大直径预制钢筋混凝土圆管涵在综合电缆沟中的应用

大直径预制钢筋混凝土圆管涵在综合电缆沟中的应用

赖彦林 赵洲源

中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所　　 621000

摘要：本文阐述了预制钢筋混凝土圆管涵的概念及在综合电缆沟中的应用，对预制钢筋混凝土圆管涵用于综合电缆沟的方案比选分析。结合工程实践，探讨了预制钢筋混凝土圆管涵施工质量要点，并对预制管涵广泛应用于综合电缆沟的前景进行了探讨分析。

关键词：预制钢筋混凝土圆管涵；综合电缆沟；应用；前景

建筑的供配电实现综合管网化，很好的利用和开发地下空间来满足项目建设的需要，是目前城市建设、项目开发的常态化方式，但很少用到预制圆管涵，多为现浇混凝土结构，不但施工周期长、地下降水要求严、支护成本高，而且防水困难，不利于资源节约。本文主要介绍某重点项目将预制圆管涵运用于综合电缆管沟，收到了很好的工程效果。

1、工程概况

地处我国四川某地重点国防科研工程，受工艺及地质条件限制，厂房为24米跨排架结构沿东西方向布置，总长近300米，基础为旋挖钻孔灌注桩，桩长6-12米，嵌入中风化岩石0.5米以上，沿厂房外侧距桩最近2.5米距离布设有地下综合电缆沟，最大截面2.6*2.6米，沟底平均深5米左右。本项目综合管沟主要是连接各厂房、装置，施工时其他厂房装置已经施工完成或正在施工，管沟开挖深度大，与周边建构筑物间距小，无法满足正常比例的大开挖方式来开挖管沟和施工，只能采取两侧临时支挡来保护周边建构筑物和支护基槽，原设计综合电缆沟为钢筋混凝土现浇箱型结构，该地段地质条件复杂，上表3米范围为杂填土，其下依次为粘性土，全（强）风化及中风泥岩，上层滞水在雨季十分丰富。厂房与综合电缆沟交叉作业，DN500-DN900mm工艺管道在厂房与综合电缆沟之间纵横交错，室内设备基础众多、体量大，室内工艺排水沟、工艺电缆沟布置复杂，综合电缆沟近靠已施工的桩基础，一旦沟槽开挖及支护不到位，出现失稳或倾覆将对整个工程造成不可挽回的损失，必须做到安全可靠，既要保证综合电缆沟施工安全，又要保证厂房排架柱的安全，针对此问题，本文提出了最终解决方案。

2、优化比选地下综合电缆沟（涵）方案

2.1采用传统方式作为地下综合电缆沟（涵）解决方案分析

钢板桩、地下连续墙、锚杆锚索、明挖内支撑等，针对此工程时各有利弊，钢板桩承载力高，桩长易于调节，排土量小，刚度好，对邻近建（构）筑物影响小，接头连接简单，工程质量可靠，施工速度快，缺点是用钢量大，工程造价高，打桩机具设备复杂，振动与噪声大，对临近建筑基础影响较大，需要足够的作业空间；地下连续墙对开挖地层适应性强，适于各种复杂地质条件，缺点是养护时间长，造价高；锚杆锚索喷锚结构平面及竖向空间位置不足；明挖钢板内支撑方案经过样板施作，雨季施工且场地狭窄，解决排水比较困难，作业空间有限，施工复杂，一次性经费投入较大；顶管、盾构、明挖内支撑安装预制管涵等方式，成本高，周期长，且需要足够的现场作业空间。

