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文檔簡介
中建一局集團產品線技術專題集成綜合管廊工程施工技術指南二零一八年十二月ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle第一篇
管廊工程概述地下綜合管廊,建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施。同時設有專門的檢修口、吊裝口、以及通風、防火、監(jiān)測等多種系統(tǒng)。它可以把分散獨立埋設在地下的電力、電信、熱力、給水、中水、燃氣等各種地下管線部分或全部匯集到一條共同的地下管廊里,實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計、統(tǒng)一建設、共同維護、集中管理。第一章
綜合管廊的發(fā)展1
地下綜合管廊的發(fā)展地下綜合管廊的發(fā)展起源于法國,法國建成了第一條地下綜合管廊,距今已經整整
185
年。1833年法國政府對地下綜合管廊進行了規(guī)劃,當時入廊管線主要包括:自來水管線、壓縮空氣、通信管線、中水管線及交通信號電纜等。19世界
60年代,巴黎政府對市域范圍內的地下管線進行了綜合規(guī)劃,形成了龐大的地下綜合管廊,將市政、電氣等管網納入到地下綜合管廊中,巴黎的地下綜合管廊錯綜復雜卻盡然有序,目前法國地下管廊里程超
2100km,成為世界上地下管廊里程最長的國家。日本是目前世界上管廊建設速度最快、配套設施最完善、運營管理最先進的國家,日本稱為“共同溝”,并制定了《共同溝法》。我國第一條管廊建設是在
1958
年,管廊位于北京天安門廣場下面,長度共計1000m,結構尺寸為高
3m,寬
4m,入廊管線包括供熱、電力、電信管線。從
1978
年上海寶鋼一期工程開始,中冶京誠就與日本新日鐵合作,在全國率先興建了大型綜合性工業(yè)管廊。這是新中國綜合管廊建設的起點。從專業(yè)角度而言,工業(yè)管廊,特別是冶金工業(yè)管廊,比之一般城市或市政綜合管廊,入廊管線更多,復雜程度更高,技術難度更大,控制標準更嚴。1994年在上海浦東新區(qū)張楊路建成了我國第一條綜合性的現(xiàn)代化綜合管廊,管廊的結構尺寸為高
2.6m、寬
5.9m,總長為
11.2km。2003年,廣州大學城建造了一1條長
17.4km、高寬分別為
2.8m
及
7.0m
的綜合管廊。該管廊分為干線和支線綜合管廊,其布局為
1條長
10km的干線管廊,與其交錯有
5
條總長
7.4km的支線管廊,創(chuàng)造了我國綜合管廊的建設記錄,是當時我國長度最長功能最完善及規(guī)模最大的綜合管廊。2003年,廣州市政府建設大學城時,同步建設了總長度約
18公里的地下綜合管廊,總投資
3.5
億元。2004
年建成開始運營。管廊斷面寬
7
米,高
2.8
米,斷面面積
19.6平方米,分上水艙、電力電纜艙和通信纜艙共
3艙,敷設了自來水、中水、熱水、電力、通信共
3大類
5種管線。2006年在中關村(西區(qū))建設了長度
1.48
km的綜合管廊,結合地下環(huán)形車道和地下空間綜合開發(fā)進行建設。2007年,上海世博園區(qū)為配合世博園區(qū)建設,建設一條現(xiàn)代化的地下市政綜合管廊,集成
3
種管線設施,并且在傳統(tǒng)的現(xiàn)澆整體式綜合管廊的工藝基礎上,嘗試了世界上較為先進的預制應力綜合管廊技術。2010年珠海市推動橫琴新區(qū)開發(fā),建設了全長
33.4公里的環(huán)島綜合管廊,形成“日”字型環(huán)狀管廊系統(tǒng)。2013
年南京河西新城綜合管廊總長度約
8.9
公里,“豐”字形。為貫徹綠色和智慧的建設理念,把河西新城打造成南京市新中心,并建成完整的多層次城市智能化系統(tǒng),實現(xiàn)高效、低耗的城市運行管理系統(tǒng)。2
綜合管廊的特點及優(yōu)勢(1)科學合理開發(fā)利用地下空間資源,將市政六大類管線集中綜合布置,形成新型的城市地下智能化網絡運行管理系統(tǒng)。六大類管線包括:供水、排水、燃氣、供熱、強電和弱電。根據各城市或路段的需求,管廊的空間和收容物可以根據規(guī)劃和市場要求進行設計。(2)長效性。市政管廊土建圍護形式采用鋼筋混凝土框架結構,可保證“管廊”50年以上使用壽命,并按規(guī)劃要求預留
50年的發(fā)展增容空間,做到一次投資,長期有效使用。(3)可維護性。市政管廊內預留巡檢和維護保養(yǎng)空間,并設置必需的人員設備出入口和配套保障的設備設施。平均每
1000
米設一個工作井,同時配備起重吊樁和活動梯車為管線更修管線、檢修、使用提供了必要的保障。2(4)高科技性。政管廊內外設置現(xiàn)代化智能化監(jiān)控管理系統(tǒng),采用以智能化固定監(jiān)測與移動監(jiān)測相結合為主、人工定期現(xiàn)場巡視為輔的多種高科技手段,確保“管廊”內全方位監(jiān)測、運行信息反饋不間斷和低成本、高效率維護管理效果。智能化監(jiān)測可以使我們在第一時間內發(fā)現(xiàn)隱患,使危險被阻止于最小范圍內。(5)抗震防災性。市政管線集中設于地下市政管廊內,可抵御地震、臺風、冰凍、侵蝕等多種自然災害。在預留適度人員通行空間條件下,兼顧設置人防功能,并與周邊人防工程相連接,非常狀態(tài)下可發(fā)揮防空襲、減少人民財產損失的功效。最合理利用不可再生的地下空間資源,并使其從平戰(zhàn)結合的思想進行結構設計。(6)環(huán)保性。市政管線按規(guī)劃需求一次性集中敷設,可為城市環(huán)境保護創(chuàng)造條件,地面與道路可在
50
年內不會因為更新管線而再度開挖。市政管廊的地面出入口和風井,可結合維護管理和城市美化需要,建成獨具特色的景觀小品。舊模式的重復開挖,不僅浪費人力、物力,同時對環(huán)境的破壞也是不言而喻的。(7)低成本性。由于市政管廊采取一次投資,同步建設,各方使用,多方受益的形式,不僅克服了現(xiàn)存模式的多種弊端,而且在綜合成本上也得到了降低和控制。舊有模式的單打獨斗的多家報批、多頭建設、重復開挖以及新工程的施工對地下舊有管道所造成的破壞而造成的損失等最終使成本增高。(8)投資多元性。市政管廊可將過去政府單獨投資市政工程的方式,擴展到民營企業(yè)、社會力量和政府等多方面共同投資、共同收益的形式,發(fā)揮政府主導性和各方面積極性,加快城市現(xiàn)代化進程,有效解決此類市政工程籌資融資難度大的問題。到
2020
年城市化水平要達到
60%,發(fā)展中國家市政公用建設比例應占社會固定資產投資總額的
10%--15%,而我們才僅僅是
3%,因此,鼓勵多種經濟成分進入市場公用事業(yè),吸納社會資金和境外資本參與市政建設,實現(xiàn)投資主體多元化是市場和發(fā)展的必需。市政管廊軟結構的組成,具有它的特殊性,它既是一種經營性行業(yè)(可以通過市場補償),又是一個公益性行業(yè)(諸如排水管網、公用空間、設施的建設及養(yǎng)護等)。(9)營運可靠性。市政管廊內各專業(yè)管線間布局與安全距離均依據國家相關規(guī)范要求,并沿管廊走向,結合防火、防爆、管線使用、維護保養(yǎng)等方面的要求,設置分隔區(qū)段,并制定相關的營運管理標準、安全監(jiān)測規(guī)章制度和搶修、搶險應急方案,為“管廊”安全使用提供了技術管理保障。據統(tǒng)計,我國的市政公用設施
65%已經陳舊,全國供水管網漏失率最高達
40%,平均失水率達
