市政工程綜合管廊和管道安裝施工技術(shù)要點分析

鞏海強

（中鐵二十一局集團(tuán)路橋工程有限公司，陜西西安 710065）

0 引言

目前，城市地下空間已成為當(dāng)下相對寶貴的資源，修建綜合管廊可以充分利用地下空間，將各類地下管線進(jìn)行整合和集中管理，從而避免傳統(tǒng)地下管線交叉密布、錯綜糾纏的情況，有效提高土地利用率。所以，施工團(tuán)隊?wèi)?yīng)提高對綜合管廊以及管網(wǎng)施工技術(shù)的關(guān)注，充分了解如今城市管廊以及管網(wǎng)的狀況，采用行之有效的分析方式，實現(xiàn)對施工技術(shù)的探究，以滿足后續(xù)城市現(xiàn)代化建設(shè)工作的需要，達(dá)到提升市政管網(wǎng)工程整體質(zhì)量、提升城市形象以及改善環(huán)境質(zhì)量的目的。

1 工程概況

案例項目為清平路（寶通街—倉南街）工程，其位置規(guī)劃在火車站的南廣場片區(qū)；項目南面的起始區(qū)域為寶通街，經(jīng)過玉泉街等街道，項目的實際長度為2965.043m；道路紅線寬度為50m。在項目建設(shè)期間，工作人員需按照雙向六車道的要求建設(shè)，在中央?yún)^(qū)域增設(shè)6m 寬的綠化分隔帶，在車行道的兩邊分別設(shè)置寬度12m 的隔離帶。另外，施工人員也應(yīng)增加對后續(xù)交通量的考慮，以確保城市慢行系統(tǒng)的完善，使行人、自行車都能順利通行。而且，該區(qū)域內(nèi)的地面標(biāo)高最大值39.96m，最小值31.50m，地表相對高差8.46m。經(jīng)工作人員勘察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)氐幕娱_挖深度是6.675～10m；內(nèi)部凈尺寸是2.8m×3.2m；入廊管線為110kV 電力、35kV 電力、10kV 電力、通信管線及d500 給水管道；施工管理人員還需基于管廊主體，運用鋼筋混凝土矩形箱體結(jié)構(gòu)，完善綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，以延長管廊的使用壽命到100 年，該區(qū)域內(nèi)的防水等級是一級，抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度。區(qū)域內(nèi)的斷面示意圖如圖1 所示。

圖1 區(qū)域內(nèi)的斷面示意圖

2 地質(zhì)勘察與設(shè)計規(guī)劃

綜合管廊設(shè)計前的勘察設(shè)計工作是非常重要的，它為后續(xù)的設(shè)計和施工提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息[1]。需要勘查和調(diào)查的信息主要包括以下7 個方面：①地質(zhì)勘察。包括地質(zhì)構(gòu)造、地層特征、地下水情況等方面的調(diào)查，以評估地下工程條件和可能遇到的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。②地形測量。對管廊所在區(qū)域的地形進(jìn)行測量，包括地勢高低、地表特征、建筑物分布等，為設(shè)計提供地形數(shù)據(jù)。③地下管線調(diào)查。對已有的地下管線進(jìn)行調(diào)查和記錄，確保新建綜合管廊與現(xiàn)有管線的協(xié)調(diào)和避讓。④管廊走廊選擇。通過勘察確定最佳的管廊走廊位置，考慮地質(zhì)條件、土地利用、環(huán)境影響等因素。⑤環(huán)境影響評價。評估綜合管廊建設(shè)對周邊環(huán)境的影響，包括噪音、振動、空氣質(zhì)量等方面。⑥土壤力學(xué)性質(zhì)測試。對工程用地的土壤進(jìn)行力學(xué)性質(zhì)測試，為地基設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。⑦水文地質(zhì)勘察。對地下水文地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查，評估地下水位、水質(zhì)等對工程的影響。這些勘察設(shè)計工作將為綜合管廊項目的設(shè)計提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息，有助于保障工程建設(shè)的安全和可靠性[2]。

3 施工前準(zhǔn)備工作

為保證綜合管廊順利開工，在開工前需要做好以下7 個方面的準(zhǔn)備工作：①現(xiàn)場布置和準(zhǔn)備方面，精確確定施工區(qū)域范圍，清理現(xiàn)場，確保施工區(qū)域干凈、整潔，并設(shè)置施工標(biāo)志和警示標(biāo)識。②施工物資準(zhǔn)備方面，準(zhǔn)備好所需的施工材料、設(shè)備和機械，包括鋼筋、混凝土、管材、施工機械等，并確保其質(zhì)量、規(guī)格和數(shù)量符合設(shè)計要求。③施工人員需加強安全培訓(xùn)，每位參與者依據(jù)進(jìn)場時間先后完成安全培訓(xùn)工作，培訓(xùn)內(nèi)容需涵蓋施工操作規(guī)程、安全防護(hù)措施等，確保施工人員具備必要的安全意識和技能。④施工方案確定方面，根據(jù)設(shè)計方案和施工圖紙，制定詳細(xì)的施工方案和施工工藝流程，明確各項工程任務(wù)的分工和實施步驟。⑤施工設(shè)備方面，對施工所需的各類機械設(shè)備進(jìn)行必要的檢查和調(diào)試，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和安全可靠。⑥現(xiàn)場勘察和標(biāo)高復(fù)核方面，進(jìn)行現(xiàn)場勘察，確定施工標(biāo)高和布置位置，為后續(xù)施工提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息。⑦施工組織管理方面，科學(xué)制訂施工組織規(guī)劃，包括施工進(jìn)度計劃、工程質(zhì)量控制計劃、安全生產(chǎn)計劃等，確保施工過程能夠有條不紊地進(jìn)行[3]。這些準(zhǔn)備工作將為綜合管廊施工能夠順利實施提供必要的支撐和保障[4]。

