復改進而浪費的基金。開發城市地下管廊工程建設可以減少地面的線網管路，高壓塔等設施的存在，有效提升了城市道路的利用率，減少了地面設施的維護費用。

2.城市地下管廊工程對各類基礎管線有很好的保護作用。國家每年都會發生許多的因為地面基礎設施而引起的事故，如地面高壓線因為下雨打雷時擊傷擊死人事故，或者漏電導致行人觸電事故。在地震等自然災害面前，如果開展了地下管廊工程，會使地面的設施如電線桿，高壓線等大幅減少，會降低因電線桿傾倒而砸傷人，減少因電線斷了而致人觸電。有效的提升了城市的防災抗災能力。

（二）城市地下管廊工程的不足

1.前期大量的管網線路并入地下管廊，需要建設大量的混凝土建筑，從而需要大量的資金支出，也就是前期的投入比較大。

2.地下管廊工程全是全地下建筑結構形式，有些設施會有一些防水防潮的要求，而在城市地下管廊工程建設中還存在一些不能解決的問題，不能全部滿足各種設施的要求，給城市地下綜合管廊工程建設、施工帶來了許多阻礙。

3.專業人員的嚴重不足。建設城市地下綜合管廊需要大量的各類工程人才，對專業要求嚴格，不能出現任何偏差，所以這樣的人才需求也是很難滿足當下建設要求，還需要大量的培訓或者引進能勝任工程建設的人才。

二、明挖現澆法技術要點

明挖現澆法要在施工作業面上開展大規模的動土作業，等到管廊基坑成型之后再將管道敷設到預定的位置上，這種作業方式對城市交通的干擾性較大，并且基坑開挖之后還會產生一定的安全風險，必須以硬維護的方式加以預防，見下圖：

這種施工技術的要點概括如下：

1.基坑開挖。地下綜合管廊對管道的直徑、埋深深度、回填層的厚度等提出了明確的技術要求，在挖開基坑時要根據以上重要的參數確定具體的開挖作業量，并且根據基坑的深度做好邊坡放坡以及支護處理，防止土石方滑坡或者坍塌。通常按照1:1 放坡，如果邊坡穩定性足夠，一般也無需設置專門的支護措施，具體施工方法要根據現場情況而定。2.基底處理。基坑開挖之后會在基底形成大量的浮土或者巖石碎屑，采用機械設備和人工作業相結合的方式處理這些異物，然后在其表面澆筑一層混凝土墊層，將墊層表面處理平整，這一墊層可作為鋼筋混凝土層的底模，墊層表面要鋪設改性瀝青防水卷材，防止地下水透過墊層侵蝕鋼筋混凝土基底。3.鋼筋、止水帶以及預埋件的安裝。鋼筋敷設在墊層之上，控制好鋼筋之間的間距，綁扎牢靠。與此同時，在適當的位置上設定止水帶以及各種預埋件，使其滿足澆筑條件。4.鋼筋混凝土澆筑。在第一階段先澆筑底板混凝土層，將其厚度控制在35cm,澆筑之前嚴格檢查各種預制件以及止水帶等是否安裝固定到位。第二階段澆筑墻身以及頂板的混凝土層，施工縫分為兩類，水平方向的設置在底板以上30 到50cm 的范圍之內，縱向的施工縫按照每15 到30m 的范圍設置一道。經過良好的掩護之后，管廊的強度以及各種輔助設施都可達到設計要求，此時可在管廊內安裝管道敷設的各種支架。需要注意的是綜合管廊的底板、墻身以及頂板等位置都可能產生漏水的危害，在設計和施工階段必須充分考慮到這些部位的防水，墻身的處理中經常采用改性瀝青防水卷材和聚乙烯泡沫保護板。頂板的防水經常使用油氈隔離層、環氧樹脂涂料以及細石混凝土層[1]。

三、明挖預制拼裝法技術要點

現澆施工法要求施工單位現場澆筑和養護綜合管廊，整體的作業時間較長，基坑開挖之后長時間難以回填，對交通的安全管理造成了較大的壓力。明挖預制拼裝施工法實際上是提前預制好綜合管廊的鋼筋混凝土結構，然后在現場基坑開挖處理完成之后，將這些預制件敷設拼裝起來，形成管廊結構，見下圖：

這種作業方法顯著地減少了基坑的暴露時長，克服了現澆施工法的最大缺點。明挖預制拼裝法的技術要點如下：1.測量、放線及基坑開挖。在平整完場地之后使用專業的工程測繪裝備對綜合管廊的線路、寬度等進行測量和放線，然后再根據放線位置實施開挖，無論是現澆法，還是預制法，基坑開挖的作業方式基本上是一致的，此處應該注意的是不要超挖，因為綜合管廊施工的開挖深度一般不會太大，控制不當時可能產生超挖的現象。2.基底的處理。同樣的，基底處理的效果直接決定了綜合管廊施工的質量，因為如果基底處理不當，管廊在使用過程中就可能出現不均勻沉降、地下水侵蝕等一系列問題。在地質勘察階段應該嚴格檢查是否存在地下水滲漏、軟土地質之類的不良地質條件，對于不利于夯實施工的土壤層，可使用砂礫、粉煤灰以及細砂等混合而成的混合料來換填，然后再將基底夯實到位。3.預制構件的運輸和安裝。綜合管廊的底板、側板以及頂板等是在預制廠中制作好的，由運輸車輛將這些鋼筋混凝土預制件運輸到施工現場，由施工單位對預制件的完備程度實施嚴格的驗收，缺角或者開裂的預制件都不符合驗收標準，應該返廠置換。在混凝土墊層之上提前放線，控制好中心線和邊線的位置，并且利用定位裝置來限制預制件的位置，然后使用吊裝車輛將這些預制構件設置在相應的位置上。在具體實施的過程中還要注意箱涵施工，因為這一裝置對安裝精度要求較高，并且箱涵的重量較大，必須確保其凝固程度達到90%以上，否則在吊裝的過程中有可能造成結構性的破壞。同時箱涵的結構決定了其在運輸中存在較大的難度，其邊角位置容易磕碰并損壞，加強運輸安全防護和現場驗收是確保其安裝質量的重要途徑。另外，箱涵的拼接要控制好精度，對接的位置要做到平齊，接口位置必然會存在縫隙，工程實踐中將其控制在5 不超過5mm 的范圍之內。4.預制管廊的止水防滲。管廊的密封性是預制綜合管廊施工質量控制的重點環節，工程實踐中直接在施工現場開展閉水試驗，在管廊灌滿水之后，按照規定的試驗要求，等待足夠長的時間，觀察其是否存在漏水現象[2]。

