主城区地下预制管廊施工技术研究

阳小峻

（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430040）

市政管线是一个城市正常运营的生命线。城市发展过程中，电力、通信、给排水、煤气等管道逐步增加，管线施工过程中导致马路反复开挖的“马路拉链”现象经常发生，严重影响公共交通和市民正常生产与生活，同时每年因路面开挖造成的直接经济损失高达数千亿元；架空管道和“空中蜘蛛网”会影响城市外观并带来较大的安全风险。为有效解决城市地下、地上管线重复建设突出问题，管廊逐渐得到认可和发展。

管廊是指安装在地下用于容纳两个或更多市政管线，并设有专门的检查口、起重港和监控系统，以及实施统一规划、设计、施工和管理的结构及其配套设施，是城市地下空间开发的重要形式之一。管廊施工具有综合性、长效性、可维护性、安全性、环保性、低成本等优点，是一项真正的民生工程，这也是实现供给侧改革，缓解经济增长压力，打破行业垄断的重要举措。

城市的地下管廊理念起源于19世纪的欧洲发达国家。自1833年巴黎建成了世界上首条地下管廊系统以来，英、德、美、日本等发达国家陆续开始建设地下管廊工程。经过100多年发展和实践，城市地下管廊技术水平已经完全成熟。

中国的第一条管道管廊可以追溯到1958年，位于北京天安门广场的下方。30多年后，第二管廊出现在上海浦东新区张扬路地下。随后，部分城市陆续开始尝试。截至2015年5月，全国大约有69个地下城正在建设中，已建成和建设近900km。

李克强总理在2016年政府工作报告中提出：2016年开工建设城市地下管廊2000km以上。在第十二届全国人大五次会议上李克强总理也提到：“城市轨道交通、地下综合管廊建设加快。”可以看出，城市管道管廊建设的“趋势”已经形成。

1 工程概况

1.1 管廊项目简介

荆门市象山大道综合整治工程中心城区，是贯通南北、联通新老城区的城市主轴。项目线路长度12.98km，为配合城市发展需要，新规划管廊长度21025m，包括1781m的综合管廊和19224m的缆线管廊。

潜阳路改造升级项目位于湖北省潜江市花园城老钱江段。该项目包括潜阳东路、潜阳中路和潜阳西路三段。潜江市潜阳路升级改造工程在潜阳东路南侧规划布置1420m管廊。

相较于新建项目，旧城区改造的特点是工期紧、任务重、质量安全标准高，采用预制构件相较于现浇工艺可以大大提高施工效率、缩短工期，同时预制标准件在预制场地内进行加工，成品质量控制更好。为按期完工，确保工程质量和工程安全，象山大道项目缆线管廊7000余m、潜阳路项目1420m均采用预制管廊进行吊装。

1.2 预制管廊的形式

荆门市象山大道综合整治工程缆线管廊采用单舱结构，主体结构采用C35 P6混凝土，净空为1.6m×1.2m，管廊底板、侧墙厚度均为25cm，盖板厚度为20cm。管廊内主要为规划入地的电力缆线、电信缆线及军用光缆。管廊结构布置如图1所示。

潜江市潜阳路市政道路工程管廊规划参考了荆门市象山大道整治工程的成功，管线的布置基本一致，仅净空调整为1.6m×1.4m。

2 预制管廊施工方法

2.1 施工流程

按照管廊标准横断面，将管廊分为两部分进行预制，上部盖板为第一部分，下部整个U型槽为第二部分，如图2所示。

管廊附属结构（检修口、引出口、交叉口、集水井）均采用现浇工艺施工，本文不详细介绍。

2.2 施工工艺

（1）沟槽基坑开挖。管廊底部沟槽的开挖宽度应符合设计要求。管廊两侧工作面宽度为900mm。在雨季结束时，挖掘机械或挖掘沟渠应预留至少30cm厚的土层进行临时挖掘。在挖沟期间，必须严格保护沟渠两侧永久性工程的稳定性。管廊的基础一般不得超挖，当超挖后，应采用C15混凝土浇筑填平。

