城市综合管廊短线法预制施工工艺研究

城市综合管廊短线法预制施工工艺研究

杨清慧

杨清慧

中铁四局集团建筑工程有限公司山东济南250014

摘要：城市综合管廊的建设已成为我国城市标准化建设的一部分，同时也成为我国市政工程的重要组成部分，近年来，关于装配式管廊的预制方法研究越来越多，其中包括节段预制法、模块预制法、叠合预制法、上下节预制法等，本文提出的短线预制法，实为桥梁节段预制的一种施工工艺，将短线预制法运用于管廊预制生产中，达到了管廊拼装截面的高度吻合，提升了管廊的结构防水品质。

关键词：短线法预制；综合管廊；

Studyonprecastconstructiontechnologyofurbancomprehensivepipegalleryandshortlinemethod

YangQinghui

Chinarailwaygroupconstructionengineeringco.，LTD.Jinan250014，shandongprovince

[abstract]theconstructionoftheurbancomprehensiveutilitytunnelhasbecomeapartofthestandardizedconstructioninourcountry，ithasalsobecomeanimportantpartofmunicipalengineeringinourcountry，inrecentyears，theprefabricatedpipegalleryofprecastmethodresearchmoreandmore，includingsegmentalprefabricationmethod，moduleprecastmethodandcompositemethod，theupperandlowersectionprecastmethod，etc.，thispaperputsforwardtheshort-termprecastmethod，itisakindofsegmentalprecastbridgeconstructiontechnology，theshort-termprecastmethodusedinthepipegalleryprefabricationproductionreachedtheheightofthepiperackassembledsection，toimprovethequalityofthestructureoftheutilitytunnelwaterproof.

[keywords]shortlinemethodprefabrication；Integratedpipegallery；

1工程概况

某区综合管廊总长80km，入廊管线为给水、再生水、电缆、光缆、供热（供冷）管道，干线综合管廊断面形式为单层三舱，结构外廓尺寸为宽11m、高4.3m，板厚35cm，三舱净宽3.2m、净高3.6m，，干线管廊采用预制装配式结构，经工厂化集中加工、平板半挂车运输、现场拼接安装。管廊预制长度为2.5m/节，每节混凝土约32m3、重量约84t预制厂主要规划有：生产区、构件堆放区、办公生活区和试验室四大功能区，总占地面积为约150亩。生产区内配置4台10t桁吊、4台100t龙门吊，用于钢筋原材、骨架、及成品预制件的吊运，年设计产量约26万立方，可满足约20公里单层三舱管廊的建设需求。构件存放区配备6台100t龙门吊，可存储40天管节拼装量。

图1干线管廊断面示意图

2短线法预制施工工艺原理

预制节段拼装技术是指将管廊廊体分成若干节段，经工厂集中加工并配送至现场进行拼接安装，同时施加预应力将所有节段拼装成一个整体管廊的施工技术。

短线法预制施工来源于桥梁的一种预制施工技术，是指在固定模台中完成每个管廊节段的预制工作，固定模台的长度与单个管节的长度保持一致，第一个节段预制完成后移至匹配位置，相邻端作为固定模，待第二节段浇筑、养护完成后，第一节段运至存放区，第二节段由浇筑位置移至匹配位置，以此形成流水预制施工。

3短线法预制施工工艺

引进桥梁“短线匹配法”实现单层三舱大断面综合管廊高精度预制生产，通过液压系统实现支模和脱模，以上一节预制管节端面为下一节预制管节的端面控制模板，实现连接端面的高精度吻合。

图2预制工艺流程图

3.1模板工程

预制生产区投入钢性模板系统进行施工，该系统内配置底模、内模、侧模、端模、封边模、液压千斤顶以及顶伸螺杆等装置。每个起始管节预制时，两端需端模和封边模，其它管节的端模为封边模和匹配管节的端面。端模由精钢打造成带有可卡扣的凹凸形面板，通过加劲螺杆与支撑架体连接，支撑架体通过锚固方式固定于地面。

（1）底模及侧模系统

固定台座位置配置两套刚性底模，通过移动换位（新浇位置与匹配位置）实现流水作业，底模面板采用δ20mm钢板制作，底部设置移动台车，从新浇位置移至匹配位置采用移动台车，从匹配位置采用桁吊吊运至新浇位置。

侧模由δ8mm厚的优质钢板制造而成，在其背面设置纵横向加劲肋，通过钢结构支架、液压螺旋调整系统固定于台座基础的预埋件上，液压螺旋调整系统上设置调节装置，对侧模板进行水平或竖向调位，侧模就位后，在顶部和底部采用对拉式钢构件进行对拉加固。

