你所在的位置:首页 > 技术园地 > 论文交流

论文交流 TECHNOLOGY

《装配式建筑》工法与现浇工法建设地下综合管廊的比较
2017-11-21    来源:    浏览:89次

《装配式建筑》工法与现浇工法建设地下综合管廊的比较

林金扬

 

摘要:国内地下市政管线常用现浇法施工,缺点较多。近年大型预制混凝土涵管发展很快,采用现场装配施工。《装配式建筑》工法在厦门市东瑶西路综合管廊工程的应用中,具有质量好、工期短、成本低、环保绿色等优点,对城市地下综合管廊的建设有较大的意义。

关键词:地下综合管廊;《装配式建筑》工法与现浇工法对比; 

 

2013年以来国务院、国务院办公厅、发改委、住建部等国家机关发了多个文件,针对长期存在的城市地下基础设施落后的突出问题,从我国国情出发,借鉴国际先进经验,在城市建造用于集中敷设电力、通信、广电、给排水、热力、燃气等市政管线的地下综合管廊,作为国家重点支持的民生工程。这是创新城市基础设施建设的重要举措,不仅可以逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题,用好地下空间资源,提高城市综合承载能力,满足民生之需,而且可以带动有效投资、增加公共产品供给,提升新型城镇化发展质量,打造经济发展新动力。

李克强总理在十二届四次人代会工作报告中提出:要加强城市规划建设管理。开工建设城市地下综合管廊2000公里以上。积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑,提高建筑工程标准和质量。打造智慧城市,改善人居环境,使人民群众生活得更安心、更省心、更舒心。

“十三五规划”期间国家百项重点工程中三项为: ① 建设一批新型示范性智慧城市,一批示范性绿色城市、生态园林城市、森林城市。② 建设海绵城市。③ 建设地下管廊(网)。

李克强总理在十二届四次人代会的工作报告、“十三五规划”等对我国市政、电力、水务的规划、设计、制造、施工等诸多部门提出了从未有过的高度要求。我们应响应国务院所作的决定,做好我们的工作,为加强城市基础设施建设作出应有贡献。

1 《装配式建筑》工法与现浇工法的比较

当前地下管线、综合管廊施工方法主要是现浇和预制装配两种,两种工法的差异比较如下:

国内采用现场浇筑方法施工的箱形、拱形混凝土涵管,在铁道、交通、水利工程和城市地下市政综合管廊中己多年、得到较多应用,现浇混凝土的缺点是:

(1)  只能采用开槽法施工,不能适应顶管需求。

(2)  施工作业时间长、现场湿作业工作量大、需较长的混凝土养护增强时间,开槽后较长时间不能回填,在城市中不利于道路建设缩短施工工期、满足快速放行交通的要求。

(3)  现场制作中,地下水对施工有较大影响,需将地下水降至底板标高以下,才能浇筑混凝土基础,增加施工成本,也不利于生态环境的保护。

(4)  现场制作的混凝土抗渗性能不如工厂内制作的混凝土,容易局部发生渗漏,影响管道的使用功能。

(5)  现浇混凝土涵管易出现裂缝(涵体侧壁通裂等)。裂缝会引起渗漏,影响结构应力状态;如结构物所处环境具有侵蚀性介质,介质通过裂隙浸入结构,引起钢筋的锈蚀,影响构筑物承载能力和耐久性,缩短地下管道和综合管廊的使用年限。

(6)  现场制作的混凝土涵管按一定长度(约20m)分段,分段间采用橡胶止水带连接,其缺点有:

① 橡胶止水带形式接口抗地基不均匀沉降能力差。涵管在顶部复土及附加荷载作用下,引起涵管接口发生上下错位和翘曲变形,造成涵管接口止水带变形,在涵管接口混凝土与橡胶止水带之间产生裂隙,严重时止水带被拉裂。

② 橡胶止水带耐压力差,如输送液体介质,只能在低压状态下工作,一般只用于无压管道,有压管道中易被击穿。

③ 混凝土涵管止水带接口施工质量不易保证,往往由于止水带部位混凝土捣固不密实而留下暗渗漏通道,引起涵管接口渗漏。

(7)  现场制作的管道分段间隔长度大,地基如有不均匀沉降、或受外荷载(如地震)作用,易发行折断,因此要求提高管道纵向基础承载力,涵管纵向配筋量也需加大。

(8)  现场制作生产条件差(图片1、图片2),影响质量,结构计算中要加大安全度,增加材料用量。

 

图片1 现浇施工  

              