27%以上,相當一部分的城市燃氣管網建于七八十年代,已經運行了二三十年,這種潛在的危險足以令我們夜不安枕。3采用綜合管廊形式的城市地下管網系統(tǒng)與傳統(tǒng)直埋式管網系統(tǒng)相比較有如下優(yōu)點:(1)有效節(jié)約空間資源,創(chuàng)造良好生態(tài)環(huán)境。由于道路的附屬設施集中設置于共同溝內,能有效集約化地利用道路下的空間資源,為城市發(fā)展預留寶貴空間,增強道路空間的有效利用,并且可以美化城市環(huán)境,創(chuàng)造良好的市民生活環(huán)境。(2)有效避免“馬路拉鏈”,充分發(fā)揮道路社會效益。由于共同溝將各類管線均集中設置在一條隧道內,消除了通訊、電力等系統(tǒng)在城市上空布下的道道蛛網及地面上豎立的電線桿、高壓塔等,避免了路面的反復開挖、降低了路面的維護保養(yǎng)費用、確保了道路交通功能的充分發(fā)揮,同時保證了城市道路的完整與美觀,提升了城市的整體形象。(3)集中建設運營和管理,有效提高社會資源的利用率。有利于管溝內各種管線的運營管理和集中維護,提高工程的綜合質量和投資效率,抬高管理層次;管線由于不直接與土壤、地下水、道路結構層的酸堿物質接觸,可減少腐蝕,延長管線使用壽命;能根據遠期規(guī)劃容量設計與建設共同溝,從而能滿足管線遠期發(fā)展需要。(4)實時監(jiān)控維護,提高生命線防震減災能力。為各種管線綜合管理并能利用先進的監(jiān)視系統(tǒng)進行綜合管理提供了可能,能及時發(fā)現(xiàn)隱患,及時維護管理,提高管線的安全性和穩(wěn)定性,提高城市的安全度。日本阪神地震的防災抗災經驗說明,即使受到強烈的臺風、地震等災害,城市各種管線設施由于設置在共同溝內,因而也就可以避免過去由于電線桿折斷、傾倒、電線折斷而造成的二次災害。發(fā)生火災時,由于不存在架空電線,有利于滅火活動迅速進行,將災害控制在最小范圍內,從而有效增強城市的防災抗災能力。市政管廊的優(yōu)點可總結為:“一次投資、永續(xù)利用、一次動土、不復開挖、智能管理、維護可視、無限增容、綜合成本、整合資源、減少浪費、樹立市政新形象”。3
發(fā)展綜合管廊的政策國家發(fā)布了《國務院關于加強城市基礎設施建設的意見》
(2013年
9月)、《國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》
(2014年
6月)、《關于開展中央財政支持地下綜合管廊試點工作的通知》
(2014
年
12
月)、《國務院辦公廳關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》
(2015
年
8
月)、《中共中央
國務院關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》
(2016年
2月)支持綜合管理的發(fā)展。要求城市新區(qū)、各類園區(qū)、成片開發(fā)區(qū)域新建道路必須同步建設地下綜合管廊,老城區(qū)要結合地鐵建設、河道治理、道路整治、舊城更新、棚戶區(qū)改造等,逐步推進4地下綜合管廊建設。凡建有地下綜合管廊的區(qū)域,各類管線必須全部入廊,管廊以外區(qū)域不得新建管線?!蹲》砍青l(xiāng)建設部
中國農業(yè)發(fā)展銀行關于推進政策性金融支持城市地下綜合管廊建設的通知》
(2015年
11月)、《住房城鄉(xiāng)建設部
國家開發(fā)銀行關于推進開放性金融支持城市地下綜合管廊建設的通知》
(2015
年11月)、《國家發(fā)展改革委
住房和城鄉(xiāng)建設部關于城市地下綜合管廊實行有償使用制度的指導意見》(2015年
11月)文件的出臺,加強金融支持,提供中長期貸款;專項金融債支持,補足項目資本金補足部分。4
技術標準的狀況目前,《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB50838-2015)、《城市地下綜合管廊工程規(guī)劃編制指引》、《城市綜合管廊工程投資估算指標》三個國家標準。各地正在組織制定施工規(guī)范和驗收標準。第二章
綜合管廊的分類和斷面形式1
綜合管廊的分類綜合管廊包括管廊本體、附屬設施和監(jiān)控中心組成。管廊本體由標準段、管線分支口、吊裝口、通風口、交叉節(jié)點、變電所構成。管廊附屬設施系統(tǒng)包括消防系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、供電與照明系統(tǒng)、監(jiān)控與報警系統(tǒng)、排水系統(tǒng)與標識系統(tǒng)。地下綜合管廊一般分為干線綜合管廊、支線綜合管廊和纜線管廊。(1)干線綜合管廊用于容納城市主干工程管線,采用獨立分艙方式建設的的綜合管廊。主要功能為連接輸送原站與支線綜合管廊,一般不直接為用戶提供服務。容納的主要為城市主干工程管線。一般設置在機動車道或道路中央下方。結構斷面尺寸大、覆土深、系統(tǒng)穩(wěn)定、輸送量大、安全度高、管理運營較復雜。可直接供應至使用穩(wěn)定的大型用戶。(2)支線綜合管廊5用于容納城市配給工程管線,采用單艙或雙艙建設的的綜合管廊。主要功能是將各種管線從干線綜合管廊分配、輸送至各直接用戶。容納的主要為城市配給工程管線。多設置在人行道下,一般布置于道路左右兩側。有效斷面較小、結構簡單、施工方便,設備為常用定型設備,一般不直接服務于大型用戶。(3)纜線管廊采用淺埋溝道方式建設,設有可開啟蓋板但其內部空間不能滿足人員正常通行要求,用于容納電力電纜和通信線纜的管廊。多設置在人行道下,且埋深較淺,一般為1.5米左右。空間斷面較小、埋深淺、建設施工費用較少,一般不設置通風、監(jiān)控等設備,維護管理較簡單。2
綜合管廊的斷面形式地下綜合管廊按照結構斷面形式分為矩形斷面和圓形斷面兩種形式。當采用明挖現(xiàn)澆或預制裝配施工時宜采用矩形斷面,施工方便,內部空間可以充分利用。在穿越河流、地鐵時,如埋設深度較深,可采用盾構或頂管施工,一般是圓形斷面。按照艙位數量可采用單艙、雙艙、三艙、四艙、一體化及其他類型。單艙可采用矩形或圓形斷面,一般為電、訊同艙;水、電、訊等同艙。雙艙可采用矩形斷面,一般熱、水同艙,水、電、訊同艙或水、電同艙帶燃氣獨艙。三艙可以采用矩形斷面,一般有高壓電力獨艙、燃氣獨艙等。四艙適用于管線量巨大情況。一體化結構設置適用于與地下空間、地鐵結合情況。6第三章
管廊工程施工關鍵技術簡介城市地下綜合管廊的施工涉及到的問題也非常多,需要進行詳細策劃,對于現(xiàn)場施工可遇到的重點、難點提前做出方案分析,材料性能配合試驗研究。本指南是施工實踐的總結,著重對于管廊建設中的難點和重點給出解決方案。(1)管廊結構施工方法的體系化、工業(yè)化、非開挖施工技術的應用。管廊工程采取開挖現(xiàn)澆施工方法時,模板技術體系化和小流水施工技術是非常適宜的技術。采取工廠預制、現(xiàn)場吊裝的施工工藝是結構施工綠色施工的重要途徑,綜合解決管廊的防水節(jié)點、清水混凝土的耐久性問題。在城市核心區(qū),不具備開挖條件時,暗挖施工和頂管施工等非開挖技術在管廊小斷面、長距離、淺埋深的情況下,綜合施工經濟性、安全性的控制是非常核心的技術。開展管廊工程結構施工體系和方法系統(tǒng)化的研究是解決管廊施工技術的重要內容。(2)復雜地層條件下基坑技術應用。地下綜合管廊工程為線性工程,管廊的基坑為帶狀基坑,基坑工程的所采用圍護結構不僅與工程所在地水文地質情況有關,也與工程所在的施工條件有關。結合不同地質情況、不同施工條件下基坑維護結構的設計及施工的應用,并結合施工效率、施工難度及施工造價給出了各類基坑支護結構的適用范圍,為綜合管廊工程基坑支護體系的選擇提供了理論依據可借鑒的經驗。(3)地下綜合管廊變形縫防滲、防水技術應用。綜合管廊一般