（2）内模系统

内模系统由顶板模、侧板模、角模、液压系统、行走系统、钢支撑桁架等六个子系统构成，各个子系统之间采用螺栓连接的方式连成一个整体。顶板模、侧板模、角模等三个子系统设计成标准块进行组合拼装，并通过液压系统实现开合、伸缩。钢支撑桁架与其他子系统通过螺栓固定于行走系统之上，通过驱动装置实现整体移动和紧固。

钢筋骨架制作完成后采用桁吊吊装入模，首先调整侧模就位，再将内模系统通过行走系统移动至浇筑位置，经调整后通过液压系统将内模展开，顶板模、侧板模和角模自动组合、拼装形成箱型内模，再调节螺旋支撑将内模紧固和定位，最后将封边模通过螺栓固定于模板系统两侧。

（3）模板拆除

浇筑完成后管节在养护罩内养护达到设计的75%后，开始拆除端模、侧模、内模，底模作为移动装置与管节一起整体移动至匹配位置。模板拆除顺序为：端模拆除→外模拆除→内模收缩、移出浇筑范围→底模与管节移至匹配位置→支设第二台底模于新浇位置→进行下一管节预制工作。利用内模系统的液压设备收缩内模，用桁架车牵引将内模系统移出。通过液压系统实现侧模的拆除。将匹配管节吊开后，再将现浇段管节及其底模移至匹配位置，作为下一管节预制的端面模板。封边模拆除后，须立即将其清理干净并涂刷液压油，然后放至模板存放架上，减小模板堆放期间的变形。

（a）正视图

（b）侧视图

图3模板系统图

3.2钢筋工程

钢筋工程主要流程：原材下料→在固定胎具绑扎成钢筋骨架→尺寸复核、调整→预埋件安装及定位→混凝土垫块或定位筋安装、固定→钢筋骨架吊装入模。

（1）原材下料、骨架绑扎及尺寸复核

钢筋的下料和绑扎在预制厂内采用半自动化加工机械完成。根据管廊构件加工图纸采用BIM技术进行标准胎具设计，并将胎具固定于台座上，胎具上设置钢筋绑扎放样定位点和固定措施。成型钢筋骨架的钢筋等级型号、尺寸规格、数量间距及连接措施均满足设计、规范要求，制作完成后对上述要求点进行复核。

（2）预埋件安装及定位

本节段式管廊结构预埋件主要包括：吊装吊环预埋件、预应力张拉锚垫板、束限位装置预埋件、防雷接地预埋件、管线安装底座预埋件及其他附属设施预埋件等。埋设前检查预埋件的材质、规格型号、焊缝质量等是否满足设计及规范要求。经测量放样将埋件焊接固定于骨架主筋之上，如在预埋时与钢筋发生冲突，经工程师允许后调整钢筋位置确保预埋。完成预埋、固定工作后，再次进行测量放样，确保埋件的精确度达标。

（3）混凝土垫块或定位筋安装、固定

节段式管廊的保护层一般迎水面50mm、其余30mm，保护层垫块采用同主体结构混凝土等级的垫块，在骨架上进行梅花形布置，并采用镀锌铅丝进行安装和固定，在顶板、底板与侧板等两处交接位置，可适当加密布置。混凝土垫块表面应洁净，其色泽与主体结构外表一致，不能受到油污等污染。根据构件加工设计图，在需要布置定位筋的地方加强防水措施。

（4）钢筋骨架吊装入模

成品钢筋骨架经监理验收合格后，用桁吊吊装入模。吊点应设置在骨架主筋之上，采用专用吊具进行多点平衡吊装，防止骨架变形，吊装过程中不得损伤预埋件。对于未能及时入模的钢筋骨架放置于已检区域，采用覆盖方式保护，防止骨架锈蚀。

3.3混凝土工程

混凝土的供应采用商品混凝土或在预制厂内自建搅拌站进行供应。混凝土浇筑前由试验人员对混凝土的性能进行测定，包括混凝土塌落度、和易性等，须满足设计及规范要求，混凝土强度等级按照规范要求进行标准试块制作，以28天强度作为强度达标的依据。浇筑前，由技术员检查混凝土的和易性，确定无泌水、离析等现象后方可进行混凝土浇筑施工。

在混凝土浇筑过程中，尤其注意预埋件的保护工作，防止振捣棒直接碰触导致埋件的损坏或变位。

（1）底板、墙板浇筑

底板浇筑遵循先中央后四周原则，振捣时以附着式振捣器为主、插入式振捣器为辅。附着式振捣器固定于底板封边模处，两侧各2台，插入式振捣器在浇筑过程中，与浇筑过程同步，先中央后四周，在底板与墙板交接位置，因钢筋较为密集，注意振捣时长，不能过振导致混凝土离析。

