摘要：综合管廊即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、水热等各种工程管线集于一体，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。因此综合管廊建设已成为现代化建设的大势所趋。已建成的综合管廊按照工艺的不同分为混凝土现浇、混凝土预制和装配式钢制管廊。该论文从管廊运维成本、施工工期、工程质量、安全性、环境影响、技术成熟度等六个方面，对三种管廊形式进行了综合对比分析，为工程结构选型提供系统的技术参考。
关键词：综合管廊：混凝土现浇；混凝土预制；装配式钢制；对比分析
1 引言
管廊设计使用年限一般为100年，管廊的结构形式及其耐久性，直接影响运维阶段的资金投入，并对管廊结构安全和使用功能有较大影响。目前管廊形式有混凝土现浇、混凝土预制和装配式钢制管廊，截至2018年，全国在建综合管廊项目，以混凝土现浇管廊为主，混凝土预制管廊次之，钢制管廊极少。下面就三种综合管廊形式做简要分析。
2 混凝土现浇管廊特点分析
2.1建造工艺流程：
场地平整→拉森钢板桩打入或灌注桩施工→降水→基坑开挖和支护→垫层浇筑→底板防水→保护层施工→底板钢筋→底板模板→底板混凝土浇筑→侧墙钢筋→侧墙模板→顶板模板→顶板钢筋→侧墙和顶板混凝土凝土→混凝土养护→拆模。
2.2优点：
(1)整体性好，结构强度、刚度较大，安全性好；
(2)现浇施工施工组织灵活；
(3)适用于各种工况及复杂造型；
2.3缺点：
(1)全过程在现场进行施工，受现场环境及天气状况制约；
(2)占用场地较大；
(3)对周边环境影响较大；
2.4运维阶段成本分析
(1)施工缝维护：
按防水工程质保期5年，管廊内结构每5年进行一次1.5mm厚涂膜防水施工，涂膜宽度600mm，现浇管廊纵向每30m一道伸缩缝，施工缝长度较少。
(2)偶然突发抢修
主体结构动力及承载力损伤：
现浇结构整体性好，刚性强，且设计时安全系数大，遇到偶然事件，对结构安全影响较小。
(3)现浇结构渗漏：
混凝土地下结构对于渗漏处理技术成熟。
2.5建造能力要求
基本要求：现浇混凝土施工技术极为成熟，施工单位具备房建、市政、路桥等施工资质均可满足要求
3 混凝土预制管廊特点分析
3.1建造施工工艺：
管节制作：钢筋骨架安装→模板安装→混凝土浇筑→养护、拆模→验收合格→出厂
现场拼装:分节一次拼装→预应力张拉→注浆→气密检测
3.2优点：
(1)车间加工制作，精度高
(2)对外部环境影响较小；
(3)现场建造速度快；
3.3缺点：
(1)单节管廊重量比较大，运输成本大；
(2)对吊装机械要求高，危险性较大；
(3)现场堆放场地要求高；
(4)防水质量要求高；
(5)结构整体性差；
(6)非标节段需要使用专门的模具，截面适用性低。
3.4运维阶段成本分析
(1)主体结构维护
①按防水工程质保期5年，管廊内结构每5年进行一次涂膜防水施工，涂膜宽度600mm，预制管廊按每2m一道缝进行计算，施工缝较多。
②承插口+预应力钢绞线接头：
运营25-30年后，由于徐变和预应力钢材的松弛，管廊接头预应力损失较大。
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(2)偶然突发抢修
主体结构动力及承载力损伤：预制管廊采用承插口+预应力钢绞线接头，整体性较差，刚性较低，遇到上部堆载，过载，廊体侧面开挖等偶然事件，容易破坏结构稳定性，对管廊安全影响较大。
3.5建造能力要求
(1)企业生产规模，生产能力要强；
(2)大量管节需要提前预制，储运要求高；
(3)对施工企业的管理能力要求高。
(4)由于在厂内、现场安装检测项目较多，要求企业有相应的配套设备及人员。
4 钢制管廊特点分析：
4.1建造施工工艺：
厂内制作：轧波→冲孔→型弯→防腐
现场拼装：管片就位→螺栓安装→二次防腐→回填
4.2优点：
(1)工厂化制作，精度高；