25米左右設置一道變形縫,變形縫采用氯丁橡膠止水帶,縫內填充內聚乙烯泡沫塑料板嵌縫,303257雙組份聚硫密封膏,這些材料的老化防腐耐久性問題深入研究。特別是在地質條件較差的環(huán)境下建造綜合管廊,由于長期遇水侵蝕或其他不良影響,會造成地基不均勻沉降。橡膠止水帶形式接口抗剪切能力差,管廊接口發(fā)生上下錯位和變形,會造成接口止水帶變形,嚴重時止水帶被拉裂。針對城市地下綜合管廊“百年工程”的結構質量控制,對管廊結構變形縫的施工嚴格過程控制,掌握施工要點,對施工縫部位進行試驗研究,掌握材料性能及使用期限。(4)防水材料應用技術。綜合管廊工程為“百年工程”,主體結構為鋼筋混凝土結構。不同地域、不同水文地質條件下,對綜合管廊的防水有不同的要求。無論是鋼筋混凝土結構的自防水,還是鋼筋混凝土結構外防水,均無法一次性達到一百年的服役期,因此根據不同的地質條件,不同的防水質量要求在提高混凝土結構自防水性能的前提下,選擇合適的外防水材料,盡量延長防水工程的服役期也非常重要。(5)模架體系選型應用。模架體系的使用貫穿于地下綜合管廊工程混凝土結構施工的整個過程,因此模架體系的選型和設計是現(xiàn)澆混凝土結構施工的重要環(huán)節(jié),對于工程的整體施工部署,確保工程質量和安全起到了至關重要的作用,故模架體系的重要性不言而喻。結合不同斷面形式、不同建造方式的綜合管廊工程,其可推廣應用且安全、高效的模架體系,從而形成一套通用性較強的綜合管廊模架體系施工技術,對今后同類工程施工提供借鑒和指導意義。(6)城市地下綜合管廊支架系統(tǒng)安裝技術應用。管廊內的管線需要通過支架系統(tǒng)安裝在管廊側壁上,所以管線支架與管線是緊密聯(lián)系在一起的結構,若管廊管線支架安裝不當,會使管線組成件在運行中損壞。因此,在綜合管廊施工中對管線支架的安裝越來越重視,對安裝質量要求越來越高。通過各類支架系統(tǒng)的優(yōu)缺點對比,并對目前地下綜合管廊工程中主要采用的裝配式支架系統(tǒng)進行了深入研究,總結出了一套針對裝配式支架提供的安裝工藝和方法,為裝配式支架系統(tǒng)的施工提供了可借鑒的經驗。(7)BIM
技術在地下綜合管廊工程應用。城市地下綜合管廊的管線高度集中、建設地點多地段繁華、附屬工程系統(tǒng)龐大,將
BIM
技術全面應用于綜合管廊的設計、施工全過程,通過方案模擬、深化設計、管線綜合、資源配置、進度優(yōu)化等,避免設計錯誤及施工返工,能夠取得良好的經濟、工期效益。利用
BIM技術對地下綜合管廊的附屬工程結構節(jié)點控制,對管廊運營的管線排布碰撞檢查,建模仿真分析,提前模擬施工效果,通過真實性對比優(yōu)化方案。8(8)管廊管線快速安裝技術。管廊內管線的安裝是管廊機電系統(tǒng)施工的重要組成部分,管線施工的質量、效果、效率直接影響著管廊工程整體功能的實現(xiàn)。本成果重點從管廊管線快速施工,解決現(xiàn)有施工難點,人文關懷等方面進行分析研究。針對管廊工藝管線優(yōu)化、管線狹小空間運輸技術,管線固定點焊接技術,管線快速試壓技術進行創(chuàng)新,很好的解決了管廊狹小空間內管線優(yōu)化布置、管線運輸、管道焊接及試壓的施工現(xiàn)實問題。實現(xiàn)了管廊管線的快速安裝的目標,施工效果良好,為類似管廊管線工程的施工提供了良好的借鑒和指導作用。第四章
管廊工程結構的主要施工方法管廊工程的結構主要為鋼筋混凝土結構,管廊主體結構的常用施工方法主要是開挖方式的結構順作法。特殊情況下采用暗挖方式和頂管方式施工和蓋挖方式。隨著裝配式結構的發(fā)展,預制拼裝方法正方興未艾。1
明挖法施工先從地表向下開挖基坑或塹壕,直至設計標高后,自基底由下向上順序施工,完成地下工程主體結構后進行土方回填,最終完成地下工程施工。2
淺埋暗挖法施工在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法,在城鎮(zhèn)軟弱圍巖地層中,在淺埋條件下修建地下工程,以改造地質條件為前提,以控制地表沉降為重點,以格柵(或其他鋼結構)和噴錨作為初期支護手段,按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護,快封閉、勤量測”十八字原則進行施工。3
頂管法施工在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力,克服管道與周圍土壤的摩擦力,將管道按設計的坡度頂入土中,并將土方運走。一節(jié)管子完成頂入土層之后,再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力,把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機后,埋設在兩坑之間。4
預制拼裝法施工將在預制工廠生產的節(jié)段通過運輸車輛運輸至現(xiàn)場,用架橋機或龍門吊等專用拼裝設備,在施工完成的管廊基礎上按次序逐塊組拼,節(jié)段間采用膠拼,整跨膠拼完成后,施加體內預應力,使之成為整體結構,并沿預定的安裝方向進行逐跨拼裝、逐跨推進的施工工藝。95
蓋挖法施工由地面向下開挖至一定深度后,將頂部封閉,其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作,也可以逆作。10第二篇
明挖法施工技術管廊工程最常用的施工方法是明挖法施工。在場地允許的前提下,一般首選采用,經濟安全,施工簡便。在基坑開挖后,鋼筋混凝土管廊結構進行現(xiàn)場支模、綁扎鋼筋和澆筑混凝土,按照底板、墻體、頂板的順序進行結構施工,施工完成后采取人工分層回填土方,將管廊埋置于地下,然后恢復地面狀況。在明挖法施工中,由于受場地限制,基坑開挖除放坡開挖的形式外,一般均要采取必要的基坑支護,特別是軟土地區(qū),基坑支護方式的選擇以及基坑支護的造價對管廊結構施工的工期和造價均有非常大的影響,由于管廊埋深一般在
10m以內,土釘墻、復合土釘墻以及鋼板樁、排樁、地下連續(xù)墻、止水帷幕等常用支護形式均在管廊開挖中得到應用。管廊工程的埋置深度較淺,地基承載能力不足,常常需要進行地基處理,常用的地基處理方式包括換填、管樁、水泥攪拌樁等。由于管廊工程一般采用支護開挖方式,基槽較窄,管廊頂面標高一米以下采用人工回填,一米以上采用機械回填。管廊結構施工采用的模板形式一般采用膠合板模板散支散拼、中型鋼模、塑料模板、大鋼模以及專門設計的隧道模板體系。腳手架采用傳統(tǒng)的腳手架支撐體系,目前采用較多的為盤扣腳手架內支撐體系,安全可靠。鋼筋加工主要是工廠化預制和現(xiàn)場加工兩種方式?;炷敛捎蒙唐坊炷良夹g。明挖法施工技術主要包括基坑支護技術、地基處理技術、模板腳手架技術以及鋼筋和商品混凝土應用技術。第一章
基坑支護與開挖1
支護型式選擇城市綜合管廊埋深根據地下設施豎向綜合規(guī)劃、行車荷載、綠化種植及當地的冰凍深度等因素綜合確定。一般干線綜合管廊設置在機動車道、道路綠化帶下面;支線綜合管廊設置在道路綠化非機動車道下;纜線綜合管廊設置在人行道下。在交通運輸繁忙或地下管線較多的城市主干道以及配合軌道交通、地下道路、城市地下綜合體等建設工程地段一般埋深較深。基坑深度較深時,支護形式主要有地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁、SMW工法樁、工字鋼樁和鋼板樁等,一般情況可以滿足
6
米-20
米的基坑。深度較淺時,11支護形式主要采取放坡開挖、土釘墻噴錨、土層錨桿噴錨、鋼板樁懸臂等,一般情況可以滿足
3m-9m的基坑。常用支護形式的對比見表
1表
1圍護結構選擇對比分析表鋼板樁加鋼支支護方式放坡開挖土釘墻SMW
工法樁鋼板樁懸臂撐有一定粘結性地下水位低,
的雜填土、粘土質較好的砂
性土、粉土、水文地質條件多水的軟土地
軟土、地下水
多水的軟土地層位高層土、砂礫黃土與弱膠結的砂土邊坡施工現(xiàn)場不受
施工現(xiàn)場受外基坑周邊環(huán)境施工現(xiàn)場工
對地質及場地現(xiàn)場條件適用范圍其他外界條件
界條件一定限
復雜,施工作業(yè)作面狹小有一定限制限制制面小用于城市高架橋下等施工,空間受限制的場合,或海底筑墻,或軟弱地基加固不適用于城市
基坑邊坡穩(wěn)定中施工作業(yè)面
性較差、放坡狹小、地下管