4 盾構(gòu)法管廊施工控制要點

為避免軟土地基造成的地基處理困難，提高施工進(jìn)度，本案例工程部分段落管廊采用盾構(gòu)法施工，施工過程中需重點控制以下6 個方面。

（1）盾構(gòu)機選型。根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件選擇適合的盾構(gòu)機類型和規(guī)格。盾構(gòu)機應(yīng)具備足夠的推進(jìn)力、穩(wěn)定性和適應(yīng)性，能夠應(yīng)對各種地質(zhì)情況和管廊設(shè)計要求，且應(yīng)選擇合適的盾構(gòu)機參數(shù)和施工措施[5]。

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇。根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求，選擇合理的盾構(gòu)施工支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括襯砌材料、支撐方式等，確保施工過程的安全和穩(wěn)定。

（3）施工工藝和步驟。制定詳細(xì)的盾構(gòu)施工工藝和步驟，包括推進(jìn)前的準(zhǔn)備工作、盾構(gòu)機的調(diào)試和試推、推進(jìn)過程中的土壓平衡、排土和管片安裝等，確保施工按照規(guī)定的順序和方法進(jìn)行。

（4）盾構(gòu)機監(jiān)測和控制。設(shè)置盾構(gòu)機的監(jiān)測系統(tǒng)，對盾構(gòu)機的推進(jìn)力、位移、土壓等進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，及時調(diào)整施工參數(shù)，確保施工安全和質(zhì)量。

（5）管片制作和安裝。根據(jù)設(shè)計要求，制作符合規(guī)范的管片，并確保其尺寸和質(zhì)量。在盾構(gòu)推進(jìn)過程中，及時安裝管片，并進(jìn)行精確的對接和固定。

（6）安全管理和環(huán)境保護(hù)。加強施工現(xiàn)場的安全管理，包括施工人員的安全培訓(xùn)、防護(hù)設(shè)施的設(shè)置、事故預(yù)防和應(yīng)急處理等。同時，采取有效的措施保護(hù)施工環(huán)境，減少噪音、振動、排放物等對周邊環(huán)境的影響。

通過合理選擇盾構(gòu)機、充分了解地質(zhì)情況、設(shè)計合理支護(hù)結(jié)構(gòu)、制定科學(xué)的施工工藝和步驟，以及加強安全管理和環(huán)境保護(hù)，可以有效提高綜合管廊盾構(gòu)法施工的安全性和效率，保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

5 防水工程施工要點

本案例防水工程中主要采用了新型材料進(jìn)行防水作業(yè)，主要應(yīng)用的防水材料有：防水管片、密封防水墊等，現(xiàn)就各種材料的防水技術(shù)性能和要點做如下分析。

（1）自防水襯砌混凝土管片結(jié)構(gòu)。工作人員在襯砌混凝土管片生產(chǎn)活動中中，需提前開展配合比的設(shè)計工作，嚴(yán)格選購材料、控制生產(chǎn)并完成檢測工作，強化管片所具備的抗?jié)B性能。過程中，工作人員可以通過襯砌混凝土的試驗檢測，讓其強度滿足C50 高強混凝土的要求，使它的抗?jié)B等級不小于1.0MPa。若管片處于0.8MPa 的水壓力范圍內(nèi)，并進(jìn)行3h 恒壓處理后，其滲透深度必須在5cm 以內(nèi)。而且，襯砌混凝土管片在預(yù)制過程及出廠前必須進(jìn)行以下檢查驗收：①管片混凝土的抗?jié)B試驗報告是否合格。②管片的外型精度和混凝土的外觀質(zhì)量，其中外觀質(zhì)量的檢查不僅要檢查管片嵌縫條槽口部位，而且管片的內(nèi)外面也必須仔細(xì)檢查，絕不允許有蜂窩麻面情況的出現(xiàn)。③管片拼裝后的精度及結(jié)構(gòu)尺寸，必須滿足設(shè)計要求。

（2）管片接縫彈性密封防水墊。工作人員需保證接縫處的防水施工滿足設(shè)計要求，結(jié)合管片接縫處區(qū)域的情況，增加嵌縫以及彈性密封墊，合理應(yīng)用彈性密封墊，確保達(dá)到預(yù)期的防水效果。其中彈性的橡膠密封墊在環(huán)、縱縫張開6mm 時，所能承受的水壓壓力為0.6MPa。因為彈性密封墊主要以三元乙丙橡膠為主，采用擠出硫化的方式制作而成，所以它的頂面會利用水膨脹橡膠嵌入，而且防水墊的下端設(shè)有孔槽，能夠?qū)崿F(xiàn)對壓應(yīng)力、應(yīng)變能力的改善，所以，工作人員也需增加對接縫區(qū)域的關(guān)注，使其在接縫張開時，保證接觸面處壓應(yīng)力變化較小，并且減小部分拼應(yīng)力。