四、盾構法技術要點

明挖現澆法和明挖預制拼裝發都要在施工線路上開挖大量的基坑，大規模動土作業會污染環境、干擾城市交通出行以及造成安全事故隱患，并且工程周期較長，影響范圍很大。為了減少這種干擾，在城市中開展此類作業時可采用盾構法，其優點是施工速度快、安全性高、環境污染少以及對各種地質條件具有良好的適應性，具體見下圖：

盾構法技術要點主要包括以下幾個方面：1.確定盾構始發的方式。在城市建成區的地下空間內存在大量的污水管線、電力電纜、通信光纜以及建筑物基礎結構，盾構機的體積非常大，在始發階段通常難以整體始發，而是要先向前掘進一段距離（由盾體來完成），當地下空間足夠大時再將其他的附屬配件組裝在一起，整體向前掘進。這種情況在老城區表現的尤其明顯。2.節點井的通過方式。綜合管廊系統中要為檢修人員設計出安全的工作空間，并且管廊之間也存在交叉的情況，這樣就會導致管廊系統中出現大量的節點井，盾構機械在處理這種結構時存在一定的難度，施工效率會受到制約。主要難點在于節點井的加固措施比較嚴格，這些已經成的構筑物增加了盾構機掘進的阻力，因此，施工單位在作業過程中應該提高盾構機的配置，提高刀具的強度。3.錨索施工區域的盾構。大型建筑物的地下室結構或者混凝土基礎經常采用錨索施工技術來提高其穩定性，以防止地下水對結構物產生過大的浮力作用。但是錨索的埋設增加了盾構施工的安全風險，因為盾構機有可能破壞錨索結構。工程實踐中針對這一問題提出了洞內張拉法以及鉆進套取發，盾構機在掘進的過程中有可能將錨索卷進設備中，采用以上兩種施工技術之后可將錨索從盾構機中快速的拔出。4.富水砂礫地層的掘進方法。有些施工作業區域的地質條件以砂礫層為主，并且這種土壤容易吸收較多的水分，在開展此類土壤地質的盾構施工時可調節盾構機的參數，重點是掌握好盾構過程中的注漿量、土壓力以及出土量等參數[3]。

五、頂管法技術要點

頂管法具有一定的特殊性，主要用于處理特殊的地質情況，地下綜合管廊的施工路線上難免會存在市政道路、城市內河以及各種埋深較大的建筑物，明挖法以及盾構法有可能對這些已經建成的構筑物產生嚴重的擾動，危害其正常運行，鑒于此，工程上一般是采用頂管法來處理這些特殊節點的施工，見下圖：

這種技術的優點在于不開挖地面，同時也能將施工活動對各種已經成建筑物的擾動降到最低程度。其施工方法如下：1.泥水推進法。這種施工技術的要點是依靠刀盤的轉動向前掘進，同時在刀盤上施加一定的頂進壓力，使其維持特定的前進速度，這種頂進的壓力可超過土壤對設備造車的壓力，進而保證頂進的速度。施工的過程中設備還會受到地下水的干擾，施工單位應該根據地下水的壓力和特點，實時調節循環水的壓力。為了降低土壤層對設備造成的摩擦力，頂進的過程中使用泥水將切削下來的碎屑送入泥倉中，達到排出目的。2.土壓平衡推進法。這種施工方法的技術要點是在泥倉中注入一定量的混合料，這些材料和切削下來的泥土混合在一起，形成較大的壓力，這樣就可借助這種壓力來平衡頂進設備遭遇的正面土壓力，其優點在于不需要配置泥漿，也不需要配置專門的泥漿泵，機械設備的費用相對較低[4]。

六、對于現階段城市地下綜合管廊工程建設的相關建議

（一）明確城市地下綜合管廊工程管理機制

城市地下管理工程建設需要各政府部門的參與，并應建立互相溝通，協作的關系，通過合理的管理機制，改變以往單獨作戰，分工不明確，協作不科學、不順暢的弊端。

（二）確立城市地下綜合管廊建設的法規標準

在建設中除了以程序化的施工外，同時還需要有明確的法律體系來確定產權歸屬，明確責任，完善相應的救援、安全、保障體系，提高城市地下管廊工程建設的安全性。

七、結束語

地下綜合管廊施工采用鋼筋混凝土結構，明挖法中包括現澆施工法和預制拼裝發，前者施工工期較長，對城市環境、交通以及安全管理影響較大，后者減少了混凝土澆筑和養護的環節，但是依然要開挖地面。盾構法和頂管法屬于暗挖法，無需開挖地面，工程效率高其影響范圍小，條件允許的情況下推薦使用暗挖法。