開挖方案不能適用于場地受限的工程適用于場地受限的工程網較多的斷面。滿足要求的條件下進行施工效率施工難度施工成本效率高簡單效率較高簡單效率低難效率低效率高一般難造價低造價較高造價較高造價高造價低2
支護施工要點(1)放坡開挖施工如果基底位于地下水位以下,則需要及時降水,確保水位低于基底
500mm以上,穩(wěn)定后方可進行管廊基礎施工。放坡開挖施工圖12(2)土釘墻施工分層開挖,分層支護,每層不超過
2m。要控制好面層的厚度,保證土釘錨桿注漿飽滿。土釘墻支護施工圖(3)鋼板樁加鋼支撐施工是管廊圍護結構最常用的方法。土層為砂類土、黏性土、碎石土及風化巖等較適合使用鋼板樁,一般最大開挖深度在
7~8m。鋼板樁可采用租賃及購買形式。采用導梁支架控制水平位置和垂直度。一般可采用振拔機(470)或者振動錘(60KW)等進行施工。對于強風化泥巖需要采用長螺旋鉆機進行引孔,振動錘對控制鋼板樁垂直度及打入效果較好,而振拔機速度上要快于振動錘。當發(fā)現(xiàn)鋼板樁傾斜超過
2%時應該拔出重打。鋼板樁打入施工結束后,即可開挖圍檁處的土方,為了便于焊接牛腿施工常超挖30-50cm深度,牛腿施工結束后,設置圍檁和支撐,然后開挖第一層土方,如有第二層支撐,安裝第二層支撐,以此類推,直至挖至基坑底部。鋼管支撐多采用
Φ609316mm,通常由
3根
40B工型鋼或者雙拼
40H型鋼焊接而成,鋼支撐需要根據基坑深度、兩側臨時荷載等經過計算配置,開挖一層安裝一層支撐,支撐安裝過程中要有專人負責?;踊靥钔戤吅?,便可以拔樁,要根據打樁機械選擇拔樁機械,如果采用振動錘打樁,拔樁選用振拔機將很困難,應該一一對應,方可加快施工。拔樁時,為了避免拔樁對結構穩(wěn)定性的影響,一般先振動樁
1min,使得樁和土壤的摩擦減弱,此后拔樁,為了保證拔樁效果,通常是間隔錯開的順序拔樁,降低分段阻力。對于難拔出的鋼板樁,可采用先接著向下打入然后振拔的方式,這樣便可拔出鋼板樁。(4)SMW工法樁支撐施工。13SMW工法樁圍護墻是利用攪拌設備就地切削土體,然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的水泥土攪拌墻,最后在墻中插人型鋼,即形成一種勁性復合圍護結構,在軟土地區(qū)有較多應用。SMW
工法樁采用三軸深層攪拌機施工,起重設備采用
50t
履帶式吊車和
300t
起拔設備,采用套打施工工藝。開挖導溝(構筑導墻)水泥材質檢驗水泥漿拌制設置機架移動導軌SMW攪拌機定位攪拌、提升、噴漿重復攪拌下沉重復提升SMW攪拌機架設制作試塊型鋼進場焊接成型H型鋼質檢殘土處理H型鋼涂隔離劑設置導向框架和懸掛梁插入型鋼施工結束經緯儀測斜、糾偏H型鋼回收、注漿(主體結構完后)SMW
工法樁施工工藝流程3
土方開挖土方施工需要結合基坑形狀、支護形式、開挖深度、降水情況、工期情況、機械選擇、社會環(huán)境等多種因素。土方開挖的順序、方法必須與設計要求相一致,并遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則?;舆吔缰車孛鎽O排水溝,對坡頂、坡面、坡腳采取降排水措施。14第二章
地基處理綜合管廊地基處理主要是特殊地質條件和承載力不足兩種情況,特殊地質條件比如軟土地基、濕陷性黃土、膨脹土等。地基存在軟弱下臥層,需要采取加強措施,比如換填、擠密、注漿加固等措施。1
特殊地基土處理1.1軟土地基的處理方法軟土地基處理常用的處理方法有表層處理法、換填法、重壓法
、垂直排水固結法等;具體可采取置換土、拋石擠淤、砂墊層置換、砂粧、粉噴樁、塑料排水板及土工織物等處理措施。除選擇就地處理方法時應滿足安全可靠的要求外,還應綜合考慮工程造價、施工技術和工期等因素,選擇一種或數種方法綜合應用。1.2濕陷性黃土地基處理方法濕陷性黃土土質較均勻、結構疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時,一般強度較高
,壓縮性較小,但在一定壓力下受水浸濕,土結構會迅速破壞,產生較大附加下沉,強度迅速降低。由于存在大量節(jié)理和裂隙,黃土的抗剪強度表現(xiàn)出明顯的各向異性。可能產生的病害主要有路基變形、凹陷、開裂,道路邊坡崩塌、剝落,土層結構內部易被水沖蝕成土洞和暗河。在濕陷性黃土地區(qū)施工應注意采取特殊的加固措施,減輕或消除其濕陷性。濕陷性黃土路基處理可采取換土法、強夯法、擠密法、預浸法、化學加固法等因地制宜進行處理,并采取防沖、截排
、防滲等防護措施。1.3膨脹土地基處理方法膨脹土是具有吸水膨脹或失水收縮特性的高液限黏土。具有較大的塑性指數,在堅硬狀態(tài)下工程性質較好,但其顯著的脹縮特性可使地基發(fā)生變形、位移、開裂、隆起等嚴重破壞。膨脹土地基主要應解決的問題是減輕和消除脹縮性對路基的危害,可采取的措施包括:用灰土樁、水泥粧或用其他無機結合料對膨脹土路基進行加固和改良;換填或堆載預壓對地基進行加固;同時應對地基采取防水和保濕措施,如設置排水溝,設置不透水面層結構,在地基中設不透水層,調節(jié)路基內干濕循環(huán),減少坡面徑流,并增強坡面的防沖刷、防變形、防溜塌和滑坡能力。152
地基承載力不足處置2.1換填法施工換填法就是將基礎底面以下不太深的一定范圍內的軟弱土層挖去,然后以質地堅硬、強度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料以及土工合成材料分層充填,并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動,使之達到要求的密實度,成為良好的人工地基。當地基軟弱土層較薄,而且上部荷載不大時,也可直接以人工或機械方法進行表層壓、夯、振動等密實處理,同樣可取得換填加固地基的效果。經過換填法處理的人工地基或墊層,可以把上部荷載擴散傳至下面的下臥層,以滿足上部建筑所需的地基承載力和減少沉降量的要求。當墊層下面有較軟土層時,也可以加速軟弱土層的排水固結和強度的提高。施工要點包括:分層鋪筑砂石和夯實碾壓。鋪筑砂石的每層厚度,一般為
15~20cm,不宜超過
30cm。大面積的砂石墊層,鋪筑厚度可達
35cm,宜采用
6~10t的壓路機碾壓。2.2擠密法施工擠密法是利用沉管、爆擴、沖擊或鉆孔窮擴等方法,在地基土中擠壓成樁孔,迫使樁孔內土體側向擠出,從而使樁周土得到加密;隨后向樁孔內分層填人素土或灰土等廉價填料窮實成樁,樁體填料也可采用水泥土、二灰(石灰、粉煤灰)或灰渣(石灰、礦渣)等具有一定膠凝強度的材料。土樁、灰土樁等擠密地基由樁體和樁間擠密土組成人工復合地基。主要施工要點:(1)碎石樁樁體材料采用含泥量不大于
5%的碎石材料,最大粒徑不宜大于
50mm,不能使用風化易碎的石料。(2)主要機械設備包括:振動沉管碎石樁機、裝載機、自卸車。(3)施工前應對樁基進行編號,明確打樁順序。應對現(xiàn)場標高進行測量,形成測量記錄,將坐標控制點及高程控制點引入樁基區(qū)域或其他有利于施工放線的位置,確保樁位置及高程正確。(4)樁機就位。樁機就位時,機架必須水平穩(wěn)固,沉管垂直對中,用吊垂進行目測,要求樁管底板中心與樁位誤差≤2cm,沉管垂直度偏差≤1H%,并在打樁過程中隨時跟蹤檢查樁管的垂直度。(5)振動成孔。機械就位合格后,沉管在自由狀態(tài)下對正樁位,利用錘重及沉管自重徐徐靜壓
1~2m后開動振動錘振動下沉,且宜收緊加壓鋼絲繩,提高沉管效率,16每下沉
0.5~1.0m,留振
5~10s,直至設計深度。套管上設置刻度線,用以確定成樁長度及碎石灌注高度。樁機樁尖采用平底型。(6)必須保證投料量,單樁最后一次加料必須將設計石料用量全部用完,單樁填料量必須大于成孔體積。(7)數次反插并補料。振動成孔后,停振灌料至滿,先振動再開始拔管,邊振邊拔,拔管高度
2m,反插深度
0.55m,并停拔振動
5~10s。用料斗從空中進行第二次投料直至灌滿,振動拔管,進行數次拔管反插,重復上述操作直至碎石灌注至樁頂。每一次投料前保證套管內有
1m以上的碎石,管內灌入碎石高度需大于