墙板浇筑遵循对称分层浇筑的原则，振捣时以附着式振捣器为主、插入式振捣器为辅。侧模两侧各配置2台附着式振捣器。

（2）顶板浇筑

顶板混凝土浇筑遵循由两侧向中央的原则，振捣时以附着式振捣器为主、插入式振捣器为辅。浇筑时由两侧开始均匀向中央布料，振捣严格执行“快插慢拔”的操作要领，浇筑过程中注意埋件的位置，以免振捣棒碰触，且需要实时观测混凝土表面气泡排出的情况，严格控制振捣时长，确保混凝土的浇筑质量。

3.4养护工艺

预制管节的养护分为蒸汽养护和自然养护两个阶段。

（1）浇筑完成后，将构件置于伸缩一体式养护罩内采用湿热蒸养方式进行养护，利用蒸汽管道散发的热量及直接通入的蒸汽获得所需的温度及湿度；蒸养温度最高不超过65℃，确保升温及降温的速度符合要求，同时确保养护窑内各点温度均匀。窑内升、降温速度不宜超过20℃/h，预制构件脱模时的表面温度与环境温度的差值不宜超过25℃。

预制管节的养护在特制养护罩或养护窑内进行，采取加湿加热蒸汽的养护方式，可分为预养、升温、恒温和降温等四个阶段，各个阶段以预养时长、升温的时长和最高温度、恒温温度和时长、降温的时长和速度为控制参数，出窑时内外温差不宜过大，以确保构件养护质量。

（2）养护完成后，由试验室检测混凝土强度达到设计值的75%，将预制构件运至存放区进行自然养护，在存放区可设置自动喷淋装置进行洒水养护，养护至少满足7天后方可运输出场。在冬季连续5天平均气温低于5℃时，开始采取冬季施工方法进行覆盖养护，必要时在管节表面喷涂养护剂，确保成品构件的质量。

4构件线型控制

预制管节线型控制主要集中体现在拼装模板精度控制和匹配管节定位两个环节上。

4.1模板安装精度控制

预制过程中，模板安装精确度直接影响成品管节的质量，故需对模板精确安装进行严格把控，主要从以下几个方面进行控制：（1）封边模安装时，控制封边模中线与单元中线重合，模板表面保持竖向垂直；（2）侧模、底模须与封边模在接触口形成良好吻合，必须在水平及竖向与封边模模面成90°；（3）在封边模与底模、侧模、内模的连接部位设置定位销，保证模板拼装后能够完美闭合；（4）在每浇筑一节管节前需对模板的精确度进行测量校核，确保模板的安装精度。

4.2管节匹配端定位

短线法预制施工工艺最大的优势是能够实现相邻管节的高精度匹配，故匹配管节的定位是预制生产中最重要的环节，其初步定位是通过移动底模台座实现，其精确定位依据构件加工设计图分析新浇位置与匹配位置的关系，特制封边模，保证相邻管节截面的高度吻合，其具体步骤如下：

（1）在浇筑前，根据构件加工设计图制定封边模，建立新浇管节和匹配管节的数据关系，通过专业软件计算出下一段新浇管节在管廊走向的精确位置，再作为匹配管节进行下一段的设计，以此类推，建立起整个管廊结构的数据关系。

（2）测量人员根据施工图确定匹配管节的实际地理位置，根据新浇-匹配数据关系确定每个管节封边位置，进而确定新浇管节的位置。

（3）复测匹配管节控制点坐标，并输入数据至监控程序，精度达到要求并通过误差校核则合拢侧模，如达不到要求，则需重新定位。

5结束语

将短线法预制施工工艺引入城市综合管廊预制生产中，达到了管廊拼装截面的高度吻合，提升了管廊的结构防水品质，为以后装配式综合管廊的发展提供参考和依据。

参考文献：

[1]袁武林，殷新锋，郑辉，陈前融.短线拼装曲线连续梁桥预制线形研究[J].公路与汽运，2018（05）：112-114+117.

[2]戴海峰，赖东富.地下综合管廊上下分体装配式预制施工技术[J].四川建材，2018，44（11）：192+194.

[3]周围.桥梁施工中短线法预制节段施工工艺[J].交通世界，2018（Z1）：178-179.

作者简介：杨清慧，1977年4月8日，男，汉族，山东济南，本科，高级工程师，研究方向：地下综合管廊施工技术研究