2.2采用预制钢筋混凝土圆管涵解决方案分析

经过反复比对，提出了一种预制管涵替代方案，采用定制预制钢筋混凝土圆管涵替代现浇混凝土箱型管涵。在正常情况下，开挖支护完成后再进行垫层施工、筏板基础钢筋绑扎、筏板基础模板安装、筏板基础混凝土浇筑、管沟钢筋绑扎、管沟模板安装、管沟混凝土浇筑、混凝土养护、拆模、达到强度后防水、回填，在这种情况下基槽支护需要等到管沟强度到达75%以上时才能拆除再来回填土方，每段作业时基槽支护时间长达30天，人工需要在基槽里长时间作业，根据总施工进度计划，综合管沟施工时间段为7-9月正好是雨季，基槽长期暴露并经多次雨水冲刷浸泡，基槽支护的效果会大大降低，严重影响施工作业人员的安全和施工进度。

为避免基槽和支护长期淋雨降低施工作业安全风险加快施工进度，本项目提出采取预制管涵的施工新工艺（小段施工连续作业法），管涵在专业的外协厂家提前分节制作，基槽开挖支护完成后就进行垫层和基础施工，基础拆模后即可进行管沟的吊装拼接，接缝处理好后立即进行基槽支护拆除并回填土方。大大减少基槽支护淋雨泡水时间，减少作业人员在基槽内作业的时间，并能大大的节约工期。短距离开挖，临时支护成本低，施工作业速度快，可实现有组织加倍流水施工作业，长线施工，土方循环挖填，外运土方量少，节约成本，施工安全可靠，占用施工作业面较小。建设项目部经市场考察，组织施工、设计及管涵承制方进行多次专题研究、讨论，结合综合电缆沟（涵）需要解决的主要问题，因地制宜，在借用排水管的设计施工标准基础上，进行改型，试制，试验等环节，最终成功用于该项目。

2.3预制管涵施工方案的确定。此方案预制综合管涵采用单孔II级预制钢筋砼圆管涵双种规格型号，孔径：2400mm壁厚230mm，孔径：3000mm壁厚260mm。均为柔性接头A型企口管，裂缝荷载：152KN/m,破坏荷载230KN/m。管顶填土高度:1.5～2米，圆管基础采用整体式基础。解决了安装空间不足、防排水、防火、通风换气等问题。方案确定后，具体从结构安全可靠性、空间可利用性、防排水、防排风、防火等方面进行了大量细致的工作。

3、预制钢筋混凝土综合电缆圆管涵施工质量控制要点

要满足综合电缆沟的使用空间，在截面尺寸上就得考虑圆管涵替代箱型涵的内部空间有效性问题。经计算有效截面积，采用Φ3000mm内径预制钢筋混凝土圆管涵可以完全满足工程使用空间要求。

3.1预制综合电缆圆管涵预埋件安装

预埋件在预制管涵中的处理，须在预制管涵钢筋绑扎是便将预埋件植于管涵两侧对称位置，与混凝土本体浇筑为一体，待养护后期将预埋件凿出进行防腐处理和支架的安装工作。定位准确是埋件安装的关键环节，为保证位置准确、绑扎牢固，采用了Φ16环形箍两根，将预埋件焊在环形箍上，两根环形箍之间采用四根Φ12钢筋焊接为一个整体。经过实践，后期预埋件的位置相对位移仅1mm，满足预埋件安装精度。

3.2预制综合电缆管涵接缝形式

预制管涵接缝形式有企口缝、钢带管缝、齐口缝等多种形式，钢带管缝安装容易，接口顺直，但防锈防腐处理困难，长期地埋耐久性差。齐口缝施工简单，安装效率高，但防水效果不好，一旦防水处理不到位，长期渗水将对直接影响电缆管沟正常使用。企口缝安装复杂，精度要求高，但自防水效果好，接缝有一定的承压作用。经综合比较，选择企口缝为本项目管涵接缝形式。

3.3基槽开挖及基础处理

基槽开挖采用挖掘机和人工配合进行，从基槽中挖出的素土。若在基槽开挖过程中，地下水渗流量过大，则在基槽两端开挖集水坑用人工或水泵及时将渗水排除。开挖深度严格按设计标高进行控制，如在施工过程中进行了超挖，则用中粗砂回填。