1/3管長,方可開始拔管。如遇到碎石量灌注至設計值時還未到樁頂標高,繼續(xù)灌碎石注至樁頂標高,并做好現(xiàn)場施工記錄。在上述過程中,提升和反插速度要均勻,拔管速度一般控制在
1.0m/min,在穿過軟弱的淤泥夾層時,應放慢拔管速度,控制在
0.5m/min,并減少拔管高度和反插深度。(8)加壓成樁。反插結束后,將料補滿至一定高度,下落沉管至樁頂,收緊加壓鋼絲繩,加壓成樁,并控制好樁頂標高。碎石樁樁頂位于原地面以下,通過測量套管刻度線確定碎石灌注高度,然后計算確定最后一次投料量,保證樁頂標高滿足設計要求。2.3強夯法施工強夯法是反復將夯錘提到高處使其自由落下,給地基以沖擊和振動能量,將地基士夯實,從而提高地基的承載力,降低其壓縮性,改善地基性能。在夯錘反復作用下,飽和土中將引起很大的超孔隙水壓力致使土中有效應力減小,當土中某點的超孔隙水壓力等于上覆的土壓力(對于飽和粉細砂)或等于上覆土壓力加上土的粘聚力(對于粉土、粉質粘士)時,土中的有效應力完全消失,土的抗剪強度降為零,士顆粒將處于懸浮狀態(tài)達到局部液化。當液化度達到
100%土體的結耕破壞,滲透系數大大增加,處于很大水力梯度作用下的孔隙水迅速排出,加速了飽和土體的固結。強夯法適用于處理碎石士、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。經過處理后的地基既提高了地基士的強度、又降低其壓縮性,同時還能改善其抗振動液化的能力,所以這種處理方法還常用于處理可液化砂土地基等。主要施工要點:17(1)查明強夯場地范圍內地下構造物和管線的位置及標高,采取必要措施,防止因強夯施工造成損壞。(2)施工前進行工藝性試夯試驗。通過強夯前后測試數據的對比,檢驗強夯效果,確定有關工藝參數。(3)強夯施工采用
25t帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機。(4)夯錘落距。錘重按下式初步確定:影響深度=系數3(錘重3落距)1/2,單擊夯擊能小于
4000KN2m
時,最后兩擊的平均夯沉量不大于
50mm,單擊夯擊能大于
4000KN2m時,最后兩擊的平均夯沉量不大于
100mm。(5)夯擊遍數。夯擊遍數設計為
3~4遍,根據地基土的濕陷性和濕陷系數確定,以試驗結果為準。一般夯擊三遍,也可兩遍。第Ⅰ遍隔
1點跳夯,第Ⅱ遍補第Ⅰ遍空隙,第Ⅲ遍補Ⅰ、Ⅱ遍空隙,夯完后達到錘印彼此搭接。(6)夯擊次。強夯施工每一遍內各個夯點的夯擊次數,按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數與夯沉量關系曲線確定(一般為
5-15
次),并同時滿足:最后兩擊的平均夯沉量不大于
50mm,當單擊能量較大時不大于
100mm;夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起;不因夯坑過深而使起錘困難這三個條件,且以使土體豎向壓縮最大而側向位移最小為原則。每個夯擊點安排專人檢查和記錄擊數,保證強夯質量。(7)夯擊點的布置。夯擊點布置夯擊點位置可根據基底平面形狀,采用梅花形或正方形布置。夯擊點間距可取夯錘直徑的
2.5倍。(8)夯擊遍數間隔時間。具體間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。等土層內孔隙水壓力大部分消散,地基穩(wěn)定后再夯下一遍。黃土夯擊間隔時間不少于7
天,對黏性土地基間隔時間不少于
3~4
周,具體由試夯確定。施工時首先保證夯擊遍數間隔時間,并做詳細記錄,其次可根據實際情況調整施工流水順序,安排合理的流水節(jié)拍,力爭使各區(qū)段間達到連續(xù)夯擊。杜絕間隔時間未到就強行施工現(xiàn)象,確保強夯質量。2.4高壓噴射注漿法施工高壓噴射注漿是用高壓泵(一般為
15-25MPa)把水泥系或水玻璃系漿液通過鉆桿端頭的特殊噴嘴,以高速噴入土層,噴嘴在噴漿液時,一面緩慢旋轉(20r/min)、一面徐徐提升(一般為
15-30cm/min)高壓漿液的水平射流,不斷切削土層,并使強制切削下來的土與漿液進行混合,最后在噴射力的有效射程范圍內形成一個由圓狀混合物連續(xù)堆積成圓形凝柱體。主要施工要點:(1)加固方案擬定前需要進行試驗性調查及工作準備。18(2)旋噴體作端承樁時,應注意持力層頂面的起伏變化情況,用作摩擦樁的注意土層不均勻性,有無軟弱夾層。(3)為了解噴射注漿后樁體可能有的強度和決定漿液合理配合比,必須取現(xiàn)場各層土樣,在室內按不同的含水量和配合比進行配方試驗,優(yōu)選出最合理的漿液配方。(4)旋噴樁其樁距
L以旋噴直徑
2-3倍為宜,布置形式按工程需要而定。(5)高壓注漿作業(yè):漿液的材料、種類和配合比,要視加固對象而定,在一般情況下,水泥漿的水灰比為
1:1-0.5,若用以改善灌注樁樁身質量,則應減小水灰比或采用化學漿。(6)旋噴法形式有單管法、二重管法、三重管法、多重管法、干噴法。2.5深層攪拌法施工水泥土攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種成熟方法,它利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機械,在地基中就地將軟土和固化劑(漿液狀或粉體狀)強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理-化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質地基。水泥土攪拌法最適宜于加固各種成因的飽和軟粘土。正常固結的淤泥與淤泥質士、粉土、素填土、粘性土、飽和黃土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。第三章
管廊主體施工鋼筋混凝土管廊工程主體結構采用明挖法施工,結構施工重點主要是選擇合適的模板支撐體系,保證管廊工程結構達到內堅外美,觀感良好。施工的重點部位是伸縮縫的防水節(jié)點的處置,以及管廊工程的防水防腐工藝選擇和施工控制,確保管廊的使用功能,不滲不漏。在管廊工程中,預埋支架的施工質量,直接關系到管廊內管道安裝的質量,是結構施工階段必須嚴格控制的關鍵項目。1
模板與支撐體系施工1.1模板選擇1.1.1綜合管廊模架選擇原則(1)安全穩(wěn)定。應具有足夠的承載能力、剛度、穩(wěn)定性,根據工程結構形式、設計跨徑、荷載、地基類別、施工方法。(2)成型質量好。模數全、拼縫嚴密牢固、混凝土成形質量好。(3)施工周圍快。結構簡單、制造與裝拆方便191.1.2模架體系選型影響因素參考表
2模架體系選型影響因素序號影響因素施工方法主要內容重要度評價非常重要1明挖現(xiàn)澆,明挖預制豎向、水平結構同時施工;豎向、水平結構分開施工23施工工藝施工部署非常重要非常重要線性工程,單作業(yè)面連續(xù)流水施工,多作業(yè)面同時施工,跳艙施工新城區(qū),與道路建設同步實施;老城區(qū)要,與城區(qū)改建,道路改造同步實施;多雨地區(qū)、高溫地區(qū)、寒冷地區(qū)建設區(qū)域及水文地質條件4非常重要構筑物組合方式開挖與支護艙室數量及斷面單一管廊;與其他構筑物(隧道、地下公共建筑)共建體56789重要放坡開挖;排樁支護垂直開挖單層單艙、單層多艙、多層多艙;矩形艙、圓形艙、不規(guī)則形艙;內掛艙;外掛艙正常荷載,大體積、厚壁混凝土,高支模重要非常重要非常重要非常重要施工荷載現(xiàn)場條件及運
