中国二十冶集团有限公司、中泰国际高新技术有限公司王纯岩、许海岩、赵世东、黄旭、 李红枫、巩俊松、吴宝振、陈志军
1.前言
综合管廊对于传统管线埋设,具有增加地下空间利用率、提高管线对自然灾害的抵御能构方式,施工时基坑开挖工作面大、工序繁多,导致施工效率低,不利于现场安全文明施工, 力、减轻管线后期养护、有效解决拉链路等优势.目前综合管廊的建设基本采用传统现浇结且现场结构质量控制难度大、容易产生渗漏等.国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊的指导意见(国办发(2015)61号)明确要求“推进地下综合管廊主体结构构件标准化,积极推广应用预制拼接技术,提高工程质量和安全水平”.预制综合管廊采用工厂化制作、现场拼装施工方式,能够大幅降低施工成本,提高工程质量,节约工期,提高施工效率,具有明 显的优势.随着社会的进步发展,纳入综合管廊的管线种类、数量不断增加,综合管廊由传统的单舱、双舱综合管廊逐渐向多舱综合管廊发展,多舱体预制装配式管廊是综合管廊领域发展的趋势.目前预制管廊多用于单舱、双舱管廊建设,由于预制综合管廊分段分节吊装,单位构件重量重、安装难度大,超过2舱以上的多舱体预制管廊甚少,多舱综合管廊主要采 用现浇方式施工.
为此依托承建工程建设,以中国二十冶集团有限公司为主导,中泰国际高新技术有限公司协作配合,结合工程实际,在原来单舱、双舱预制管廊的基础上研发了整节段预制管廊全过程建造技术,形成了整节段预制综合管廊的组装结构体系、制作、试验、运输、安装、连接、防水和监测运维等全过程的成套施工工艺,解决了整节段预制管廊全过程建造的难题, 为工程创品牌建设提供了技术支撑,推动了综合管廊建设行业的发展,对类似项目起到了引领作用.
本工法创新技术为我集团重点研发项目,并已获得企业级工法,研发过程中针对27项创新技术进行了专利申请保护,其中获得6件发明专利证书,17件实用新型专利证书,4 件发明专利受理书:参编出版国标GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》:主编“十三五“国家重点《城市地下综合管廊全过程技术与管理》出版、发行;主编出版了1项国家建筑标准设计图集18GL205《预制混凝土综合管廊制作与施工》:完成《阿波罗未来产业城施工总承包项目BIM应用》成果,并获得“全国冶金建设协会BIM应用技能大赛二等委批准,为上海市信息化发展专项基金项目.该工法核心技术-"整节段预制管廊全过程建造技术"于2020年8月通过广东省建筑业协会组织的科技成果鉴定,达到国内领先水平.
表1-1专利一览表
序号 类型 名称 状态 受理号或授权号 备注1实用新型 一种回槽式箱涵 已授权 ZL201520673420.6整节段2实用新型 一种台阶式箱酒 已授权 ZL201520673418.9预制管3实用新型 一种正压式箱洒 已授权 ZL 2015 2 .4廊结构
发明 预制装配式管廊拼装装置及 ZL20171 体系拼装方法 已授权 .95 发明 一种箱酒模板 已授权 ZL 2016 1 .96 发明 箱涵模板 已授权 ZL 2015 1 .88实用新型 7 发明 一种模数化组合式箱酒模具已授权 组装模板 已授权 ZL 2016 1 .3 ZL 2014 .2 定型模9.实用新型 上企口模板 已授杖 ZL20152 板体系10实用新型 .6 下企口模板 已授 ZL201620157473.711实用新型 .4 多腔下企模板 已授 ZL 2016 212实用新型 组装式上企口模板 已授 ZL2015 .013实用新型 14 实用新型 组装式下企口模板 种蒸养装置 已授 已授 ZL 2016 .X ZL2015-2-.0养护及15 发明 种蒸养方法及装置 已授 ZL 2015 1 .1 节段管16 实用新型 一种翻转架 已授 ZL 2016 2 .4实用新型 翻转支架 已授权 ZL 2017 .2 廊翻转17 技术18 实用新型 外压闭水实验架 已授 ZL 2017 .9 出厂前19实用新型 箱涵外压架 已授 ZL20172 试验技 术1252234.0 20实用新型 一种工程车 已授 ZL 2016 .4 管廊高 效安装0729928.3 21实用新型 箱涵推车 已授 ZL 2015 2 技术22发明 箱涵车 已授 ZL2015123实用新型 ..3 箱涵车 已授 ZL2015 224 发明 一种预制管廊接缝防水的施 工方法 已受理一种防止伸缩缝位置渗漏的 201810288123.8 多重防25 发明 施工方法 已受理 201710565994.5 排水技26 发明 综合管廊疏水排水方法 201810543725.3 术一种基于海绵理念的综合管27 发明 廊防水方法 已受理 201910575939.3
2.工法特点
2.0.1优化管廊结构组装设计体系,解决多舱体整节段预制综合管廊仅纵向分节后单件强了管廊的横向抗剪强度,具有良好的抗震性能,减小了管廊的不均匀沉降现象. 质量大影响吊装的难题,通过横向预应力现浇结构的形式保证了管廊的整体性和刚度,增
2.0.2应用BIM技术进行模型建设,对管廊分阶段、制作模板、管廊运输安装提供可视化和虚拟建造模拟演练,提高施工效率和施工质量.
2.0.3提高钢筋笼制作的质量和机械化程度,采用信息化数据支持、规范钢筋笼制作流
程.
