裝配式鋼制管廊施工技術研究與應用

劉濤

（中國中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 項目背景

秦淮大道綜合管廊項目位于南京市溧水區，總長約3.8km。綜合管廊設計為矩形單艙結構，艙內收納給水管道、電力電纜、通信電纜等管線，滿足未來電力輸送及通訊、供水需求。該管廊采用現澆鋼筋混凝土管廊和裝配式鋼制管廊兩種結構型式。其中裝配式鋼制管廊作為管廊建設領域的新工藝，此次結合綜合管廊各種復雜口部節點進行創新應用是國內首次，也是裝配式鋼制管廊應用領域的重大突破。

該項目鋼制綜合管廊段全長217.8m，采用預制鋼結構管廊施工工藝，斷面尺寸為3.5m(寬)×3.6m(高)單艙結構，頂部覆土厚度為2.5m～3m，管廊挖土深度7m；最深處設置集水坑，挖深7.8m。本段鋼結構管廊綜合艙內收納給水管道、電力電纜、通信電纜等管線，綜合管廊結構工程包括管廊主體結構標準段、管線分支口、逃生口、進風口、排風口、吊裝口、人員出入口等。

2 適用范圍

裝配式鋼制管廊適用于城市地下綜合管廊的施工，特別適合在淺覆土、地下水含量少、交通恢復早及周邊環境復雜等條件下的綜合管廊施工。

3 結構形式

裝配式鋼制管廊結構由波紋鋼板制成的單元片拼裝而成的管廊主體，以及內部配重的混凝土地坪組成。管廊內部設有檢修通道、智能化監控設備、消防設備等。管廊內部腔體為拱形結構，在兩側設有槽道、托臂用以敷設線纜，底部混凝土地坪上設有等間距混凝土支墩用以敷設自來水管等。結構形式及各部位尺寸見圖1。

圖1 裝配式鋼制管廊結構圖

4 優劣勢分析

雖然裝配式鋼制管廊在適用性、耐久性等方面較傳統鋼筋混凝土管廊略有不足，但在環境保護、施工效率、質量控制、安全風險、施工工藝、勞動力數量、建造成本等方面具有明顯優勢。鑒于此，裝配式鋼制管廊已在江蘇省南京市得到了大力推廣應用。裝配式鋼制管廊與傳統鋼筋混凝土管廊優劣勢對比見表1。

表1 裝配式鋼制管廊與傳統鋼筋混凝土管廊優劣勢對比分析表

5 總體施工流程

鋼制管廊總體施工流程：安裝前準備→底部基礎找平→底板吊裝與調平→底板法蘭縱向密封墊鋪設→側板吊裝→側板頂部縱向法蘭密封墊鋪設→頂板吊裝→終擰螺栓→環向密封墊安裝→施工定位拉筋焊接（可多節一并處理）→循環以上步驟至安裝完成→楔形部位支模澆筑→廊內地坪澆筑。

6 施工工藝及操作要點

6.1 安裝前準備：①安裝所需的主材和配件應齊全，輔助材料及主要機械設備、工具要備齊。②測量工具應完備并經檢定合格。③鋼結構構件的堆放場地應堅實、平整，無積水。④安裝前應將所需鋼結構板片倒運至基坑附近，便于吊車安全起吊。⑤堆放構件下應鋪設墊木，堆放的構件按種類、型號、安裝順序分區放置。⑥應按構件明細表核對構件的材質、規格及外觀質量，查驗零部件技術文件，并辦理相關驗收手續；對于運輸中產生的變形，均應在修復、矯正后方能安裝。

6.2 基坑復核：①根據設計圖紙，現場測設出起始樁號與管廊中心軸線方向標記。②施工墊層前，在混凝土墊層內施工抗浮拉筋，將85cm 長豎直拉筋（直徑20mm）按圖紙位置垂直地面砸入40cm，將1m×1m 鋼筋網平鋪套住拉筋并與之焊接固定，施工墊層混凝土至設計標高，控制墊層表面平整度在2cm 以內。

6.3 底板吊裝：①底板吊裝前，墊層必須經驗收合格，并現場測設出起始樁號位置，沿管廊中心軸線方向標記和固定標記位，標定參考標高數值。②底板下部兩側調平塊下放置磚塊墊平，前后側中心位置下放置預制灌漿料塊微調高差，底板吊裝放置于墊木之上，通過激光水平儀測量底板端孔標高與軸向中心線對齊。③在底板的波紋法蘭面鋪設密封墊，用扎帶固定；在板片焊縫突出處與縱向密封墊不貼合處打遇水膨脹密封膠。底板拼裝見圖2。

