装配式钢制管廊施工技术研究与应用

刘涛

（中国中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230000）

1 项目背景

秦淮大道综合管廊项目位于南京市溧水区，总长约3.8km。综合管廊设计为矩形单舱结构，舱内收纳给水管道、电力电缆、通信电缆等管线，满足未来电力输送及通讯、供水需求。该管廊采用现浇钢筋混凝土管廊和装配式钢制管廊两种结构型式。其中装配式钢制管廊作为管廊建设领域的新工艺，此次结合综合管廊各种复杂口部节点进行创新应用是国内首次，也是装配式钢制管廊应用领域的重大突破。

该项目钢制综合管廊段全长217.8m，采用预制钢结构管廊施工工艺，断面尺寸为3.5m(宽)×3.6m(高)单舱结构，顶部覆土厚度为2.5m～3m，管廊挖土深度7m；最深处设置集水坑，挖深7.8m。本段钢结构管廊综合舱内收纳给水管道、电力电缆、通信电缆等管线，综合管廊结构工程包括管廊主体结构标准段、管线分支口、逃生口、进风口、排风口、吊装口、人员出入口等。

2 适用范围

装配式钢制管廊适用于城市地下综合管廊的施工，特别适合在浅覆土、地下水含量少、交通恢复早及周边环境复杂等条件下的综合管廊施工。

3 结构形式

装配式钢制管廊结构由波纹钢板制成的单元片拼装而成的管廊主体，以及内部配重的混凝土地坪组成。管廊内部设有检修通道、智能化监控设备、消防设备等。管廊内部腔体为拱形结构，在两侧设有槽道、托臂用以敷设线缆，底部混凝土地坪上设有等间距混凝土支墩用以敷设自来水管等。结构形式及各部位尺寸见图1。

图1 装配式钢制管廊结构图

4 优劣势分析

虽然装配式钢制管廊在适用性、耐久性等方面较传统钢筋混凝土管廊略有不足，但在环境保护、施工效率、质量控制、安全风险、施工工艺、劳动力数量、建造成本等方面具有明显优势。鉴于此，装配式钢制管廊已在江苏省南京市得到了大力推广应用。装配式钢制管廊与传统钢筋混凝土管廊优劣势对比见表1。

表1 装配式钢制管廊与传统钢筋混凝土管廊优劣势对比分析表

5 总体施工流程

钢制管廊总体施工流程：安装前准备→底部基础找平→底板吊装与调平→底板法兰纵向密封垫铺设→侧板吊装→侧板顶部纵向法兰密封垫铺设→顶板吊装→终拧螺栓→环向密封垫安装→施工定位拉筋焊接（可多节一并处理）→循环以上步骤至安装完成→楔形部位支模浇筑→廊内地坪浇筑。

6 施工工艺及操作要点

6.1 安装前准备：①安装所需的主材和配件应齐全，辅助材料及主要机械设备、工具要备齐。②测量工具应完备并经检定合格。③钢结构构件的堆放场地应坚实、平整，无积水。④安装前应将所需钢结构板片倒运至基坑附近，便于吊车安全起吊。⑤堆放构件下应铺设垫木，堆放的构件按种类、型号、安装顺序分区放置。⑥应按构件明细表核对构件的材质、规格及外观质量，查验零部件技术文件，并办理相关验收手续；对于运输中产生的变形，均应在修复、矫正后方能安装。

6.2 基坑复核：①根据设计图纸，现场测设出起始桩号与管廊中心轴线方向标记。②施工垫层前，在混凝土垫层内施工抗浮拉筋，将85cm 长竖直拉筋（直径20mm）按图纸位置垂直地面砸入40cm，将1m×1m 钢筋网平铺套住拉筋并与之焊接固定，施工垫层混凝土至设计标高，控制垫层表面平整度在2cm 以内。

6.3 底板吊装：①底板吊装前，垫层必须经验收合格，并现场测设出起始桩号位置，沿管廊中心轴线方向标记和固定标记位，标定参考标高数值。②底板下部两侧调平块下放置砖块垫平，前后侧中心位置下放置预制灌浆料块微调高差，底板吊装放置于垫木之上，通过激光水平仪测量底板端孔标高与轴向中心线对齐。③在底板的波纹法兰面铺设密封垫，用扎带固定；在板片焊缝突出处与纵向密封垫不贴合处打遇水膨胀密封胶。底板拼装见图2。