場地開闊,可以利用機械倒運;場地道路狹窄,輸方式無法利用機械倒運工期正常、工期緊;質量合格、質量創(chuàng)優(yōu);項目的當地的關注度、重點工程1011管理目標重要重要采用“四新技術”,采用低碳、環(huán)保、可回收利用的材料綠色建造1.1.3選擇分析內容(1)施工方法分析綜合管廊是一項線性的地下構筑物工程,線路長、施工作業(yè)面廣、操作空間狹小,根據不同的結構體系、地質條件、水文條件、周邊環(huán)境而有不同的施工方法,結構體系和施工方法的差別都會影響施工中模架體系的選擇,不同的施工方法也會確定是否需要配置模架體系。(2)管廊施工工藝與模架體系選型的關系分析目前以明挖現(xiàn)澆混凝土結構為主要施工方法的綜合管廊施工中,模架體系也在隨著管廊的結構形式和施工特點,繼承了房建工程、橋隧工程中模架體系的特點和優(yōu)勢,正在逐步形成了適合綜合管廊自身施工的專業(yè)化模架體系。模板的材料由傳統(tǒng)的木材、鋼材被塑料、鋁材代替;模板的傳統(tǒng)加固、支撐體系逐步被工具式支體系所代替;模板的拼裝方式由傳統(tǒng)的散支散拆方式被整體拼裝、整體滑移技術代替。(3)模板和支撐體系的組合方式分析20根據綜合管廊施工工藝要求,壁板與頂板盡量要整體澆筑,少留置施工縫,因此模板體系與支撐體系的有效組合是提高整個模架體系的科學性、系統(tǒng)性、高效性至關重要,是保證管整個廊整體施工組織、質量、安全的重要因素。表
3模板和支撐體系組合分析模板體系可配套的支撐體系鋼管扣件式腳手架、碗扣式腳手架、盤扣式腳手架、輪扣式腳手架鋼管扣件式腳手架、碗扣式腳手架、盤扣式腳手架、輪扣式腳手架獨立支撐體系推薦采用的支撐體系輪扣式腳手架木模板(塑料模板)鋼模板輪扣式腳手架獨立支撐體系鋁合金模板鋼管扣件式腳手架、碗扣式腳手架、盤扣式腳手架、輪扣式腳手架、獨立支撐體系輪扣式腳手架、獨立支撐體系帶肋塑料模板(4)建設區(qū)域與模架體系選型的關系分析綜合管廊建設集中在兩個區(qū)域實施,即新城區(qū)與新建道路同步建設地下綜合管廊和老城區(qū)舊城更新、道路改造、河道治理、地下空間開發(fā)同步建設地下綜合管廊建設。管廊在新城區(qū)建設時一般能夠提供足夠的作業(yè)面且涉及很少的征地拆遷及管線遷改事宜,具備大面積同步開挖的條件,工期緊,結構施工節(jié)奏快,模板架料總量大,一次進場量也大;老城區(qū)建設管廊,各種施工條件不利,不確定因素多,材料一般階段性投入,所以要針對這個因素,做好技術與經濟的比對分析,選出經濟適用的方案,在滿足施工的前提下,盡量降低成本。氣候條件和水文地質情況也是影響模架選型須考慮的因素。氣候條件影響模架材料的性能,選型時要考慮地區(qū)氣候差異,南方多雨地區(qū)要選擇防水性好、耐腐蝕、耐高溫的材料,北方寒冷地區(qū)冬季施工時要考慮加溫措施,要選擇熱傳導性好的材料。(5)現(xiàn)澆混凝土結構綜合管廊開挖支護方式與模架體系選型的關系分析開挖及支護的方式決定了施工作業(yè)面的大小,采取放坡開挖的方式,一般基坑內能提供較大的操作空間,而采用排樁支護、垂直開挖的作業(yè)面一般比較狹小,小空間的作業(yè)面材料倒運和分類比較困難,因此作為結構施工中主要的模架材料要選擇小尺寸、模數化、易分類的定型產品,以降低工人的勞動強度,提高功效。(6)現(xiàn)澆混凝土結構綜合管廊施工現(xiàn)場條件及垂直水平運輸方式與模架體系選型的關系分析新老城區(qū)建設地下綜合管廊,施工條件迥然不同,再加上線性工程的施工特點,物料的堆放、運輸是一大難題。特別是管廊結構施工模架材料大部分在廊內倒運,機21械的依賴性不高,基本靠人工倒運,所以模架體系要選擇拼裝式、工具式、重量輕的產品。(7)現(xiàn)澆混凝土結構綜合管廊艙室及斷面設置與模架體系選型的關系分析管廊的艙室數量根據規(guī)劃的功能設計,單艙管廊一般為專用管廊,截面尺寸相對變化不大,現(xiàn)澆施工時采用臺車施工效率最高,質量也易保證;多艙多層的綜合管廊截面和尺寸會根據節(jié)段的功能局部調整,模架體系盡量選用模數化組合式體系,以適用各種截面尺寸的變化;設有懸吊艙、艙中艙的管廊施工相對復雜,由于施工空間狹小,模板安裝空難,要根據結構的施工工藝,配置專用的模板與總體的模架體系配合,達到最佳的施工效果?,F(xiàn)澆結構中一般均為矩形斷面,各類組合式模板體系均可滿足施工,異形斷面的現(xiàn)澆結構管廊相對較少,一般采用預制或鋼結構的方案解決。(8)現(xiàn)澆混凝土結構綜合管廊施工荷載分布與模架體系選型的關系分析作為獨立的綜合管廊建設,目前的模板體系基本均可滿足施工荷載的要求,但管廊與其他構筑物的共建體往往涉及大體積混凝土、高大模架的施工,目前的這些新型材料的模板體系很難滿足施工荷載的要求,模架選型及設計時要經過周密的力學分析和計算,再滿足安全的前提下,選擇合適的模架體系,一般以整體式鋼模板體系為主。(9)現(xiàn)澆混凝土結構綜合管廊工期、質量、成本目標與模架體系選型的關系分析工期、質量、成本永遠是矛盾體,在體量較大管廊建設中,因模板架料的大規(guī)模投入,這種矛盾更為凸顯,要通過詳盡的前期策劃,結合每個工程建設環(huán)境、施工條件、施工方法、造價要求,找到三者的契合點,選出適合該工程的模架體系。(10)現(xiàn)澆混凝土結構綜合管廊綠色建造要求與模架體系選型的關系分析綜合管廊的綠色建造是指在綜合管廊的規(guī)劃、設計和施工全過程中,在保證安全和質量的同時,通過科學管理和技術進步,提高資源利用效率,節(jié)約資源和能源,減少污染,保護環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的工程建設生產活動。1.2適合管廊施工的模板支撐組合形式1.2.1壁板模板表
4壁板模板選型推薦表項目序號壁板尺寸參數模板形式木模板+木背
木模板+鋼
塑料模板墻體墻體高度鋁/鋼模板厚度楞背楞★★1200-4002m-4m★★★★★★★2223400-600600-9002m-4m4m-6m☆☆★★★★★★★★★★★推薦指標
非常適用★★★適用★★較適用★不適用☆1.2.2頂板模板和支撐體系表
5頂板模板及支撐體系選型推薦表頂板尺寸參數
支撐體系形式項目序號厚度(mm)支撐木模板+木背楞+鋼管★★★★★木模板+鋼背楞+盤扣★塑料模板+臺車高度2m-4m4m-6m6m-9m9m以上盤扣★1234200-400400-10001000-14001500以上☆★★★★★★★★★★★★★☆★★★★★★☆★★推薦指標
非常適用★★★適用★★較適用★不適用☆1.3模板和支撐體系施工1.3.1通用施工工藝(1)底板模板施工流程:放線→砌筑導墻→防水施工→防水保護→安裝鋼板止水帶→支設內、外側施工縫以下模板(2)墻模板施工流程:放線→搭設支撐防護架→陰陽角模吊裝就位→支一側模板→安裝斜撐→穿螺桿→清掃墻內雜物→支另一側模板→模板緊固校正→模板垂直度驗收→澆混凝土→拆模養(yǎng)護混凝土→模板修復、保養(yǎng)。(3)梁板模板安裝工藝流程:搭設板底、梁底支撐架→安裝梁底?!惭b梁側?!惭b樓板龍骨→安裝樓板模板→校正標高→預檢。1.3.2木模板模架體系施工(1)壁板、頂板模板木模板選用
15mm厚覆膜多層板作為現(xiàn)澆結構管廊的施工模板,50370mm木方背楞支托和加強;側壁設置橫縱兩道Φ48
鋼管作為主、次龍骨,鋼管頂部套可調
U
型托斜向支撐;頂板選用剛度及平整度較強的
6038033mm方鋼管作為主龍骨,同管廊各艙跨度方向布設,50370mm木方次龍骨沿管廊長度方向布設,方鋼主龍骨在下料時要兼顧各條路各艙室的跨度,做到周轉利用最大化。壁板模板對拉螺栓均采用
M14型,管廊外壁及雨污水艙壁板對拉螺栓采用三段式止水螺桿,中間設止水片,水平間距
450mm;管廊內壁板對拉螺栓設置塑料套管以保證螺栓能周轉使用。木模板模架體系詳見下圖:23Φ
48鋼管50370木方15厚覆膜多層板60380方鋼管燃氣艙污水艙輪扣式支撐架輪扣式支撐架雨水艙綜合艙電力艙木模板模架體系示意圖(2)污水艙模板污水艙側壁及頂板采用
15厚覆膜多層板,50370mm木方背楞,間距
200mm,頂板主龍骨采用
6038033mm方鋼,間距
600mm,Φ48鋼管配可調
U托支撐;側壁主龍骨采用Φ48雙鋼管,水平間距
500mm,兩側用木方對頂。50*70木方15厚多層板15厚多層板木方50*50角鋼3厚鋼板污水艙木模板安裝圖(3)燃氣艙模板燃氣艙模板選用
