摘要:近些年来,由于社会及城市的发展,各市政公用管线的种类及容量需求都处在快速变化中,管线传统直埋方式的弊端越来越凸显,只能在工程上采取新埋市政管线或对已有的市政管线进行扩容,这就造成道路的频繁开挖,从而影响正常交通;此外还对城市环境与城市景观等都造成巨大的负面影响。与管线的传统直埋方式相比,综合管廊只要在管廊内进行简单的拆除和安装施工即可,对于直埋管线来说就意味着要重新敷设管道。采用综合管廊不但减少了后续投资的费用,为将来的发展留下了空间,而且对于自然灾害,还是故意破坏,综合管廊都具有较强的防御能力。本文浅述了城市综合管廊主要施工工艺和各工艺间优缺点及适应范围,并以真实工程案例举例说明。
关键词:明挖法;浅埋暗挖法;盾构法;施工技术;综合管廊
1 城市综合管廊概述
城市综合管廊就是在城市地下建造一种隧道空间,将给水、排水、电力、燃气、通讯、热力等多种管线集约化地铺设隧道空间中,并设有专门的管线出入口、人员出入口、检修口、吊装口及防灾监测监控等系统,实施统一规划、设计、建设与管理。这样不但美化了环境,避免了由于埋设或维修管线而导致路面重复开挖的麻烦;还可以避免道路或直埋管线施工时对已有管线的损坏;同时由于管线不接触土壤和地下水,因此避免了土壤对管线的腐蚀,延长了管线使用寿命。综合管廊的建设还为城市规划发展需要预留了宝贵的地下空间。根据以往工程经验,由于管网与道路同期建设,管线施工可以在封闭的空间里完成,避免了多种管线交叉施工造成的平面与竖向矛盾,可以有效的加快工程建设进度。
2 城市综合管廊类型划分
根据所收容的管线不同分为干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊;根据管廊断面形式分为矩形综合管廊、圆形综合管廊、半圆形综合管廊、拱形综合管廊;根据管廊舱室数量划分为单舱综合管廊、双舱综合管廊、多舱综合管廊。
3 城市综合管廊主要施工工法
3.1城市综合管廊主要施工工法
3.1.1明挖现浇法
利用支护结构支挡条件下,在地表进行地下基坑开挖,在基坑内施工做内部结构的施工方法。具有施工简单、方便、工程造价低的特点,适用于新建城市的管网建设。
1)基坑开挖及支护:管廊基坑的围护结构根据基坑开挖深度、工程地质情况、周边环境因素等确定;基坑采用逐级开挖、逐级支护,台阶要分层开挖,根据土类别进行放坡,然后锚喷;根据现场情况,为尽量减小降水引起地面不均匀沉降对周边建筑物的破坏作用,采用井点降水法进行降水;此外还需要做好基坑排水。
2)廊体施工:平整压实后,进行碎石层、垫层、防水层施工,绑扎底板和部分墙体钢筋,浇筑底板砼,然后绑扎剩余墙体钢筋;内膜采用自行式液压衬砌台车,外模为定型模板,模板安装完成后进行砼浇筑,待砼达到拆模强度后,内模台车通过液压系统进行收臂下落,爬行至下一阶段,然后进行预留井、通风口、投料口等施工。
3.1.2明挖预制法
明挖预制法施工简单,便于工厂化集中生产,成本低,建设周期短,环境影响小。
1)预制:吊运加工好的截断到成品区。运输及安装:截段达到设计强度后,用平板拖车运输,履带吊车安装,截断安装时采用柔性插口连接,这样安装简便、快捷、密封性好。
2)防水层及回填施工:墙体及顶板铺防水卷材,然后粘贴苯板;基坑、墙背采用水平分层对称回填夯实。
明挖预制施工受制于运输的经济性和安全性考虑,既可以选择固定的大型预制构件厂,也可以选择移动式预制构件厂。移动式预制构件通俗讲就是项目自建预制构件厂,像综合管廊这样的带状工程,可以在施工线路附近征用临时用地,用来建立管廊预制拼装构件设施,将预制混凝土构件所需的设备、材料、工装模块等直接运到项目的施工现场附近,就近下料、预制、养护、然后将生产出来的成品短距离运输到管廊施工拼装现场,进而完成拼装作业,从而大大节约成本、提高工效。
3.1.3盾构法
使用盾构在地下推进,通过盾构外壳和管片支撑四周围岩,防止发生隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用刀盘进行土体开挖,通过出土机械把掘进出的土运出洞外,靠推进油缸在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构法在松软含水层中修建埋深较大的长管廊,往往具有技术和经济的优越性。
1)始发井施工及盾构机调制拼装:平整场地后,进行始发井修筑工作,盾构机调试完成后,按组装顺序,依次将盾构机组件吊入始发井进行拼装。
2)掘进施工:利用旋转的刀盘开挖地层,采用液压传动的拼装机,进行衬砌管片拼装,然后注浆。掘进、衬砌,再掘进、再衬砌,依次循环。
3.1.4浅埋暗挖法
常见的浅埋暗挖法有全断面法、正台阶法、正台阶环形开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法。浅埋暗挖法具有灵活多变,对道路、地下管线和路面影响小,拆迁占地小、不扰民的特点,适用于已建城市的改造。
3.2城市综合管廊主要施工工法适用性对比
城市综合管廊主要施工工法比较见表-1
4 城市综合管廊案例应用分析
4.1工程概况
某市地下综合管廊(逢沙大道~东乐路段)工程是干线综合管廊,总长度约 2.6 公里。由于地层中砂类土、圆砾土的渗透系数大,盾构井、隧道大部位于地下水位以下的强透水层之中。明挖法设计和施工中应加强基坑支护和堵水、截水、排水及回灌,以避免地面塌陷、地面下沉、基坑坍滑等;盾构法设计和施工中应考虑砂土、圆砾土层的不均匀性对盾构的影响。
项目为双线单圆盾构法综合管廊,在两个结构内直径 D=5.4m 的管廊隧道内,需要在其空间内满足各管线平行敷设的间距要求以及行人通行的净高和净宽要求,同时需要对各种公用管线预留发展扩容的余地。设置电力舱、热力+通信舱、水舱和天然气舱。
综合管廊标准断面
4.3施工方法选择
本工程管廊沿线经过现有交叉路口、河道及大型建筑物,地下管线较多、交通流量较大,对环境要求极高。综合以上分析,本工程不具备全线明挖条件,可考虑浅埋暗挖法和盾构法。
本工程管廊隧道为管线服务,埋深较浅,地下水较丰富,因此盾构法与浅埋暗挖法相比,风险较小,明挖竖井数量较少,不用全线降水,对地面的影响较小;造价较低。因此本工程推荐风险小、对地面影响小、造价较低的盾构法。
参考文献:
[1]《城市综合管廊工程技术规范》 GB 50838-2015
[2]《城市工程管线综合规划规范》 GB50289-98
[3]《地下工程防水技术规范》 GB50108-2008
论文作者:刘巨兰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/28
标签:管线论文; 盾构论文; 基坑论文; 城市论文; 工程论文; 隧道论文; 管片论文; 《基层建设》2018年第36期论文;