圖2 底板拼裝示意圖

6.4 側板吊裝：①在側板頂部波紋法蘭面布設密封墊，用扎帶固定，下吊時和底板初始下吊動作一致，先將側板平放在墊層上，再起吊側板，直接對接底板。②側板與底板用M24螺栓固定（螺栓初擰），側板與底板螺栓穿好后剪掉密封墊扎帶。③側板與底板法蘭間設置可調剛性支撐，鋼支撐材質為Q235B，支撐上栓孔與側板、底板端部栓孔栓接防止傾倒。側板拼裝見圖3。

圖3 側板拼裝示意圖

6.5 頂板吊裝：①下吊方式與底板一致,只需注意板片拱向與底板相反。②頂板精準吊裝到位后，搭設門式腳手架做為作業平臺，用M24 螺栓固定（螺栓初擰），頂板與側板螺栓穿好后剪掉扎帶。③剪斷所有扎帶并抽出，拆除兩端頭可調剛性支撐，組裝完成后進行外形校正，校正完畢后，所有縱向螺栓終擰，擰緊力矩符合設計要求（M24 螺栓擰緊力矩為220N·m）。④每節在節端各設置一套X 型拉索或定型支撐，然后進行節間對接拼裝及密封，待安裝完成并基坑回填至管頂50cm 高度時，拆除X 形定型拉索。⑤在整艙的螺栓全部擰緊后焊接抗浮拉筋，墊層拉筋與對應位置的底板上預焊的鋼筋接頭對焊。頂板拼裝見圖4。

圖4 頂板拼裝示意圖

6.6 鋪設環向密封墊：環向密封墊用扎帶固定，環向密封墊鋪設成密閉整環，接縫處用遇水膨脹密封膠密封。

6.7 澆筑底板下部混凝土：底板側部立模，按設計要求控制模板邊界，澆筑底板下側混凝土（分2 次澆筑，每次澆筑高度200mm，每次間隔時間≥10 小時），澆筑時用振搗設備實時振搗。

6.8 基坑回填：①鋼制管廊兩側及頂部宜采用石灰土或碎石土進行回填，應清除回填區植被、有機土壤、松散沉積物和粒徑大于75mm 的卵礫石，回填要求和壓實度等必須滿足設計要求，且壓實度應達到95%以上（綠化帶下壓實度允許達到90%）。②管廊兩側回填應同時、對稱、分層進行，兩側回填分層壓實厚度不應大于20cm。③鋼制管廊兩側60cm 范圍內宜采用輕型壓實設備碾壓，以外區域可使用重型壓路機碾壓。

鋼制管廊拼裝完成后要對結構尺寸進行檢驗，具體見表2。

表2 鋼制管廊結構尺寸檢驗標準

7 防腐及防水施工要點

防腐和防水施工是裝配式鋼制管廊施工質量控制的重中之重，必須引起足夠的重視。

7.1 防腐施工要點

裝配式鋼制管廊防腐方式主要采用雙重的重防腐技術，即熱熔特殊涂層+陰極保護（外掛陽極），該項技術耐各種惡劣環境腐蝕、耐撞擊，防腐層機械性能優良。管廊屬地下結構，防腐措施涉及結構耐久性，是施工中的重點，防腐要求按GB/T34567-2017《冷彎波紋鋼管》的規定執行，波紋板熱浸鍍鋅量雙面合計不少于1200g/m2，外觀鑒定按表3 進行。

表3 熱浸鍍鋅外觀鑒定要求

7.2 防水施工要點

裝配式鋼制管廊防水性能保證主要采用異型槽鋼平面法蘭連接方式，即連接方式為螺栓連接并緊固兩個相鄰墻板的縱向法蘭。密封方式為法蘭壓緊橡膠墊片雙密封面密封。

環向連接及密封方式：連接方式為螺栓連接并緊固節與節之間法蘭；密封方式為環向接縫，節間雙重密封，即法蘭中間壓緊橡膠密封墊，內側是可更換的壓緊密封墊。

拼縫處采用密封墊與密封膠（遇水膨脹止水膠）進行密封防水：鋪設環向密封墊，環向密封墊鋪設成密閉整環，側板與頂板接縫處用密封膠密封后鋪設環向密封墊。環向密封墊接縫處理要求：頂板和底板密封條需跨過側板環向第一個孔，并與側板環向密封條拼接，拼接縫要求如圖5 所示：密封墊斜切角度根據現場配切，切完后在拼接縫上打膠。

圖5 密封防水示意圖

拼裝完成后對密封性進行檢查，檢查要點見表4。

表4 密封檢查項目

結束語

綜上所述，裝配式鋼制管廊施工采用工廠化加工，現場安裝的施工方法。由于裝配式構件全部由后方工廠進行加工，在現場直接進行拼裝，所以可有效縮短建設工期，構件質量也更易保證。同時，裝配式鋼制管廊現場安裝更加方便，可以有效減少揚塵和噪聲污染，管廊的抗震性能也更好，建設成本更加低廉。鑒于以上優點，裝配式鋼制管廊已逐步在城市淺覆土地區管廊工程建設中得到推廣應用。