關于城市地下綜合管廊的施工技術研究與應用

劉佳寧 周 陽 閆昶州 呂雨竹

(1.北京市基礎設施投資有限公司，北京 100101;2.中鐵電氣化局集團有限公司，北京 100036)

如果想要進一步提高城市地下綜合管廊的施工技術水平，則必須要認真分析以往的工程建設經驗，在第一時間發(fā)現(xiàn)施工計劃中所存在的不足之處，以此來強化實施效果。近年來，隨著我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，地下綜合管廊的施工技術也在逐步創(chuàng)新的過程中。施工企業(yè)務必要委派專業(yè)人員，提前深入到施工現(xiàn)場來掌握具體的形式變化，順應工程項目的建設要求，積極運用現(xiàn)代化的技術手段，將地下綜合管廊在城市建設環(huán)節(jié)中的積極作用發(fā)揮出來。

1 城市地下綜合管廊工程概述

綜合管廊又可以被稱之為共同管道，是處于城市地下空間內的綜合性管道走廊。其主要功能是合理利用城市的地下空間，將電力、通信、供熱、給排水以及燃氣管道予以集中設計和集中管理。同時還會順應城市建設工程的實際要求，在綜合管廊內安裝維修口與監(jiān)測系統(tǒng)。

1.1 地下綜合管廊的主要構成

總的來看，城市地下綜合管廊包括以下幾個構成要素。其一，管廊本體。地下綜合管廊的本體主要由鋼筋混凝土所構成，施工人員會采用現(xiàn)澆作業(yè)或預制作業(yè)的方式，按照施工圖紙來完成地下綜合管廊系統(tǒng)的建設任務。其二，管線。在城市地下綜合管廊中所包含著各類管線，其中最為常見的包括供熱、供水、電力、電信以及天然氣等。由于城市地下空間內的污水和雨水管道所采用的是重力流運輸模式，會大幅度提高地下綜合管廊的建設成本，因此在當前的地下綜合管廊系統(tǒng)中并不包含這兩類管道。其三，監(jiān)控系統(tǒng)。在地下綜合管廊的運行過程中，環(huán)境中的濕度與氧氣濃度的變化均會引發(fā)不同程度上的安全隱患。務必要安裝監(jiān)控系統(tǒng)，確保控制中心可以及時發(fā)現(xiàn)地下空間內的安全隱患，并做出及時反應。最后，通風系統(tǒng)。通風系統(tǒng)的主要功能是保證施工人員的身心健康，在對地下綜合管廊進行施工作業(yè)時，通風系統(tǒng)則會啟動，使得地下空間內可以流入新鮮空氣。

1.2 地下綜合管廊的施工流程

在前文中有所提及，如果想要保證城市地下綜合管廊工程的建設質量， 則必須要從細節(jié)入手來提高施工技術水平。為此，地下綜合管廊工程要按照施工方案中的規(guī)范性要求，逐一落實每一道施工工序。總結來看，城市地下綜合管廊的施工流程包含以下9個步驟。

(1)測量定位 委派技術人員提前深入到施工現(xiàn)場，按照既定的測量單位來獲取精準數(shù)據(jù)，在此基礎之上來確定地下綜合管廊的位置坐標與高程。

(2)制定施工方案 在做好基礎的定位測量工作之后，設計人員要根據(jù)測量結果以及城市建設工程的具體要求來制定施工方案，在這一環(huán)節(jié)中做好細節(jié)管控，盡量減少返工作業(yè)。

(3)土方開挖 土方開挖環(huán)節(jié)同樣要根據(jù)測量數(shù)據(jù)來開展，施工人員要精準確定土方工程的放坡尺寸，并按照施工方案中的要求來進行開挖作業(yè)。

(4)驗槽 當?shù)叵戮C合管廊的基坑挖至施工方案中的要求標高后，建設工程項目的各方參與主體應對基坑展開階段性的工程驗收，確保準確無誤后方可進入到下一項施工環(huán)節(jié)。

(5)主體結構 主體結構施工是地下綜合管廊工程的核心環(huán)節(jié)， 完成驗槽并確認合格后，施工人員要按照圖紙內容， 對主體結構與管廊墊層展開施工作業(yè)。

(6)防水工程 根據(jù)防水工程的具體要求來完成頂板與支架安裝，同時檢驗好防水工程與主體結構之間的銜接度。

(7)基坑回填 施工人員要根據(jù)施工方案與施工現(xiàn)狀，選擇適當?shù)臋C械設備來完成基坑回填作業(yè)。

(8)覆土作業(yè)。

(9)驗收 當上述所有施工環(huán)節(jié)順利完成之后，應展開全部驗收工作。基于各個施工步驟的建設情況，逐一核對施工方案中的建設標準。一旦發(fā)現(xiàn)存在施工質量問題，則要在第一時間找到相關責任人，并予以返工處理。

