李瀟，陳怡宏，張意，李根

（1重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶 400015；2重慶永悅匯管廊科技有限公司，重慶 401329）

1 國內(nèi)外管廊現(xiàn)狀

綜合管廊起源于19世紀(jì)的歐洲，隨后得到了飛速發(fā)展。法國于1833年起開始規(guī)劃地下排水系統(tǒng)，并修建了大量綜合管廊，英國于1861年修建了本國首條地下綜合管廊，德國于1890年也啟動了管廊工程。日本的綜合管廊起步較晚，1926年修建了第一條綜合管廊，但發(fā)展迅速，整體理論技術(shù)和施工應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了國際先進(jìn)行列[1]。

我國于1958年在天安門廣場下方修建了首條長約1076m的綜合管廊，正式拉開了國內(nèi)綜合管廊建設(shè)的序幕。1994年底，上海張楊路建設(shè)了一條長約111m的較大規(guī)模的綜合管廊，整體為矩形兩艙室結(jié)構(gòu)，分別安置燃?xì)馀c電力管線，管廊內(nèi)部配有照明、通風(fēng)排水、火災(zāi)預(yù)警、集成化信息采集等系統(tǒng)，設(shè)施完整，標(biāo)志著國內(nèi)綜合管廊正式進(jìn)入現(xiàn)代化。

預(yù)制裝配式管廊在我國起步較晚，特別是多艙大斷面管廊預(yù)制技術(shù)還不成熟[2]?，F(xiàn)階段國內(nèi)裝配式施工方法主要應(yīng)用于建造單艙或雙艙綜合管廊，由于構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等阻礙因素，其在三艙及以上的多艙管廊中應(yīng)用較少[3]。同時國內(nèi)對大截面裝配式綜合管廊的深入研究較少，在一定程度上阻礙了大型預(yù)制裝配式管廊的推廣[4]。本文依托工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了三艙節(jié)段式管廊的預(yù)制生產(chǎn)技術(shù)，對于類似工程具有參考和推廣意義。

2 工程概況

巴南區(qū)綜合管廊試點(diǎn)項(xiàng)目為重慶主城區(qū)內(nèi)首個采用現(xiàn)澆結(jié)合節(jié)段式預(yù)制的綜合管廊施工的項(xiàng)目，預(yù)制管廊段總長約4.51km，最大開挖深度達(dá)30m，為三艙室結(jié)構(gòu)，采用C40防水混凝土，抗?jié)B等級P6。管節(jié)最大截面尺寸9.3m×3.8m，外壁厚0.4m，內(nèi)隔墻壁厚0.3m，節(jié)段預(yù)制管廊厚度為0.8m，預(yù)制構(gòu)件具有整體尺寸較大、數(shù)量較多、構(gòu)造較復(fù)雜的特點(diǎn)，對工廠的生產(chǎn)效率和成型工藝有較高的要求。

3 工藝流程

節(jié)段式管廊預(yù)制施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 節(jié)段式管廊預(yù)制施工工藝流程圖

4 生產(chǎn)工藝

4.1 深化設(shè)計(jì)

預(yù)制管廊施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求、相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等，對原有設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行二次深化。深化設(shè)計(jì)主要包含以下幾個方面：預(yù)制節(jié)段的排列分布和構(gòu)件尺寸細(xì)化；確定骨架組成鋼筋的等級、直徑、根數(shù)、下料長度等參數(shù)；確定預(yù)埋件的種類、數(shù)量、規(guī)格、安裝位置，預(yù)留洞口補(bǔ)充局部大樣，詳細(xì)標(biāo)注洞口尺寸與洞口定位；確定接縫處防水構(gòu)造大樣、材料選取等。

深化設(shè)計(jì)圖紙需經(jīng)原設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，方可用于實(shí)際構(gòu)件生產(chǎn)施工。

4.2 模具安裝

組裝順序：底模起吊→安裝于底座→側(cè)模起吊→底模側(cè)模固定連接→精度校核→安裝控制系統(tǒng)并調(diào)試→精度復(fù)核→驗(yàn)收。

項(xiàng)目采用了大型臥式鋼模具（圖2），由液壓系統(tǒng)提供動力，通過中控臺操控側(cè)模的開閉、調(diào)整以進(jìn)行不同斷面尺寸的構(gòu)件生產(chǎn)，構(gòu)件拆模方便，具有操作簡單、快捷的特點(diǎn)。模具采用高強(qiáng)鋼材制作，可一次成型且構(gòu)件表面平整度高，結(jié)構(gòu)整體性好，保證了在大截面尺寸條件下預(yù)制節(jié)段的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。

圖2 臥式模具圖

模具原材選取和制作應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。組裝時嚴(yán)格按照精度要求進(jìn)行模具組拼，完成后由專業(yè)質(zhì)檢人員進(jìn)行模具外觀尺寸、角度及構(gòu)件接觸面平整度、頂部標(biāo)高的檢查，嚴(yán)格控制在允許誤差范圍內(nèi)，模具調(diào)校及保養(yǎng)方法嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范[5]執(zhí)行（表1）。

