标题 | 城市综合管廊工程施工技术探析 |
范文 | 赵传海+李洪亚+张家宁+刘玲 摘 要:目前,综合管廊的建设规模已经成为衡量一个城市基础设施建设的一个重要指标。本文就目前使用最多的4种管廊施工方法进行了简要的介绍和分析,分别探讨了各种施工方法的发展前景。 关键词:城市综合管廊;明挖现浇;明挖预制;浅埋暗挖;盾构 中图分类号:TU99 文献标识码:A 0.前言 综合管廊,又称共同沟。它是集规划、设计、施工和维护于一体的敷设于城市地下用于容纳各种市政管线的公共基础设施。这一概念早在1833年就已在法国巴黎被提出,当时巴黎政府为了应对由城市内涝排污不畅引起的霍乱问题,将水网管线在道路下方进行大规模建设。此后一个多世纪期间,在国外发达国家及地区得到了广泛的运用。近年来,随着我国的经济快速发展和人民的生活水平不断提高,城区人口增长急剧,城区范围也是在逐年扩大。这就导致了相对应的配套综合管线也是日益增多,对城市的规划与发展也提出了更高的要求。地下综合管廊,将电力、通信、给排水、燃气统一由传统的直埋转换到一个地下舱体内,不仅缓解了地上空间紧张,而且为后期的检修提供了便利。同时使得公共服务水平提高,人民的生命财产安全得到保障。 1.常见施工方法概述 明挖法现浇法是指在支护体系支挡的前提下,对地表直接开挖形成地下基坑并且在所挖基坑内部施工完成内部其他结构的一种施工方法。它的特点是原理简单,操作方便,经济效益好,对新建城市的管网建设此方法优势明显。明挖预制拼装法是一种以较大规模的预制厂和大吨位的运输及起吊设备为依托的施工方法。施工技术要求和工程造价较高,但其显著特点是施工周期短,施工质量有保障。浅埋暗挖法是暗挖法施工的一种,具体是指在距离地表埋深不大的区域内从事地下空间开挖。它的明显特征是对道路、地下管线和地面以上环境影响性不大,拆迁占地小,不扰民。对于已建城市的改造工程运用起来较为便利。盾构法即盾构机通过液压油缸提供的动力在土层中推进时,开挖面前方的土体由盾构机刀盘进行开挖,弃渣则由自带的运土设备传运至洞外,依靠盾构机外壳和敷设的预制混凝土管片支撑以开挖完成空间的围岩,以防止结构的坍塌,形成地下舱体结构的一种高度机械化施工方法。此方法能实现全自动化作业,大大降低了施工的劳动强度,并且在施工时对地上交通无影响,不受气候条件影响,不产生噪音和扰动。往往在水文地质条件较差的地层中修建埋深较大的长距离主线管廊能体现出其技术和经济方面的优越性。然而对于断面尺寸多变的区段没有良好的适应能力,且盾构设备费用昂贵,当施工段较短时则不太经济。 3.管廊施工方法前景与展望 3.1明挖法施工 明挖法施工是现如今应用范围最广的一种方法,其施工简单、经济、快捷、安全,是隧道工程发展初期的一种施工方法。其中的明挖现浇法,是自上而下进行开挖,在做完支护结构之后,在现场进行钢筋的绑扎和混凝土的浇筑,相比较明挖预制法而言,其施工时间较长,但是其整体性较好。而明挖预制法,只需要在做完支护结构之后,直接将钢筋混凝土预制件直接放入其中,并进行现场拼装,其施工效率高,但整体性就没有现浇法好。在科技日益进步,社会经济高速发展的今天,明挖现浇法施工会应用势必会越来越少,而预制拼装法的施工会越来越常见。目前,综合管廊预制拼装技术是城市综合管廊发展的一个必然趋势,但预制拼装技术推广的首要前提是综合管廊标准化以及模块化。由于所建设管廊标准的高低决定了预制拼装施工造价的高低,同时管廊的标准化能够使得某些施工设备的使用范围不再局限于某一项工程,提高周转率,从而降低平均成本,能够有效使得预制拼装技术广泛应用。 