基槽垫层至设计标高施工完毕后，应在其上精确放样立模后进行管基垫层浇筑和管基砼的浇注，砼采用商品砼，使用汽车泵浇注，采用插入式振捣器进行振捣，在振捣密实后用木抹子仔细找平，沉降缝用3CM厚木板隔断，且必须与日后施工混凝土管节接逢对齐，在混凝土终凝后及时将木板抽出并用中粗砂将沉降缝填塞满。施工时管底以下管基砼浇注标高比设计管底标高低2CM左右。在圆管涵管节安装前安排专人对已施工完毕的管底以下管基砼进行凿毛处理。

剩余管基砼的浇注：管节安装完毕后，在已凿毛的管基上支立模，浇注管基第二层砼。采用插入式振捣器振捣，使管底三角区砼充分密实与管壁紧密贴合。

3.4预制综合电缆圆管涵安装

安装管节前，先在砼面上精确放出涵洞的中心线及轴线，并测放出每一节管的接头位置。安装时以此作为控制每一管节的具体位置。施工放样时，必须注意管涵的全长与管节的配置以及洞口端墙的精确位置。采用25T汽车吊进行安装，吊装时注意保护管节端头不被钢丝绳损坏。管节平稳安放在管基上用混凝土垫块垫好后，摘下钢丝绳，用撬杠缓缓移动混凝土管并适当调整垫块直至两管整齐对接，并注意两管接头处内侧管底平顺、不错台。

沉降缝处管缝处理措施，两管节之间缝宽为1~1.5CM，在两管节对接完成后，设置防水层，防水层宽为30CM，其设置方法是先在两管节缝宽内用沥青麻絮塞满，然后用四层沥青浸制麻布将麻绳包裹好，并用四根粗铅丝将其绕管壁牢固捆绑好。非沉降缝处管缝紧密对接。

3.5圆管涵接缝处理及回填

砼浇注完成后，用钢刷将管接缝两侧各8CM范围内混凝土管表面进行刷毛处理，刷毛完毕后用1：3的水泥砂浆进行抹带，管口内砂浆勾缝。抹带完成后及时洒水养生。并在涵管的整个表面涂抹两层沥青。

回填待砼强度及砂浆强度达到设计强度75%后可进行回填，回填土在管沟两侧对称分层填筑。回填时采用行走式夯机进行夯实，每层填土厚度不超过30cm。压实度达到95%。

3.6质量检验

施工过程中，当涵顶填土厚度小于50cm时， 严禁重型机械和施工车辆通过。所有浇筑混凝土应振捣密实。在管节安装完毕后及时将管内杂物及多余砂浆清除。在施工前应根据设计图纸认真计算实际管涵长度并核对设计长度是否有误。

3.6.1钢筋混凝土圆管涵成品质量

3.6.2圆管涵实测项目

我国的中小城市在建城之初，因为成本问题，区域供电主干线路多为架空线缆，随着城市化发展，特别是城市美化亮化工程的实施，街道的拓展，架空线缆急需从天入地，但老旧城区的街道本就不宽，需要一种快速高效的改造方案，预制钢筋混凝土圆管涵方案适为是一种较好的替代方案。但目前工业化生产率低，专门研究预制钢筋混凝土圆管涵设计生产、优化施工方案的机构较好，严重制约预制钢筋混凝土综合电缆圆管涵的发展。笔者认为，通过实践，进一步优化和改型，可以实现工业化生产，成品模具标准化，型号规格多样化，实用于不同的地下管涵结构形式，进一步研究制造专业化安装设备，创新发展理念，做好应用更广泛、综合性更高，可以将给水、排水、强弱电、城市光亮工作等有机结合，发挥更大的效用，最终实现政策引导，一体化施工方案，为城市建设做出应有的贡献。

参考文献：

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

[2]《公路工程质量检验评定标准》（JTJ F80/1-2004）

[3]《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/TT11836-2009）