表1 臥式鋼模內(nèi)外模組裝允許偏差

組裝結(jié)束后，需對模具進(jìn)行全面清潔、清洗并涂刷脫模劑，待干燥并再次涂刷后模具才能投入生產(chǎn)使用。脫模劑需均勻涂刷，不得出現(xiàn)漏刷、局部堆積、沾污鋼筋等現(xiàn)象，不得影響預(yù)制管廊整體外觀效果。

4.3 鋼筋骨架綁扎、起吊

鋼筋骨架綁扎順序：內(nèi)層主筋→內(nèi)層分布筋→承口、插口端口加強(qiáng)筋→外層分布筋→內(nèi)外層支撐筋→外層主筋。

鋼筋進(jìn)場時，檢查質(zhì)量證明書及檢驗(yàn)合格報告，并抽取試件進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，結(jié)果須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。鋼筋加工技術(shù)指標(biāo)均應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范或圖集要求，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙與鋼筋下料表進(jìn)行加工、切斷和彎曲。

墊塊應(yīng)合理、準(zhǔn)確、牢固，呈梅花狀布置綁扎在受力鋼筋上，間隔不應(yīng)大于600mm，轉(zhuǎn)角位置適當(dāng)加密。預(yù)制管廊結(jié)構(gòu)的迎水面保護(hù)層厚度要求無墊層時不小于70mm，有墊層時不小于50mm，其余部位均不應(yīng)小于35mm。

鋼筋骨架起吊時，根據(jù)計(jì)算分析，吊點(diǎn)位置選取在距離端部0.2～0.25倍長邊長度處，吊鉤固定于上部兩排橫向受力鋼筋，保證構(gòu)件各處受力分布較為均衡合理。采用此吊距的四點(diǎn)起吊法可保證骨架均勻、平衡、穩(wěn)定起吊[6]。

4.4 預(yù)埋件安設(shè)

預(yù)埋件安裝工藝流程：預(yù)埋件制作→安裝骨架上預(yù)埋件→初次固定→安裝模具上預(yù)埋件→位置復(fù)查調(diào)整→二次固定。

鋼筋籠入模并核查完畢后，組織工人進(jìn)行預(yù)埋滑槽、預(yù)留鋼絞線鋼管、預(yù)留孔洞、吊釘?shù)阮A(yù)埋件的安裝（圖3、圖4）。通過螺栓、鋼管等固定構(gòu)件，將預(yù)埋件固定于模具上，確保安裝牢固，位置準(zhǔn)確；固定于鋼筋骨架中的預(yù)埋件可與鋼筋進(jìn)行綁扎固定。安裝完畢后，進(jìn)行位置的復(fù)查并及時調(diào)整，合格后方可進(jìn)入下一工序。

圖3 預(yù)留孔洞埋件

圖4 預(yù)埋滑槽

4.5 混凝土施工

項(xiàng)目采用C40防水混凝土，抗?jié)B等級P6，其制作混凝土嚴(yán)格按施工配合比，準(zhǔn)確稱量用料，滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)拌混凝土》的有關(guān)規(guī)定。綜合管廊作為長期埋設(shè)于地下的結(jié)構(gòu)，混凝土中堿含量應(yīng)滿足 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。

澆筑混凝土?xí)r沿預(yù)制模具呈8字形循環(huán)分層、對稱澆筑，均勻攤鋪，分層厚度不應(yīng)大于300mm。澆筑時混凝土自吊斗口下落的自由傾落高度應(yīng)小于500mm，超過時應(yīng)設(shè)置串筒或溜槽。澆筑時應(yīng)經(jīng)常觀察模板、鋼筋、預(yù)留孔洞和預(yù)埋件等有無移動、變形或堵塞情況，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即處理，并應(yīng)在已澆筑的混凝土初凝前修正完好（圖5）。

基于臥式模具，采用振動棒配合附著式高頻振動器進(jìn)行混凝土振搗。振動棒振搗參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)施工規(guī)范的規(guī)定。采用機(jī)械振搗時，每臺模具外掛八個附著式振搗器，初始振搗強(qiáng)度設(shè)置為160Hz，隨澆筑時間逐漸調(diào)整振搗強(qiáng)度至220Hz，持續(xù)振搗10min后關(guān)閉附著式振搗器。以混凝土表面停止下沉、無突出石子、無氣泡逸出以及混凝土表面開始泛漿作為結(jié)束振搗信號。

振搗操作完成，確認(rèn)混凝土密實(shí)性后，由人工對頂板進(jìn)行抹面找平，確保頂部混凝土表面平整密實(shí)，保證構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量（圖 6）。

圖5 混凝土澆筑

圖6 抹面找平

4.6 蒸汽養(yǎng)護(hù)

蒸汽養(yǎng)護(hù)裝置由支架、頂棚、電動導(dǎo)軌等部分組成，根據(jù)需養(yǎng)護(hù)的預(yù)制管廊的尺寸、數(shù)量，配置相應(yīng)的頂棚和支架，安裝導(dǎo)軌并進(jìn)行搭設(shè)。在混凝土澆筑結(jié)束后無需移動模具，直接通過頂棚的張拉實(shí)現(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件的全覆蓋，隨后即可開展養(yǎng)護(hù)工作（圖7）。蒸汽養(yǎng)護(hù)總共分為四個階段（圖8）：