 图片2 预制装配施工

(9)  现浇施工需留支模空间,土方量增大。

(10)  现浇工法总体造价与预制装配式施工工法大致相当。

2 厦门市东瑶西路综合管廊现浇工法与《装配式建筑》工法实例的分析

厦门市东瑶西路综合管廊选用两种施工工法——现浇和预制混凝土箱涵现场装配工法施工,工程中详细比较了不同工法的施工工期和工程费用,列举如下。

厦门市东瑶西路综合管廊总长293m,标准节采用预制装配式混凝土箱涵,非标准节采用现浇混凝土箱涵,以目前完成的工程量,施工工期与施工费用以一个标准段10M长度作为标准施工段工期与成本的分析,研究预制装配式混凝土综合管廊的经济性。

2.1工期分析

预制装配式混凝土综合管廊可以分为场(现场)内、场外施工两部分,现浇混凝土整体式综合管廊的所有施工作业均为场内施工。两者场内相同施工部分为基坑开挖与支护体系成型(包括混凝土垫层施工)、地下综合管廊主体结构施工以及回填土方与支护体系拆除等主要环节。在基坑开挖与支护体系成型以及回填土方与支护体系拆除环节中,预制装配式混凝土综合管廊与现浇混凝土整体式综合管廊的施工工艺和技术要求基本相同,没有明显的工期差别。而在地下综合管廊主体结构的施工环节中,两者的施工工艺截然不同,工期差别明显。预制装配式混凝土综合管廊的主体结构施工大部分在场外完成,管节的吊装、拼装等工序施工效率高,所需工期较短。而现浇混凝土整体式综合管廊的主体结构施工则全部在场内完成,占用了大量现场工期,是总工期的重要组成部分。施工中一个标准段对比,预制装配式混凝土综合管廊的施工工期比现浇混凝土整体式综合管廊缩短15d左右,缩短近60%工期。

2.2施工成本分析

基坑开挖与支护成本,其中土方费用为一次性费用,不随工期长短发生变化,而钢板桩及其围檩与内支撑的租赁费用一般按租期计算,受施工工期影响较大,且单价相对较贵。一个标准段相比,预制混凝土综合管施工工期约为10d,现浇混凝土整体式综合管廊约为25d,预制装配式混凝土综合管廊的开挖土方与支护费用约为2万元,现浇混凝土整体式综合管廊为3.5万元,降低1.5万元。

主体结构成本一个标准段,预制装配式混凝土综合管廊约为10万元,现浇混凝土整体式综合管廊为约9万元,增加了1万元。

土建总成本预制装配式混凝土综合管廓为12万元,现浇混凝土整体式综合管廊为12.5万元,相比节约0.5万元/10m,低4%左右。

2.3环保对比

预制装配式混凝土综合管廊在现场为干作业,施工机械作业噪声低、基本不造成环境污染,施工现场文明、有序而整洁,具有良好的节能环保效益。现浇混凝土整体式综合管廊现场包括大量湿作业,混凝土浇筑与振捣工序噪声污染严重,对周围环境影响较大。

2.4社会效益

预制装配式混凝土综合管廊施工工期缩短的社会效益更是不可估量。

从上述对比,地下综合管廊施工工法现浇与预制装配相比,预制混凝土涵管装配化施工更具缩短工期、降低成本、节能环保等较为显著的优势。

3 有关现浇混凝土箱涵存在问题的国内报导

3.1上海浦江上游一期引水工程等工程

1995年1月上海原水公司对白莲泾附近100余米倒虹吸段箱涵作停水检查,发现三分之二以上箱涵接头有2.5-5cm的接口错位,并有三处(75%)漏水;在一期为二期工程预建的长约1km箱涵的检查中,箱涵还未投入使用,已在40条变形缝中发现8条漏水(20%)。在国内其他输水钢筋混凝土箱涵中亦存在上述问题。

天津引滦工程长约12.6km,曾对4.4km一段箱涵进行停水检修,在185条变形缝中渗漏水的有90条,约占48.6%。

金山石化12.8km暗渠于1980年建成并投入使用,1986-1989年先后检修8 次,1992年停水检查,发现各种渗漏47处。

3.2 南水北调某河流倒虹吸箱涵工程

南水北调工程为国家级工程,设计使用年限100年。某河流倒虹吸设计为双排三孔箱涵(见图片3),内孔宽与高均为3.6m,顶板、底板厚1000mm、外侧墙厚800mm、内侧墙厚600mm。2014年夏为迎接秋季全线通水,停水检查,发现在0.2Mpa低压作用下,通水5年即有三处止水带被击穿,橡胶止水带接口的使用年限远不能达到南水北调使用年限一百年的指标。

