综合管廊明挖法施工工艺特点及适用范围探讨

危 艳

(厦门大学嘉庚学院土木工程系 福建厦门 363105)

1 综合管廊明挖法各施工工艺简介

综合管廊又称共同沟，是建于城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。

管廊的施工工法分为明挖法和暗挖法两大类，其中暗挖法分为浅埋暗挖法、顶管法和盾构法3种。目前,管廊施工以明挖法为主，暗挖法为补充。

明挖法施工，适用于新城区未开发地块或与道路同期施工的项目，覆土深度一般为2m～5m。

综合管廊明挖法施工工艺，主要分为现浇和预制拼装两大类，其中预制拼装类主要分为承插式拼装、预应力拼装和叠合式拼装3种工艺，如图1所示。

(a)现浇施工 (b)承插式拼装

(c)预应力拼装 (d)叠合式拼装图1 综合管廊明挖法施工工艺

现浇法施工，是在基坑开挖完成后，搭设模板，绑扎钢筋后现浇混凝土形成管廊主体。

承插式拼装，采用柔性承插接口连接预制管廊，配以楔形橡胶密封圈防水，如图2所示。该工法安装工序简单，施工速度快，密封性能、抗不均匀沉降性能均较好。

(a)承插式柔性接口(b)楔形橡胶密封圈图2 承插式拼装接口

预应力拼装，采用预应力钢绞线将带剪力键的预制节段连接成整体，如图3所示。在拼装前，应先试拼，待调试至精准位置后，在两节段间刮涂结构拼缝胶，单面厚度2mm，并及时张拉临时预应力，保证拼接断面上至少有0.2MPa压力。待全部节段拼装完毕后，张拉永久预应力，释放临时预应力。

(a)预制节段剪力键图

(b)预制节段侧立面图图3 预应力拼装

叠合式综合管廊标准段是由预制的叠合式底板、叠合式侧墙、叠合式顶板组成，通过现场的组装，在连接节点处局部绑扎少量钢筋(约5%)并浇筑自密实混凝土，从而形成叠合管廊，连接节点构造，如图4所示。

(a)侧墙与底板连接构造

(b)侧墙连接构造

(c)底板连接构造图4 叠合式管廊连接节点

叠合管廊所需作业面少且开挖量小，可以节约土方开挖、回填、路面恢复所需时间；现场不用模板、减少了现场钢筋绑扎，缩短工期；与现浇管廊相比，一体成型无施工缝，混凝土密实性好，防水效果好；与全预制管节管廊相比，整体性好，即使地基不均匀沉降也不会脱节，防水可靠，同时，拆分后构件重量轻，制作运输方便，起重机、吊车吨位小。

2 综合管廊明挖法各施工工艺的优缺点对比

不同施工工艺有各自的优缺点以及适用条件，对上述施工工艺进行对比，如表1所示。

基于我市当前经济社会发展水平和建筑市场调研情况，各种工艺的成本从高到低依次为：预应力拼装、承插式拼装、叠合式拼装、现浇。比例约为1.25∶1.11∶1.09∶1.0。

根据实际工程实践反映，不同工艺的施工速度有所不同：

(1)对于小断面单舱和双舱综合管廊，承插式拼装工艺速度最快，其次为预应力拼装和叠合式拼装，现浇施工最慢。

(2)对于大断面三舱和四舱综合管廊，以叠合式拼装工艺速度最快，其次为承插式和预应力拼装，现浇施工最慢。

表1 不同施工工艺对比表

3 综合管廊明挖法各施工工艺适用范围探讨

基于现阶段经济社会技术水平，通过现浇、承插式、预应力拼装和叠合装配式4种工艺综合对比，可初步判定各种综合管廊施工工艺的适用条件。

(1)对于单舱、双舱小断面管廊，承插式拼装和预应力拼装具有较好的适用性，其优势体现在施工便捷、高效、环保，因此这两种工艺比较适合应用于工期紧，施工文明要求高的管廊项目。

(2)对于三舱、四舱大断面管廊，受预制节段运输吊装困难的影响，承插式拼装和预应力拼装工艺施工效率降低，而叠合式拼装工艺不受影响，效率高，比较适合大断面管廊施工。

(3)对于特殊功能需求的管廊，如有燃气管线入廊要求廊体气密性好，此时较适合应用预应力拼装工艺。

当管廊建设场地地质条件出现剧烈变化时，如场地局部吹填、过水系段地质突变等，应当选用抗不均匀沉降能力强的结构形式。目前普遍认为，承插式和预应力拼装管廊，抗不均匀沉降性能较好。但是选择何种方式，应结合具体情况进行个案分析。

当空间条件受限管廊覆土深度浅(管廊顶部直接铺设道路结构层)时，廊体结构抗动载要求高，此时推荐预应力拼装工艺。

对于老城区结合道路提升改造的管廊，往往工期紧，文明施工要求高，施工空间受限，此时较适合应用承插式拼装和叠合式拼装工艺。

对于异型断面管廊以及管廊节点、口部位置的实施，以现浇和叠合式拼装效果最好。因此，在推广预制拼装工艺的同时，不应忽视现浇工艺的作用， 应当综合应用各种工艺，实现优势互补。

对于工程体量大，断面种类多的综合管廊，建议采用多种工艺并用，互为补充，形成最优组合。

将以上结论整理成表格，如表2所示。

表2 各综合管廊明挖法施工工艺的适用性条件分析

注：①该表根据工艺的适用程度，从高到低，分别为推荐、适用、可适用、不推荐； ②当项目情况复杂，难以根据本表判定工艺是否适用时，应采用综合分析法，进一步进行研究论证。

4 结论

现浇法施工技术成熟，对异形段、曲线段和节点的处理灵活，但是工期长；承插式拼装法和预应力拼装法易于标准化生产、抗不均匀沉降性能和防水效果好但大断面管节吊装困难，同时，承插式拼装法气密性差，预应力拼装法工艺复杂。叠合式拼装施工速度快但内部混凝土密实度控制尚存一定的不足。对于8种不同情况下综合管廊施工工艺的选择，如表2所示。