15厚覆膜多層板,50370m木方背楞,間距
200mm,主龍骨用Φ48雙鋼管;兩側壁板采用對拉螺栓,頂部牛腿用木方對頂;底板下部支設輪扣式支撐架,腋角采用鋼管配可調
U型托,支撐于基坑坡面。24木方燃氣艙燃氣艙木模板安裝圖(4)輪扣腳手架支撐輪扣式鋼管支撐架具有承載力大、整體性強、工作可靠,能有效提高模架體系的穩(wěn)定度和安全度等特點。其基本構件簡單,全部構件系列化、標準化,便于存放及運輸,在施工中基本無損耗;橫桿具有早拆功能,可提前拆下進行周轉,節(jié)省材料及人工等費用,真正做到了經濟適用、綠色環(huán)保。輪扣支撐架是直插到位﹑插頭與輪盤直接楔緊,無需其它鎖緊零件及活動構件;支架體系整體構造簡單、拆裝方便、適應性強、現(xiàn)場易于管理。輪扣支撐架的步距設置需與輪盤相對應,標準立桿輪盤間距為
600mm,步距的選擇需符合
600mm模數。通過不同長度的立桿套筒連接,連接處的上下輪盤間距可達到900mm,在結構高度不符合模數時,可采用此接長方法。輪扣支撐架的布置間距要根據結構的開間尺寸、頂板厚度及模板、承重鋼梁自身的強度和剛度計算確定,本工程經計算,立桿縱、橫間距控制在
900mm以內,考慮各艙跨度尺寸,900mm和
600mm模數的橫桿配合使用。當假體搭設高度超過
5米時,設置縱橫剪刀撐,使支撐架的整體穩(wěn)定性得到可靠保證。1.3.350系列組合式帶肋塑料模板+獨立支撐體系施工(1)導墻模板1)標準段底板厚
350mm,壁板和底板間設置
1503150腋角過渡,根據設計要求,導墻澆筑高度不得小于
300mm(從底板頂標高算起),導墻高度根據模板體系中定型模板的實際規(guī)格尺寸和上部壁板豎向模板綜合確定。2)外壁板導墻內側及內壁板導墻腋角模板采用定型塑料模板,兩邊直邊長度50mm,以便于和平模板連接,腋角模板上部連接平模寬度為
200mm,導墻澆筑高度為25400mm。腋角模板在底板面上靠定位鋼筋控制模板位置和底板鋼筋上保護層厚度,腋角模板與平模間利用專用
U型卡連接。外壁板導墻外側全部用平模拼裝即可。模板整體安裝就位后,內外側模板設置Φ14三節(jié)止水螺栓(止水同時兼做墻厚定位工具),模板背部采用
8036032.5鍍鋅方鋼管背楞整體加固,外側模板用鋼管或木方與基坑側部頂牢。3)導墻兩側上口防置
60
厚三角模板,進入墻體
10mm,導墻澆筑后拆除三角模板,其余模板不拆,上部壁板側模直接與導墻模板相連接,可保證上部模板定位準確,拼縫嚴密,不漏漿,不漲模。導墻塑料模板支模(2)壁板、頂板模板1)側壁與頂板同時澆筑的施工工藝對模架體系要求較高,整個模板組成一個三面體空間結構,模板在保證自身強度及剛度的前提下,還要要保證整體的穩(wěn)定性,要抵抗混凝土澆筑時不均勻受力,保證模板系統(tǒng)不會整體位移。2)由于導墻模板不拆除,側壁模板的組拼尺寸要根據管廊凈空尺寸減去預留導墻模板和上腋角模板的尺寸計算,模板設計時導墻模板和上部模板尺寸要綜合考慮,要符合該系列定型模板的模數。3)本工程綜合排列模板尺寸后,側壁模板采用
15003600和
12003600這兩種模板拼裝即可滿足模板豎向拼裝;橫向拼裝按節(jié)段長度確定,寧長勿段,長出部分向兩側延伸,但同一壁板兩側模要用同規(guī)格對稱安裝,以保證模板上預留螺栓孔對齊。4)拼裝模板間連接采用
U型卡,模板背部加固背楞采用帶方孔的
60380矩形管,先橫向布置,間距
450mm左右,再縱向布置,間距
1800mm,對拉螺栓采用Φ14三節(jié)26止水螺栓,穿過橫豎背楞間的方孔,加墊板后緊固。模板背部設置可調式斜撐,用以調節(jié)豎向模板的垂直度,并保證各各艙室模板形成整體。50系列塑料模板組裝整體斷面圖導墻留置模板與豎向壁模板與橫豎背楞節(jié)點做法板模板連接節(jié)點做法如下:模板與橫豎背楞拼裝橫豎背楞加固做法275)頂板模板根據各艙的具體尺寸進行拼裝,優(yōu)先選用大塊模板,不足部分用補缺模板補,齊選用模板規(guī)格盡量能統(tǒng)一。采用獨立支撐早拆體系是頂板要預留養(yǎng)護板帶,養(yǎng)護板帶一般
100~200mm,滿足拼裝模數要求的情況下,盡量留在中部。電力艙、綜合艙、燃氣艙頂板模板配模圖(3)獨立支撐體系1)獨立支撐體系是由獨立支撐和支撐鋼梁組合而成的水平模板支撐體系,獨立支撐的支撐頭特殊設計或采取預留后拆板帶的方法可實現(xiàn)模板及支撐的快拆。2)獨立支撐是一種可伸縮調節(jié)、相互之間無連接的獨立受壓構件,垂直狀態(tài)用于承受水平結構自重、模板系統(tǒng)自重和施工荷載,傾斜桿件和水平桿件可做模板的斜撐或模板間的對撐。獨立支撐由內管(Φ48)和外套管(Φ60)組成,支撐長度通過內管和外套管伸縮調節(jié),內管上設置間距
100~150mm
的銷孔,銷孔內插入回型銷,用于內外套管止鎖。外套管上加工成螺紋或焊接螺紋管,并開長形調節(jié)孔,配環(huán)形螺母或管形螺母可進行支撐長度的微調。3)獨立支撐的布置間距要根據結構的開間尺寸、頂板厚度及模板、承重鋼梁自身的強度和剛度計算確定,本工程經計算確定獨立支撐在管廊斷面方向布置間距約450~500mm,承重鋼梁沿管廊走向布置,采用
40360
矩形鋼管,支撐間距
860mm,在矩形管下端焊接直徑
40mm,長度
50mm的圓管做定位,使獨立支撐上端插入定位圓管,支撐和鋼梁形成整體,防止側移失穩(wěn)。28獨立支撐安裝橫斷面圖獨立支撐安裝縱斷面圖4)先安裝墻體模板,再安裝頂板模板,頂板模板安裝時先用獨立支撐臨時支撐模板,待沿管廊長度方向安裝
4~6m后,開始安裝模板下部鋼梁及獨立支撐,獨立支撐插入鋼梁下部定位圓管,依次安裝直至整段完成。5)根據《混凝土結構工程施工規(guī)范》4.4.5
條之規(guī)定,“快拆支撐架體系的支架立桿間距不應大于
2m,拆模時要保留立桿并頂托支撐樓板,拆模時的混凝土強度可取構件跨度為
2m規(guī)定確定。本工程在綜合艙和電力艙頂板中部設置早拆養(yǎng)護模板,養(yǎng)護支撐間距不大于
2m,在同條件養(yǎng)護混凝土強度達到
50%即可拆除養(yǎng)護支撐兩側的獨立支撐和模板,實現(xiàn)模板及支撐體系的早拆,可加快模板的周轉。29塑料模板現(xiàn)場安裝圖獨立支撐體系現(xiàn)場安裝圖1.3.4
80系列組合式帶肋塑料模板+15mm高強
PVC復合塑料模板+扣件式腳手架簡易滑模系統(tǒng)施工(1)模架體系的材料1)80系列組合式帶肋塑料模板表
680系列組合式帶肋塑料模板型號圖例
規(guī)格型號及用途序號名稱規(guī)格:(200、250、300、350、400、450、500)3600380、60031200380、(200、250、300、350、400、450、500、550、600)31800380、120031500380,用于側壁及頂板的平面模板1平面板模板30規(guī)格:1503(200、250、300)380、2003(200、250、300)380、2503250v80、3003(250、300)380、3503(150、200)380用于側壁及頂板小空間使用的調節(jié)模板2調節(jié)模板規(guī)格:(150、200、250)33003100、30036003100、300318003100,用于內陰角34陰角模板陽角模板規(guī)格:(150、200、250)3330380、3303600380、33031800380,用于外陽角5連接手柄L80、L45,用于模板間連接2)高強
PVC
復合塑料模板表
7
高強
PVC復合塑料模板規(guī)格規(guī)格(mm)9153183091531830厚度(mm)規(guī)格(mm)122032440122032440厚度(mm)151215123)鋼管扣件式腳手架鋼管為Φ48焊接鋼管,壁厚不低于
3.6mm,扣件要采用合格產品,按架體搭設要求配齊各種類型。(2)導墻模板1)采用