3.2浅埋暗挖法施工 在现如今的施工中,浅埋暗挖法是一种很常见的隧道施工方法。这种施工方法已经有了较长时间的发展,并在不断地实践中总结了大量行之有效的经验,建立了一套专门的施工程序。随着近年来的城市地上空间的日益紧缺,当在考虑如何开发地下空间时,浅埋暗挖法施工也被大量的应用到新建的各项管廊工程施工中,不再局限于隧道施工。相较于盾构法而言,浅埋暗挖法的经济性要优于盾构法施工,但是施工的效率相比较而言还是有所不足。 浅埋暗挖法主要是对周围地层进行加固处理,即在保证小进尺开挖前提下对开挖完成部分迅速完成初期支护并且使之成环以增强稳定性,让所做的初期支护结构与围岩形成一个整体联合发挥作用,共同承担施工段的外部荷载。待变形稳定后,进行二次衬砌作为安全储备。应用此方法施工,必须对周围地层、支护结构进行监测。但此方法具有不会影响地面交通,不会破坏周围环境,经济性高等优点,被广泛地应用于现如今的地下工程施工中,在未来的不断运用中工艺将得到进一步的完善,浅埋暗挖法也将会成为地下工程施工时常被考虑的方法之一。 3.3盾构法施工 在我国盾构法施工起步比较晚,但是发展速度快,所得的成果显著。自1963年起上海实验性的使用盾构法进行隧道掘进施工时起,到今天已经发展出了很多种具体的盾构施工方法,适用范围也进一步得到了提升,能够应对较复杂的地下施工环境,且对劳动力需求也是大大降低。但也存在一些争议,如此方法不适合短区间的施工,造价过于昂贵。但是其安全性和施工效率,是传统方法无法相比的。例如某市一管廊项目采用盾构法进行管廊掘进施工,其施工区间内各种管线分布复杂,区间管道埋深均为南高北低,断面地层為较有利土层,土体结构易破坏,但同时易坍塌变形,应严格控制超欠挖现象的发生,避免对周围的环境造成影响。经研究决定采用一台铰接式土压平衡盾构机进行区间掘进施工,最后达到了施工前所预期的效果。 值得注意的是盾构机在使用前需要进行下井组装和调试,并且进行一些托架的安装和相应的安全保护措施,在操作时要严格按照规范要求进行操作,在出现紧急状况时要及时发现和排除,避免事故的发生。若在隧道贯通过程中,发现异常状况,应及时对周围的支护结构进行加固处理,如钢管支撑或对周围土体进行注浆加固,防止坍塌。盾构机在使用的过程中需要对机器的状态和周围的土体同时进行监测。在盾构施工过程中,同样还有一些问题需要去解决,如管片质量问题,人员安全问题以及如何将对周围环境的影响降到最低等等。 在如今这个大数据时代,“BIM+GIS”三维数字化技术的运用势在必行。盾构法施工的高度机械化可借助对现有的地下管线、建筑物和周边环境构建的三维数字化模型所得到的动态大数据平台实现智能化城市地下综合管廊工程施工。因此盾构法的发展前景十分广阔,盾构法施工会在以后的工程建设中起到越来越重要的作用。 结语 城市地下综合管廊施工方法的选择需要综合考虑建设区域的地质条件、环境条件、经济条件等因素。本文所列举的方法为现行最广的方法,为今后管廊工程建设提供了一定的选择,但具体工程需结合工程特点及实际来选择最优方案。 参考文献 [1]杨峰.城市地下市政综合管廊施工方法初步探讨与分析[J].安徽建筑,2016(3):88-91. [2]许海岩,苏亚鹏,李修岩.城市地下综合管廊施工技术研究与运用[J].安装,2015(10):21-23+30. [3]熊超兵.城市地下综合管廊结构设计与施工分析[J].住宅与房地产,2016(5):162. |
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