（2）基础、垫层施工。根据地勘报告，①层为普通填充物（fak=70～90kPa），②层为黏土（fak=200kPa），③层为强风化的粉砂质泥岩（fak=300kPa），④层为强风化粉砂质泥岩层（fak≥700kPa），均满足设计要求。电缆管廊使用10cm砾石垫加10cm厚的C15床垫。

图1 缆线管廊断面示意图（单位：mm）

图2 预制管廊结构

（3）缆线管廊预制。①预制场场地布置。预制场建设遵循集中管理、便于运输、减少对外界干扰原则并结合工程的实际情况，管廊预制场设在荆门郊区，占地面积约0.5万km2；潜阳路项目的预制场设置在T型梁的预制场内。场地周围的建筑区域、混合区域、工作区域、模板和钢筋生产区域彼此分开。②预制管廊底座。预制基层采用C25混凝土，厚度为20cm，基础在浇筑基础前进行夯实。③模板制作安装。根据预制管生产长度，使用5mm厚的钢模板，每套模板长度为3m。其中，混凝土台座作为底模。内外模均按设计尺寸制作钢模板。为确保预制管廊防水达到要求，侧墙采用不设置螺杆形式，为保证模板刚度，模板外侧焊接加劲板、背带工字钢，工字钢竖向纵向间距为60cm/道；加劲板为8mm厚钢板，间距为60cm/道。为保证预制管廊之间的整体性，管廊与管廊之间采用螺栓连接。架设模板时，预留螺杆的孔洞。立模时要注意：模板应该清洁，并且均匀地喷涂含有较高蜡含量的脱模剂；在安装底模之前，准确地将梁的轴线标记在底座上；模板接缝应光滑平整，板面局部平整度不应＞2mm；拆卸模具时，首先拆下两个端部模具，然后拆下侧面模具，应用反向链条将侧面模具拉出20cm，用汽车吊吊移至另一个台座，操作汽车起重机时，注意提升不能太快，避免模板向上碰撞法兰盘。④振动器的选型与布置。为了确保预制管道混凝土的紧凑性，使用FHZ插入式气动混凝土振动器。⑤预制构件的养生。浇注后，将水倒入顶板和盒子中。成型的预制管廊U型槽如图3所示。

图3 成型的预制管廊U型槽

（4）构件的运输。电缆管道外形尺寸为2100mm×1450mm（1650mm），每节长3m，重约9t。运输注意事项：运输准备工作包括设计运输固定架、选择运输车辆；检查运输路线及修整道路；运输管廊组件时，混凝土强度应达到设计的100%，部件的重心与车辆的中心重合，支撑牢固，脱空地方应堵塞，采用钢丝绳紧固以防止在运输过程中晃动、滑动，根据路面状况掌握车辆的行驶速度。

（5）构件的吊装。象山大道管道管廊分布在道路两侧。部件运至现场，应用50t汽车起重机根据结构升降平台位置进行卸货、定位和安装，尽可能避免二次运输。根据各段综合管道的重量（9t）和现场情况，安装分以下7个步骤进行：①将10mm厚的防水砂浆铺在垫子上，以调平垫子并排出底部的水。②采用平板车运输至施工场地，并将50t汽车悬挂管插入沟槽。如果发生支撑碰撞，需要提前更换支撑，并将4个5t手拉葫芦悬挂在汽车悬挂挂钩上，以便用于微调管道接头。③调整手拉葫芦，精确就位管节。用1#～4#提升机提升管接头，用5#～8#提升机调节管接头的水平位置。④采用千斤顶对管接头进行水平局部微调，1#～4#葫芦在水平微调过程中仍然承受一定的管接重量，但管接头不能排空。⑤用5t手拉葫芦在纵向施加压力。⑥安装弧形螺栓，达到紧固力矩。⑦对就位情况进行检查。如果轴不符合要求，返回至第4步并再次调整，直至符合规格。