80帶肋塑料模板,導墻的做法與
50模板基本相同,由于
80塑料模板采用模壓成型,生產腋角模板的模具造價昂貴,腋角模板在整套模板中用量不大,所有腋角一直沒有與平模相同材料和工藝的配套定型產品,而與之配套的是一個定制鋁合金腋角模板,可以采用通用的連接手柄與塑料模板連接。2)為降低整套模架體系的造價,80
系列組合式塑料模板的加固體系采用Φ48鋼管加固,經受力計算合理布置間距,可滿足施工要求。3180塑料模板外導墻做法80塑料模板外導墻做法內導墻模板安裝外導墻模板安裝鋁合金腋角模板導墻封端做法(3)壁板與頂板模板1)本模架體系中壁板模板采用
80系列帶肋塑料模板,頂板采用
15mmPVC復合塑料模板,組成了本體系中的模板體統(tǒng)。2)壁板配模時,80
系列帶肋塑料模板配模原理同
50
系列基本一樣,只不過配模尺寸要根據本體系定型模板規(guī)格去選擇,盡量選用大塊的模板來拼裝,以減少拼縫。323)80系列模板豎向模板的加固體系比較靈活,可采用工具式矩形管背楞加固,也可以采用傳統(tǒng)的腳手管加固。處于對成本的考慮,采用腳手管加固不失為一種比較折中好方法,目前在管廊模板的支設中基本夠在采用這種加固方案。因
80
模板的材質和加工工藝優(yōu)良,截面尺寸較大,所以自身的強度、剛度要由于
50
的塑料模板,模板拼裝后背部僅加單層雙根鋼管背楞即可滿足要求,模板豎向拼裝是,腳手管橫向布置,模板橫拼向拼裝時,腳手管橫向布置豎向布置。80模板組裝斷面圖80塑料模板鋼管橫向加固80塑料模板鋼管豎向加固33塑料模板安裝實景圖(4)水平支撐體系1)本模架體系水平支撐架采用傳統(tǒng)鋼管扣件式腳手架,立桿間距根據頂板厚度和水平模板及其下部的主次龍骨規(guī)格確定。2)水平模板的次龍骨采用
503100
木方,間距
250mm
左右,主龍骨采用
1003100木方或雙鋼管。為實現(xiàn)架體的簡易滑動,架體根據管廊長度分單元搭設,一般
5m左右為一個單元,每個單元按搭設規(guī)范搭設牢固。鋼管扣件腳手架搭設示意圖34腳手架搭設示單元意圖現(xiàn)場模架搭設實景圖(5)模板及支撐架的拆除和滑移1)模板的滑移:模板首節(jié)拼裝完成后,從下節(jié)開始壁板頂板施工時模架體系實現(xiàn)人工簡易滑移。拆除對拉螺栓和模板外側的橫向加固鋼管,將模板拆成單元塊,單元塊以
5m
左右為宜。將單元塊模板降落,落到地面特制的滑移小車上,由人工從距離下一施工艙室最近的一端開始滑移,將單元塊模板逐塊滑到下一艙室指定的位置,下一艙室中會有變化的位置,在模板拆除分塊前提前設計排版,適當加減模板,滿足使用要求。壁板塑料模板單元滑移示意圖2)支撐架體的滑移:混凝土達到拆模強度后,調節(jié)立桿上部的
U型托,使模板脫模,主次龍骨及模板全部降落。用千斤頂將單元架體四個角頂起,放在專用滑移小車上,由人工推拉移到下一施工艙室指定位置,以此類推完成所有支撐架單元的滑移。下一艙室中會有變化的位置,拆除局部單元架體,增減鋼管,完成搭設,滿足使用要求即可。35支撐架體單元滑移示意圖1.3.5滑動大模板與盤扣支撐體系施工(1)墻體模板桁吊形式1)橫向結構每個自然施工段(60
米),分兩次施工,及每次施工
30
米,四艙同時施工,配各艙下腋角、上腋角及底、頂板側模板,依次向前推進。墻模板桁吊示意圖2)豎向結構分三次施工,第一次澆筑底板,隔墻到下腋角上
500mm,第二次澆筑隔墻至上腋角下
500mm,第三次澆筑至結構頂部。3)墻體每
30
米為一個施工段,模板配置全鋼大模板,每塊寬
2.5m,其中多加工一塊
2.7m
的非標準塊,在伸縮縫處使用,伸出伸縮縫
200mm,做伸縮縫的側面模板加固。4)根據邊墻和中墻腋角高度不同,墻體高度分為
5800mm和
4700mm兩種,其中50mm為下腋角和施工縫處下包尺寸。保證接縫處混凝土澆筑質量。所以,邊墻模板配置高度為
5850mm,側墻與中墻模板配置高度為
4750mm。36桁吊模板示意圖5)滑移地面鋪設行走鋼軌,調整平面及高度位置,便桁吊可以在上面行走。將桁吊安裝在軌道上調整好位置及限位然后將模板掛在桁吊上,利掛在桁吊上的手拉葫蘆完成模板的入模與出模,由桁吊和行走帶動模板向前移動,完成一次模板安拆及移動。配合底部固定件,墻身臨時固螺栓,模板始終處于穩(wěn)定狀態(tài)減少了安全隱患。(2)盤扣模架形式1)支撐架搭設前應在現(xiàn)場對桿件、配件再次進行檢查,禁止使用不合格的桿件、配件進行安裝。2)支撐架安裝前必須進行技術、安全交底。統(tǒng)一指揮,并嚴格按照支撐架的搭設程序進行安裝。3)在架體搭設前必須對支撐面進行檢查,不得有雜物。4)先放線定位,然后按放線位置準確地確立擺放可調底座的位置,然后將標準基座放入可調底座;將掃地橫杠和水平斜桿鎖定在立桿上,保持其穩(wěn)定;再用水平尺或水平儀調整整個基礎部分的水平和垂直,掛線調整縱、橫排標準基座是否在一條直線上,用鋼卷尺檢查每個方格的方正;檢驗合格后再進行上部標準層架體的搭設。在施工中隨著架體的升高隨時檢查和校正架體的垂直度,控制在
3?內,鎖銷一定要打緊。5)到達頂層,在立桿頂部放置可調托撐,在托撐上放置主龍骨
H型鋼。37FM60模板支撐系統(tǒng)的可調底座高度為
600mm,可調范圍為
450mm;可調頂托高度為
450mm,可調范圍為
300mm。計算和實驗數據均表明,支撐架架體頂端受力較集中,底部橫桿和斜桿,應盡量接近主龍骨和頂部模板。除非必要,可調托撐的調節(jié)高度,應盡量地短。6)主要構配件,立桿、橫桿、豎向斜桿、標準基座、可調底座、可調
U托、H型鋼及必要的附件等組成。7)立桿可調底托調節(jié)量原則上控制最底排橫桿距底座板高度不大于
550mm,最上排橫桿距可調頂托板高度不大于
500mm。8)在搭設過程中不得隨意改變原設計、減少材料使用量、配件使用量或卸載。節(jié)點搭設方式不得混亂、顛倒。現(xiàn)場確實需要改變搭設方式時,必須經項目負責人或腳手架設計人員同意簽字后方可改變搭設。9)模板支架應根據施工方案計算得出的立桿排架尺寸選用定長的水平桿,并應根據支撐高度組合套插的立桿段、可調托座和可調底座。10)當模板支架搭設成獨立塔架時,每個側面每步距均應設豎向斜桿。2
防水混凝土模板及細節(jié)處理措施混凝土使用商品混凝土,泵送澆筑。管廊工程為防水混凝土,且為地下工程,要加強養(yǎng)護,嚴格控制混凝土裂縫。為提高防水質量,要嚴格控制模板及細節(jié)處理。2.1模板要求外墻外側模板利用下部墻體的對穿螺栓將外側模板落在對拉螺栓上,外側模板比內側模板多向下延長
200mm,并用鋼管、對拉螺栓將新支撐的模板與澆筑完成的墻體緊貼,模板與混凝相接觸的一面在模板下粘海線棉條,保證分次澆筑的混凝土接縫平整。2.2施工縫的位置墻體水平施工縫:其中第一道設在底板上表面
300mm,設一道鋼板止水帶,鋼板厚度
3mm,其它可采用
20*30BW遇水膨脹止水條設在頂板的施工縫處。用
20*30木方留置。2.3施工縫處理(1)施工縫繼續(xù)澆筑混凝土前,已澆筑的混凝土的抗壓強度不應小于
1.2N/mm2。在澆筑混凝土前,施工縫剔鑿漏出石子并清理干凈,用水濕潤后再鋪一層與混凝土成分相同的減石子水泥砂漿。各部位施工縫剔鑿處理如下:38(2)墻體頂部水平施工縫處理:墻體混凝土澆筑時要高于頂板底
30mm。墻體模板拆除后,彈出高于頂板底標高
10mm的墨線,用云石機沿墨線切割一道
5mm深的水平直縫,將直縫以上的軟弱混凝土剔除漏出石子,并清理干凈。(3)墻底部施工縫的處理:沿墻外尺寸線向內
5mm
彈線,用砂輪切割機切一道5mm深的縫,用鑿子剔除縫隙以內的,并加以充分濕潤和沖洗干凈,且不得積水,保證混凝土接縫處的質量。(4)頂板施工縫的處理:剔鑿掉浮漿和軟弱混凝土,漏出石子并清理干凈。2.4后澆帶施工后澆帶澆筑混凝土前,要剔鑿漏出石子并清理干凈,用水濕潤后再鋪一層與混凝土成分相同的減石子
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