2 城市地下綜合管廊施工技術的應用

2.1 深基坑支護

為了能夠進一步提高深基坑施工作業(yè)環(huán)節(jié)的安全等級，務必要根據(jù)地下綜合管廊工程的建設要求合理選擇深基坑支護技術。針對臨近山體的剝蝕地質段，施工人員可根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況來采用爆破開挖施工方法。通過合理應用靜力爆破方式，不僅能夠全面提高深基坑施工環(huán)節(jié)的推進效率，同時還可以保證深基坑支護結構的穩(wěn)定性。其次，在現(xiàn)階段的地下綜合管廊工程項目中，施工人員還可以按照施工方案中的具體要求，將鋼板樁、水泥攪拌樁以及橫向支撐等多種支護方式結合到一起，打造出多元化的深基坑支護方案，以此來滿足復雜工程項目的深基坑支護要求。最后，如果綜合管廊施工現(xiàn)場的拋石層較多，且地質條件較差，為了能夠有效減少施工風險，施工人員則可以在千斤頂?shù)闹С窒拢捎勉@孔灌注樁結合坑底水泥攪拌樁的方式來進行搭配支護。并向擋土結構施加適合的預應力，進一步發(fā)揮出深基坑支護結構的功能特性，為后續(xù)施工環(huán)節(jié)奠定基礎。

2.2 明挖現(xiàn)澆法

現(xiàn)如今，明挖現(xiàn)澆法是城市地下綜合管廊工程中非常常用的施工技術。由于此類施工方法能夠展開大面積作業(yè)，將地下綜合管廊工程劃分為多個施工標段后，施工人員則可以在不同的作業(yè)面中快速開展施工作業(yè)。相比較來看，明挖現(xiàn)澆法的應用難度較小，且工程造價水平較低，因此是諸多施工企業(yè)的首選。但明挖現(xiàn)澆法同樣也具備著一定的缺點，此種施工方法的應用需要暫停交通，并且對于施工現(xiàn)場周邊的地勢平坦度也提出了較高的要求。如果地下綜合管廊工程項目的所處地點為城市道路，施工人員需要提前完成管道挖掘和鋪設作業(yè)，便于后續(xù)大面積開挖施工的高效推進，并根據(jù)施工現(xiàn)場的具體要求來搭配使用井點降水措施。

2.3 明挖預制拼裝法

相較于明挖現(xiàn)澆法而言，明挖預制拼裝法應用頻率相對較低。此類施工技術手段需要有較高科技水平的支持，在發(fā)達國家中比較常見。明挖預制拼裝法的應用需要得到大型預制廠的技術與生產支持，并且還要提前規(guī)劃好適合大噸位運輸設備的行駛路線。相比較來看，明挖預制拼裝法的施工成本較高，但由于此種方法可以全面提高地下綜合管廊工程的施工水平，更加符合當前的綠色施工要求，因此也得到了一眾施工企業(yè)的關注和青睞。

2.4 盾構法

盾構法所指的是，在盾構保護的前提下被運用到軟土隧道構件環(huán)節(jié)中的施工技術手段。此種施工技術的應用比較特殊，例如地層挖掘、襯砌拼裝、接縫防水以及注漿充填等各項施工作業(yè)環(huán)節(jié)均需要在構盾的保護下所開展。盾構法的應用對于施工企業(yè)的工藝技術水平提出了較高的要求，施工人員一方面要嚴格遵循施工方案來加強各個施工環(huán)節(jié)的精細化管理，另一方面則要通過技術手段來實時了解地下水物質，以此來杜絕地面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。總結來看，盾構法的施工優(yōu)勢包括以下幾點。施工步驟少、安全等級高、施工周期短、并不需要提前進行地表降水、對于周邊環(huán)境的干擾度低、可以被應用到復雜的施工現(xiàn)場以及工程投資成本低等；而施工劣勢則包括以下幾點。在前期需要投入高額的施工設備租賃與養(yǎng)護費用、對于工程變化的適應度較差、很難把握地表的沉降問題、并不適用于小曲線半徑隧道的作業(yè)環(huán)境等。

2.5 頂管法

頂管法所指的是一種暗挖式的施工作業(yè)形式，在城市地下綜合管廊的建設工程中，頂管法可以被應用到鐵路、建筑物、河流以及道路等障礙物的穿越環(huán)節(jié)中。頂管法的操作過程相對簡單，其施工原理主要是利用導向軌道與傳力頂鐵，利用液壓千斤頂?shù)淖饔昧Γ瑢⒐芫€壓制施工地點的土層內，而施工人員則需要將管正面的泥土予以清除。但頂管法的應用場景也有著一定的限制，更加適合富水軟土與軟土地段。此類施工技術的應用不需要提前明挖土方，對于施工作業(yè)面的影響較小，整個施工過程只需要準備一套簡單的機械設備，對于施工人員的技術水平要求較低。雖然頂管法的應用優(yōu)勢比較凸顯，可以幫助施工企業(yè)降低成本支出，縮短施工工期。但同樣也有著明顯的缺陷，頂管法只能夠被運用到中型管道施工中，在施工作業(yè)中對于管線的變向能力較弱，并且會大幅度增加后期的糾偏難度。