(2)对外部环境影响较小；
(3)抗变形能力强；
(4)施工难度低、速度快。
4.3缺点：
(1)结构形式简单目前仅为拱形结构；
(2)抗腐蚀及防火性能较差；
(3)运维阶段成本分析。
4.4运维阶段成本分析
(1)主体结构维护
①管片接头维护：管片间填充的密封胶，在管体经回填等加载后会出现管片连接螺栓松动，在管片间隙变大时，填充胶易失效。
②管片接头渗漏水后造成防火涂料失效，防水处理的同时，防火涂料需要重新更换费用极大。
(2)偶然突发抢修
①主体结构防火性能：钢结构耐火极限较低，安全风险大，检修困难，成本高；
②主体结构动力及承载力损伤：
钢结构抗震性能强，设计安全系数高，遇到偶然荷载，对结构安全影响较小。
4.5 建造能力要求
(1)施工单位专业化程度高。
(2)对厂家规模化生产能力、管理体系、配套的检测设备及技术能力等要求较高。
5 三种管廊形式比较分析
5.1运维成本对比分析：
砼预制管廊每管节宽度为2M，现浇管廊施工缝留设为纵向每30M留设一道，砼预制管廊的施工缝长度约为现浇管廊的15倍，以衡水市综合管廊工程为例（预制管廊周长为32M,宽度为2M），每10公里预制管廊施工缝长度将达到160公里，预制管廊在运维阶段的防水防渗漏费用较高；砼预制管廊运营25-30年后，由于徐变和预应力钢材的松弛，管廊接头预应力损失较大，维护及更换费用较高。
5.2施工工期对比分析：
预制管廊与现浇管廊相比，现场施工工期节省约30%左右；尤其对于市区繁华路段、交通枢纽部位等，采用预制管廊施工，能够迅速恢复交通，减少对周围居民生活的影响，但需要构件制造厂提前完成预制，并具备储存大量预制构件的场地；此外在需要采用钢板桩及横撑进行基坑支护的软土地区，预制综合管廊在吊装过程中需要多次拆撑及回顶，将大大削弱预制综合管廊的工期优势。
5.3质量对比分析：
在质量控制方面，预制管廊与现浇管廊相比，预制管段工厂化施工质量优于现场浇筑。但预制管廊在储运过程中容易发生损坏，容易发生安装质量缺陷。
5.4安全性对比分析
预制砼管廊在安装过程中，需要采用大吨位吊车，属于住建部危险较大分部分项工程，安装风险较大；钢结构预制管廊耐火极限较低，运维阶段主体结构安全风险大；预制砼管廊采用承插口+预应力钢绞线接头，整体性较差，刚度较低，遇到上部堆载，过载，廊体侧面开挖等偶然事件，容易出现主体结构动力及承载力损伤破坏结构稳定性，对管廊安全影响较大。
5.5环境影响对比分析
预制综合管廊施工现场文明、有序、整洁，场外施工为干作业，施工机械噪音低，施工现场产生的废弃物较少，废弃包装物可100%回收，具有良好的节能环保效益；现浇综合管廊施工现场钢筋模板等工序交叉作业多，现场较杂乱，施工包含大量现场湿作业，混凝土浇筑、振捣等工序噪声污染大，施工现场产生大量土方外运，对周围环境影响较大。
5.6技术成熟度对比分析：
目前，国内外均无多舱预制管廊施工及运维的成熟案例，现阶段预制管廊还处于不断改进逐步完善的阶段。目前河北衡水市正在实施国内第一条装配式波纹钢结构综合管廊的示范项目，该管廊全长1.8km，内部净高4.8m，净宽6.5m，采用双舱形式。
6 结论
对于具体项目的选择建议，当所涉及的综合管廊具有施工工期充分、 截面变化灵活且分支口多．地基环境良好、 地下水位低等条件时，建议使用现浇城市综合管廊。当所涉及的综合管廊对安装工期周围环境有严格要求、截面尺寸单一、地基扰动大、要求等条件，建议使用混凝土预制或钢制城市综合管廊。
参考文献：
[1]DB 13（J）/T225—2017 波纹钢综合管廊工程技术规程
[2]GB 50838—2015. 城市综合管廊工程技术规范，北京：中国计划出版社，2015
论文作者:禹志宏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/21
标签：结构论文; 混凝土论文; 现浇论文; 预应力论文; 管片论文; 较大论文; 现场论文; 《防护工程》2018年第31期论文;