图2 底板拼装示意图

6.4 侧板吊装：①在侧板顶部波纹法兰面布设密封垫，用扎带固定，下吊时和底板初始下吊动作一致，先将侧板平放在垫层上，再起吊侧板，直接对接底板。②侧板与底板用M24螺栓固定（螺栓初拧），侧板与底板螺栓穿好后剪掉密封垫扎带。③侧板与底板法兰间设置可调刚性支撑，钢支撑材质为Q235B，支撑上栓孔与侧板、底板端部栓孔栓接防止倾倒。侧板拼装见图3。

图3 侧板拼装示意图

6.5 顶板吊装：①下吊方式与底板一致,只需注意板片拱向与底板相反。②顶板精准吊装到位后，搭设门式脚手架做为作业平台，用M24 螺栓固定（螺栓初拧），顶板与侧板螺栓穿好后剪掉扎带。③剪断所有扎带并抽出，拆除两端头可调刚性支撑，组装完成后进行外形校正，校正完毕后，所有纵向螺栓终拧，拧紧力矩符合设计要求（M24 螺栓拧紧力矩为220N·m）。④每节在节端各设置一套X 型拉索或定型支撑，然后进行节间对接拼装及密封，待安装完成并基坑回填至管顶50cm 高度时，拆除X 形定型拉索。⑤在整舱的螺栓全部拧紧后焊接抗浮拉筋，垫层拉筋与对应位置的底板上预焊的钢筋接头对焊。顶板拼装见图4。

图4 顶板拼装示意图

6.6 铺设环向密封垫：环向密封垫用扎带固定，环向密封垫铺设成密闭整环，接缝处用遇水膨胀密封胶密封。

6.7 浇筑底板下部混凝土：底板侧部立模，按设计要求控制模板边界，浇筑底板下侧混凝土（分2 次浇筑，每次浇筑高度200mm，每次间隔时间≥10 小时），浇筑时用振捣设备实时振捣。

6.8 基坑回填：①钢制管廊两侧及顶部宜采用石灰土或碎石土进行回填，应清除回填区植被、有机土壤、松散沉积物和粒径大于75mm 的卵砾石，回填要求和压实度等必须满足设计要求，且压实度应达到95%以上（绿化带下压实度允许达到90%）。②管廊两侧回填应同时、对称、分层进行，两侧回填分层压实厚度不应大于20cm。③钢制管廊两侧60cm 范围内宜采用轻型压实设备碾压，以外区域可使用重型压路机碾压。

钢制管廊拼装完成后要对结构尺寸进行检验，具体见表2。

表2 钢制管廊结构尺寸检验标准

7 防腐及防水施工要点

防腐和防水施工是装配式钢制管廊施工质量控制的重中之重，必须引起足够的重视。

7.1 防腐施工要点

装配式钢制管廊防腐方式主要采用双重的重防腐技术，即热熔特殊涂层+阴极保护（外挂阳极），该项技术耐各种恶劣环境腐蚀、耐撞击，防腐层机械性能优良。管廊属地下结构，防腐措施涉及结构耐久性，是施工中的重点，防腐要求按GB/T34567-2017《冷弯波纹钢管》的规定执行，波纹板热浸镀锌量双面合计不少于1200g/m2，外观鉴定按表3 进行。

表3 热浸镀锌外观鉴定要求

7.2 防水施工要点

装配式钢制管廊防水性能保证主要采用异型槽钢平面法兰连接方式，即连接方式为螺栓连接并紧固两个相邻墙板的纵向法兰。密封方式为法兰压紧橡胶垫片双密封面密封。

环向连接及密封方式：连接方式为螺栓连接并紧固节与节之间法兰；密封方式为环向接缝，节间双重密封，即法兰中间压紧橡胶密封垫，内侧是可更换的压紧密封垫。

拼缝处采用密封垫与密封胶（遇水膨胀止水胶）进行密封防水：铺设环向密封垫，环向密封垫铺设成密闭整环，侧板与顶板接缝处用密封胶密封后铺设环向密封垫。环向密封垫接缝处理要求：顶板和底板密封条需跨过侧板环向第一个孔，并与侧板环向密封条拼接，拼接缝要求如图5 所示：密封垫斜切角度根据现场配切，切完后在拼接缝上打胶。

图5 密封防水示意图

拼装完成后对密封性进行检查，检查要点见表4。

表4 密封检查项目

结束语

综上所述，装配式钢制管廊施工采用工厂化加工，现场安装的施工方法。由于装配式构件全部由后方工厂进行加工，在现场直接进行拼装，所以可有效缩短建设工期，构件质量也更易保证。同时，装配式钢制管廊现场安装更加方便，可以有效减少扬尘和噪声污染，管廊的抗震性能也更好，建设成本更加低廉。鉴于以上优点，装配式钢制管廊已逐步在城市浅覆土地区管廊工程建设中得到推广应用。