2.6 淺埋暗挖法

淺埋暗挖法可以被運用到一些特殊的施工環(huán)節(jié)中，能夠順利完成貼近地表的洞室暗挖作業(yè)任務。相比較來看，淺埋暗挖法被廣泛應用到了地形環(huán)境較差，且施工現(xiàn)場存在大量地下水的施工地段。相比較來看，淺埋暗挖法的靈活性更高，對于施工場景的要求也更少，整體優(yōu)勢十分明顯。

3 城市地下綜合管廊施工技術的發(fā)展展望

3.1 三位一體建設模式

在此處所提及的三位一體建設模式，其中包括地下空間、地下綜合管廊以及地下環(huán)形車道這三大要素。隨著我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，建筑工程項目的整體規(guī)模也在隨之增加，而三位一體綜合管廊建設模式的快速發(fā)展能夠滿足大型建筑物的建設要求。不僅可以有效降低地下綜合管廊工程項目的建設成本，同時也更加有利于綠色施工理念的推廣與應用。

3.2 綠色預制拼裝技術

截至目前為止，現(xiàn)澆施工作業(yè)方法仍然是地下綜合管廊工程中最為常用的施工技術手段，此類方法不僅成本較高，并且在施工環(huán)節(jié)中也極易受到周邊環(huán)境的影響。為了能夠從根本上解決這一問題，在日后則要大力發(fā)展綠色預制拼裝技術，使得地下綜合管廊工程可以朝向工業(yè)化、標準化、智能化的方向所發(fā)展。而隨著此方面建設經驗的日益豐富，各種新型材料與結構形式的層出不窮，勢必會對綜合管廊工程帶來更多的發(fā)展機遇，進而涌現(xiàn)出更多優(yōu)秀的研發(fā)成果。

3.3 頂管技術

隨著各個城市中管廊建設工程數(shù)量的持續(xù)增加，如何能夠更加快速、高效、精準地解決老舊城區(qū)內的管線改造問題，將是所有參與綜合管廊工程建設企業(yè)需重點思考的問題。其中不得不面對的是，綜合管廊工程難以避免的會接觸到鐵路道路、建筑物以及河流等各類障礙物，為了能夠將負面影響降到最低，頂管技術的應用頻率將會逐步提高。截至目前為止，在我國的綜合管廊工程中，已經應用到了世界上最大斷面的矩形頂管機，相信在日后，此類新型頂管技術勢必會得到蓬勃發(fā)展。

3.4 新舊管廊連接技術

除去上文中所提到的幾項技術發(fā)展要點之外，隨著我國綜合管廊工程建設數(shù)量以及建設規(guī)模的持續(xù)增加，如何能夠實現(xiàn)新舊地下綜合管廊的高效連接，是未來技術發(fā)展的新方向。現(xiàn)如今，由于受到多方因素的影響，在我國仍然沒有關于新舊地下綜合管廊連接的工程案例，應積極學習其他發(fā)達國家的施工經驗，加快此項連接技術的研發(fā)與應用速度。

4 結 語

綜上所述，隨著我國現(xiàn)代化城市發(fā)展速度的持續(xù)加快，通過分析以往的發(fā)展經驗可知，由于受到多方因素的干擾，在以往的建設工程項目中，管線施工經常采用的是直接埋設方式，隨著使用年限的逐步增加，勢必會對后續(xù)的城市建設工程以及管線管理工作設下重重阻力。而在最近幾年來，各個地方上的政府部門都在積極推廣城市地下綜合管廊工程的建設任務，并嚴格遵循綠色環(huán)保的施工原則，合理采用現(xiàn)代化的管廊施工技術手段，更有利于城市環(huán)境的改善。在未來的工程建設中，施工企業(yè)要積極運用各類現(xiàn)代化的綜合管廊施工技術方法，根據(jù)不同工程項目的建設要求，深入了解施工環(huán)境的地質條件與水源特點，在此基礎上來完善綜合管廊工程的建設方案。有效提高管廊建筑的結構穩(wěn)定性，更加自如地應對各類突發(fā)狀況，在反復摸索與實踐中積累豐富的施工經驗，為我國現(xiàn)代建筑行業(yè)的穩(wěn)定前行提供力量支持。