（1）靜停階段：根據(jù)環(huán)境溫度，靜停階段時長控制在30～120min內(nèi)，增強(qiáng)混凝土對升溫階段結(jié)構(gòu)破壞作用的抵抗能力，防止構(gòu)件表面產(chǎn)生裂縫和疏松現(xiàn)象。

圖7 蓋棚式蒸汽養(yǎng)護(hù)裝置

圖8 養(yǎng)護(hù)溫度曲線

（2）升溫階段：此階段將通過控制臺提高蒸養(yǎng)棚內(nèi)的溫度。升溫速率控制在15～25℃/h。避免構(gòu)件表面和內(nèi)部溫差過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

（3）恒溫階段：升溫至75℃后進(jìn)行恒溫蒸養(yǎng)，保持 90%以上相對濕度，混凝土內(nèi)部溫度控制在75～80℃之間。養(yǎng)護(hù)時長不應(yīng)小于3h，養(yǎng)護(hù)后構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)不到起吊要求時，應(yīng)延長恒溫養(yǎng)護(hù)時間。

（4）降溫階段：恒溫養(yǎng)護(hù)后控制蒸養(yǎng)裝置下降棚內(nèi)溫度，控制降溫速度不宜大于15℃/h，防止構(gòu)件內(nèi)外溫差過大導(dǎo)致開裂，脫模后構(gòu)件表面與外界溫差不得大于20℃。

4.7 拆模吊運(yùn)

拆模工藝流程：拆除固定預(yù)埋連接件→拆除內(nèi)模與側(cè)模錨固桿螺栓→輕敲模板與結(jié)構(gòu)表面分離→啟動液壓系統(tǒng)、收縮內(nèi)?！鷨右簤合到y(tǒng)、擴(kuò)張外?！鸬鯓?gòu)件→模具清理。

根據(jù)構(gòu)件的分艙情況及起吊種類，管廊的吊點(diǎn)一般設(shè)置在側(cè)壁或頂板位置，吊具選擇和吊點(diǎn)設(shè)計(jì)位置一般根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、預(yù)制構(gòu)件重量、預(yù)制方式及經(jīng)濟(jì)合理性等因素綜合考慮。由于節(jié)段式預(yù)制構(gòu)件特點(diǎn)為長寬大、厚度小，因此采用側(cè)壁四點(diǎn)起吊法進(jìn)行起吊，起吊時混凝土脫模強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%和30MPa中的較大者。堆放地面應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，底部側(cè)壁板下對應(yīng)吊環(huán)位置設(shè)置好四角墊木墊平，墊木距離構(gòu)件邊緣距離不小于1m，且應(yīng)具有足夠強(qiáng)度和承載力，確保預(yù)制構(gòu)件放置穩(wěn)固。最后進(jìn)行構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)出場，完成節(jié)段式管廊預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)施工（圖9、圖10）。

圖9 構(gòu)件脫模

圖10 構(gòu)件吊運(yùn)出場

5 結(jié)語

基于工廠制作，采用臥式鋼模和棚式原地蒸養(yǎng)裝置等設(shè)備，生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量可靠。施工工藝規(guī)范了綜合管廊構(gòu)件的預(yù)制施工，提高了施工管理水平，推動了行業(yè)發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益，為裝配式管廊的推廣和應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。

本文所采用的施工工藝總結(jié)如下：

（1）節(jié)段構(gòu)件預(yù)制施工前，對圖紙進(jìn)行了深化設(shè)計(jì)，包括構(gòu)件尺寸、鋼筋排布、預(yù)埋件安裝、防水構(gòu)造等內(nèi)容。深化設(shè)計(jì)后可獲取施工步驟中所需的各類參數(shù)，將過程清晰、具體化，同時可預(yù)估材料使用量，避免產(chǎn)生浪費(fèi)。

（2）制作并采用了大型臥模，模具精度高、高強(qiáng)耐久、平整度好，由液壓驅(qū)動系統(tǒng)提供動力，人工操作中控臺進(jìn)行模具開啟、閉合。構(gòu)件一次澆筑成型，保證成品表面質(zhì)量和構(gòu)件的整體性。模具可多次周轉(zhuǎn)重復(fù)使用，節(jié)約施工成本、提高生產(chǎn)效率。

（3）使用預(yù)制管廊蒸汽養(yǎng)護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)了張拉頂棚、養(yǎng)護(hù)控制的自動化，機(jī)械化程度高。澆筑后無需移動構(gòu)件，節(jié)省人力、物力和時間，降低養(yǎng)護(hù)成本。設(shè)備連接簡單，便于安裝與拆卸。控溫精準(zhǔn)，提高了蒸汽養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

（4）在廠房進(jìn)行預(yù)制，可減少外界氣溫、氣候變化對生產(chǎn)的不利影響，減少噪音、粉塵排放，提高物料進(jìn)場效率，加速生產(chǎn)周期，滿足施工現(xiàn)場的安裝需求。