3.3其他有关箱涵施工质量事故的报导

(1)  上述某河流倒虹吸箱涵施工初期,每隔3m-7m出现贯穿性裂缝,外侧壁竖向由下至上长3m左右的通裂,缝宽0.5mm-0.9mm,起始于底板与侧墙接缝处,终止于侧墙与顶板相交处。

(2)  施工质量缺陷报导的有关工程实例:

辽宁省交通勘测设计院朱朝东发表于《东北公路》“箱涵开裂及补强措施”;

中铁十七局孙江民等发表于《施工技术》“钢筋混凝土框架箱涵施工裂缝的分析与控制”

广东茂名城建设计院李勇等发表于《建筑安全》“浅谈箱涵裂缝问题及控制”;

中铁二十二局曲世安发表于《建筑工程》“谈混凝土箱涵施工裂缝原因的分析”;

徐培利发表于《山西建筑》“压力箱涵的裂缝控制及防渗措施”。

这样的文章很多,不一一列举。据业内人士反映,现浇混凝土箱涵80%-90%都存在质量缺陷、运行隐患。箱涵管道工程投资很大,如果使用几年后就需不断维修,应该是难以接受的。

4 采用《装配式建筑》工法建设综合管廊的优点

(1)  预制装配化施工综合管廊,既可采用开槽施工,也可采用顶管施工,在城市中施工地下管道极其重要。

(2)  管道主体结构在专业工厂内完成,产品质量有保证。

(3)  在有水的条件下也能施工,不需降水。

(4)  管道主体结构在施工场地外完成,现场装配速度快,一般工程可不作混凝土底板基础,前面安装涵管,后面即可还土、恢复交通,因而可实施城市系列快速施工工法。

(5)  接口采用预应力混凝土输水管的接口形式,接口能满足2Mpa水压要求,闭水性能好。

(6)  带胶圈的接口是柔性接口,如地基发生一定量的不均匀沉降,接口仍具备闭水性能。

(7)  是管道抗震作用最佳的结构形式。

上述对比可知,地下混凝土管道施工工法现浇与预制装配相比,预制混凝土涵管装配化(《装配式建筑》工法)施工具有保证质量、缩短工期、降低成本、节能环保等较为显著的优势,应作为建设地下综合管廊的首选施工工法。

5 目前国内混凝土预制箱涵应用主要存在的问题

    产品分类、外观、外形和有效尺寸不统一,各工程、各生产厂、各地要求均不统一,造成生产机具设备浪费,同时给施工、设计带来很大难度;经验不足、厂家差异,两舱及以上预制工程实例较少;承插+预应力张拉工艺较普遍;各预制厂家的接口型式较一致,接头细节尺寸差异较大,管廊出厂除外观尺寸、结构混凝土强度检验外,尚缺少结构本体受力试验及频次的规范。

6 结语

(1)  国务院要求加强城市基础设施建设,用10年左右的时间,建成较为完善的城市管网工程体系,地下管网建设成为我国城市化发展的当务之急,在这期间各地政府将会投入大量资金,规划建设市政地下综合管廊、排水排污管道,地下蓄水池等城市基础设施建设。

(2)  《装配式建筑》工法施工具有:① 缩短施工工期,社会效益显著;② 工程成本,一般可低于现浇结构成本;③ 更能保证质量,抗渗及工程耐久性均有提高;④《装配式建筑》工法施工,作业噪声低、现场文明、有序而整洁,具有良好的环保效益;⑤ 《装配式建筑》工法施工,节约材料、节约能源,是国家提倡大力发展的施工工法。

(3)  改革开放30年来,我国水泥制品得到极大的发展,已能生产高质量大型混凝土涵管,满足各种地下管线工程的要求,在地下工程建设中发挥预制装配化混凝土涵管的优势。

(4)  希望国家建设有关部门制定完善的预制混凝土综合管廊专业技术标准和规范,设计单位在规划编制和工程设计时,促进预制混凝土涵管在地下综合管廊中的应用,使我国地下综合管廊设计、建设、运行等水平迈向世界前列。

 

参考文献

 

[1]G B 5 0 8 3 8 - 2 0 1 5 ,城市综合管廊工程技术规范[S].

[2] 黄谦.城市综合管沟发展及应用探讨[J].市政技术.2012,30(1): 71 -74

[3] 蔡智勇.市政管线共同沟建设现状与若干问题分析[J].山西建筑,2008 . I9 ( 34 ):186-187.

[4|于晨龙,张作慧.国内外城市地下综合管廊的发展历程及现状[J].建设科技,2015.17: 49-51


【关闭】
上一篇: 无资料
下一篇:无资料