工作人員為避免封頂塊進(jìn)行插入時，其中的彈性密封墊發(fā)生過多的摩阻力，可以增加潤滑劑在頂塊兩側(cè)的應(yīng)用，在彈性橡膠密封墊進(jìn)行拼裝以前進(jìn)行涂刷。工作人員利用單組份氯丁-酚醛膠粘劑（粘度為300cps）水性涂抹劑，使混凝土管片和彈性橡膠密封墊之間可以進(jìn)行有效黏結(jié)。

若此時，彈性橡膠密封墊的頂面呈現(xiàn)嵌入狀態(tài)，工作人員將膨脹劑在水膨脹橡膠的表面進(jìn)行涂刷，強化其防水能力。同時為提升密封墊的角部防水能力，可以通過丁基橡膠薄板的應(yīng)用，改善其角部防水能力，丁基橡膠薄板由未進(jìn)行硫化的丁基橡膠薄片組合而成。它的寬度是50mm，厚度是1.5mm，長度為75mm×2。工作人員粘貼過程中應(yīng)保證一半的彈性密封墊被覆蓋，使其剪切粘接強度能夠≥0.07MPa。管片密封墊防水示意圖如圖2 所示。

圖2 管片密封墊防水示意圖（單位：mm）

（3）螺栓孔密封圈。工作人員通過遇水膨脹橡膠密封圈的應(yīng)用，采用壓密處理和膨脹作用的方式強化栓孔防水效果，且具有更換簡便的特點。采用遇水膨脹橡膠密封圈也可以防止螺孔出現(xiàn)點漏、滲漏等問題。螺孔密封圈布設(shè)示意圖如圖3 所示。

圖3 螺孔密封圈布設(shè)示意圖（單位：mm）

6 管廊內(nèi)管道安裝技術(shù)要點

綜合管廊內(nèi)管道安裝是一個重要的工程環(huán)節(jié)，下面主要從管道選材與設(shè)計、測量與定位、管道支撐與固定、接口連接處理、防腐防蝕處理、管道檢測與驗收以及文檔記錄與管理等方面逐一進(jìn)行分析。

（1）管道選材與設(shè)計。根據(jù)綜合管廊的使用要求和環(huán)境條件，選擇適當(dāng)?shù)墓艿啦牧希鏟VC、PE、鋼管等，并且根據(jù)管道的輸送介質(zhì)、壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計。

（2）準(zhǔn)確的測量和定位。在管道安裝前，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和定位工作，包括管道的長度、高度、傾斜度等參數(shù)，以確保安裝的精確性。

（3）管道支撐與固定。在安裝過程中，需要根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置合適的支撐和固定設(shè)施，如支架、吊架、懸掛件等，以保證管道的穩(wěn)定性和安全性。

（4）接口連接處理。管道的接口連接是管道安裝的關(guān)鍵步驟，必須根據(jù)管材、設(shè)計壓力等要求采用適當(dāng)?shù)倪B接方式，如焊接、螺紋連接、橡膠密封等，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保連接的牢固和密封。

（5）防腐處理。對于暴露在外的管道，需要進(jìn)行防腐處理，如涂層、防腐包裹等，以保證管材的質(zhì)量，延長管道的使用壽命和保護(hù)環(huán)境安全。

（6）檢測與驗收。在管道安裝完成后，需要進(jìn)行必要的檢測和驗收工作，如壓力試驗、滲漏檢測等，確保管道的質(zhì)量和安全性符合要求。

（7）文檔記錄與管理。對于管道安裝過程中的各項數(shù)據(jù)和操作，需要進(jìn)行詳細(xì)的文檔記錄和管理，包括圖紙、施工記錄、驗收報告等，方便后期的維護(hù)和管理。

綜合管廊內(nèi)管道安裝需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，同時結(jié)合具體工程的實際情況進(jìn)行合理的設(shè)計和施工，以確保管道的質(zhì)量和安全運行。

7 結(jié)語

綜上所述，為滿足市政工程綜合管廊和管道安裝施工技術(shù)要求，過程中應(yīng)加強地質(zhì)勘察與設(shè)計規(guī)劃、做好開挖前準(zhǔn)備工作、明確管廊施工工藝控制要點、做好管廊施工過程中的防水工程施工、合理選用管道材料以及加強管道布控和安裝質(zhì)量，才能滿足綜合管廊施工和管道安裝施工的技術(shù)要求，保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，減少對市區(qū)道路的頻繁開挖和損毀，降低維護(hù)成本和對市民生活的影響，從而加強城市地下空間利用率，城市管網(wǎng)規(guī)劃井然有序，達(dá)到提升城市形象和環(huán)境質(zhì)量的目的。