2.0.4改进整节段管廊箱涵模板体系,提高节段管廊制作精度、质量和高效性.
2.0.5改进养护技术和节段管廊翻转系统,节省管廊自然养护的周期,加快了养护进度,实现预制装配式管廊养护完成后的完成后的自由翻转和机械标准化批量生产,提高管廊制作
成型质量、企口连接的密闭性和防水抗震等级.
2.0.6规范完善预制管廊出厂前的闭水和承压试验程序,确保整节段预制管廊出厂质量合格.
2.0.7改进传统的安装设备,研发的工程推车安装预制管廊,节省吊车的租赁费用,降低安全风险,提高安装效率
2.0.8按照管廊“内防为主,外防为辅,防排结合"的方针,优化管廊接缝防水体系,并在管廊内设置防排体系,解决预制装配式管廊在接缝位置渗漏水的问题,保证管廊的正常运营.
2.0.9采用先进精细化监测仪器,实时监控管廊变形情况,为管廊运营维护提供数据服务支持.
3.适用范围
本工法适用于整节段预制综合管廊结构体系设计、制作、安装、防水和运维全过程.
4.工艺原理
整节段预制管廊建造突破单体构件过大而造成的吊装设备选型困难的问题,进行分舱分节有机的结合进行结构体系设计,在施工同时钢筋笼连接制作、模板成型养护、出厂前的试验、安装精度、防水和运维方面均要求很高,需形成系统的标准化机械化工厂化的设计、生产、安装、防水和运维全过程的建造技术,除应保证质量外还应考虑经济效益和工期影响.
4.0.1整节段管廊结构体系设计方面:通过设计模型建立、受力分析和结构试验,将整节段预制管廊端头设计为企口承插连接形式,在企口空源中装入填充物,使预制管廊更安全、稳定、断面利用率大;同时对多舱预制管廊施工技术进行研发创新,通过将多舱管廊进行横向1~2舱分舱、纵向2~2.5m分节进行制作吊装,纵横双向连接均来用预应力对接的方式 安装预制管廊,在横向分舱管廊连接处采用横向预应力现浇结构的形式连接,解决多舱体管廊仅纵向分节后单件质量大影响吊装的难题,保证综合管廊的整体性和刚度,增强了管廊的横向抗剪强度,具有良好的抗震性能,减小了综合管廊的不均匀沉降现象,满足各类综合管廊的预制安装使用要求.
BIM模型为预制管廊结构受力分析、制作、运输、安装提供可视化方案模拟和交底,实现多 4.0.2BIM技术应用方面:应用BIM技术三维可视化的深化设计和快速精准出图,建造专业、全员参与的可视化、精细化的施工管理,提高工程质量.
4.0.3钢筋笼的制作方面:设计钢筋笼制作井字型骨架,在井字式钢筋骨架四角立柱上,间距,将钢筋间距准确率达到99%,受力筋、分布筋间距偏差控制在±5mm以内,受力筋全长 沿立柱竖向按钢筋笼的钢筋间距设置可以上下移动并左右旋转的牛腿,以保证钢筋笼的钢筋净尺寸±8mm,弯起筋弯起位置的偏差为构件±10mm,钢筋转角的偏差为3mm.形成钢筋笼后直接从上方吊运出来,提高了钢筋笼制作的质量和半机械化程度,采用信息化数据支持方式规范了钢筋笼的制作流程.
计,采用泰合金材料定制模板,将内模与底座形成一个组合式整体钢模,同时将模具外侧模 4.0.4模板体系制作组装方面:对综合管廊组装模板、企口模板进行分片定型模具化设与企口模板作为一个整体成块模具进行组装生产,并增加了模板组装支撑体系,减少模具之间的拼缝,保证了足够的生产精度,生产的构件尺寸偏差≤2mm,预制管廊的两端口尺寸不存在任何的偏差,预留洞口中心点的定位偏差不能超过5mm.
4.0.5养护和节段管廊翻转方面:研制了蒸养罩,利用电蒸养机自动控制蒸养,节省了自然养护的周期,2天的养护时间便可达到管廊设计强度85%的吊装条件,并同时研发节段管廊自由翻转支架,实现浇筑时管廊直立式到养护时平躺式堆放的自由高效翻转,完成节时快捷的养护和堆放,为预制管廊的机械标准化高效批量生产提前条件.
4.0.6出厂前试验方面:研发整节段箱涵必检项目闭水试验和抗压试验所用外架,闭水试验外架通过管廊接缝位置设置环形竖立状钢丝网胶板,并在钢丝网胶板上下设置丁基橡胶板和钢板带以形成缠绕管廊接缝一周密封管廊接缝:抗压试验外压架通过在管廊上下设置纵横钢梁,并通过液压干斤顶施压以达到测试管廊抗压能力,通过自我研发的闭水试验和外压 试验架体,简化了实验操作过程,且提高试验的准确性和可靠性.
4.0.7整节段管廊安装方面:对预制管廊箱涵安装设备的进行创新式设计,采用在基坑内设置可以自由通行的工程车,工程车采用液压顶升装置,可以上下起运,前后推移预制管廊标准节,完成预制管廊的安装对接,保证了安装精度,预制管廊平面安装位置严误差<5mm, 垂直度达到100%,管廊接口缝隙<10mm,节省了安装时间,安装纵横双向两节的拼装时间节省了2~3h,同时也节省了传统吊车的租赁费用,降低了安全风险,提高了安装效率.