（6）防水工程。管廊及节点结构外壁均需要铺设防水卷材。防水卷材应符合《地下工程防水技术规范》（GB 50108—2008）相关规定，使用4mm厚的自黏合聚合物改性沥青防水膜。阴阳角处应增做卷材加强层，转角处及穿墙管处防水构造参照《地下建筑防水构造》（10J301）施工，底板、侧墙和盖板采用20mm厚1∶2防水水泥砂浆，两节管廊接口处采用遇水膨胀橡胶圈，并用1∶2.5水泥砂浆灌缝。

（7）沟槽回填。管道结构达到100%强度后，可以回填石灰。回填时，罐内不应有积水，不得回填淤泥、腐殖质和大块填物。土方回填工作应沿管廊的顶部和所有侧面均匀对称回填。用小型夯机压实，其余部分用12t压路机夯实和回填。对于安装在地下水区域的管廊，在维护期结束后应立即回填管廊。管廊回填应符合《给排水构筑物工程施工及验收规范》（GB 50141—2008）的规定，回填碾压压实度≥94%。建成的管廊必须及时覆盖回填，严禁长期暴露。

（8）盖板安装。待U型槽内支架焊接完毕，管线排布完成后，再安装盖板进行管廊的整体封装。安装盖板时应注意以下几点：①板缝≤10mm，板高差≤3mm，盖板边缘应齐平，误差±3mm。②盖板与盖板连接采用水泥砂浆勾平缝；当板缝宽＞50mm时，应配置与盖板相同的钢筋并浇筑C35混凝土。

3 施工优化方案

3.1 管廊整体预制

按照设计要求，管廊为盖板加U型槽施工的方式分开预制，后期再运到现场进行拼装。设计初衷主要考虑的是待U型槽内支架焊接完毕，管线排布完成后，再安装盖板进行管廊的整体封装，这样工作人员操作空间大，便于施工，保证施工质量和施工安全。

经过现场实践时，荆门老城区管线入地一般为分批分段入地，且受征拆协调影响较大。为保证安全，管廊不宜长期暴露，需在焊接完支架后提前盖上盖板进行封装，后期人工配合穿线工具进行穿线。鉴于此，该项目完全可以在预制初期就对整节管廊整体预制，支架在预制件内焊接完成后运输至现场，提高施工效率。管廊整体预制图如图4所示。

3.2 管廊防水

图4 管廊整体预制图

相较于现浇管廊，预制管廊的防水处理难度更大。现浇管廊施工节段较长，根据模板配置，可更大限度地扩大节段长度，整体的钢筋混凝土结构的防水效果优于节段较多的预制管廊。而预制管廊在运输和吊装的过程中，受构件自重的限制，不宜预制长度过长，这就造成接头较多，在拼装过程中如果处理不到位，对管廊的防水影响极大。

为了解决防水问题，该项目的预制管道采用了水胀橡胶圈。遇水膨胀止水圈是针对穿过结构物施工缝、裂缝专门研制的遇水膨胀止水新产品。遇水后可吸水膨胀，膨胀率≥200%，并可通过遇水膨胀止水圈使混凝土间隙填满。在实际施工中，操作非常灵活方便，而且节省了人力和时间以及原材料成本，替代了焊接防水板产品。

4 结论

预制管廊拼装在荆门象山大道及潜江潜阳路的应用均取得了成功，在紧张的工期条件下，项目部严格控制结构物及内置构件的强度，确保管廊整体防水效果，保质保量地完成了施工任务，将施工期间对市民出行生活的影响降低到最小，赢得了各参建单位和广大市民的一致好评。高效、低风险的特点对类似工程具有一定的参考意义，但预制管道管廊也存在一定的局限性和不足，管廊的吊装和运输造成施工成本高等问题还需在后续的项目实践中逐步探索，找出更好的解决方案。