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地下综合管廊工程施工工艺对比分析

发布日期:2019-04-10 作者:江苏华夏 点击:


地下综合管廊工程施工工艺对比分析

 

下水道是城市的良心。按照传统的城市建设模式,埋藏在地下的管线,由于缺乏统筹,不同部门的管线分别占用不同的土地资源,在改建、迁建和维修时经常要对城市道路“开膛破肚”,形成所谓的“拉链路”,既影响了城市景观、降低土地利用效率,同时对人们的生活、出行都造成较大的影响,还提高了市政基础设施的维修成本。


地下综合管廊的建设,则有效解决了这些问题。地下综合管廊将电力、通讯、供水等多种市政公用管线纳入统一规划、设计、施工和维护,能够充分利用地下空间、节省投资,对拉动经济发展、改善城市面貌、保障城市安全都具有不可估量的重要作用。


为贯彻落实《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》(国发〔2013〕36号)和《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27号)精神,进一步推进地下综合管廊建设,住房城乡建设部在广东省珠海市组织召开全国城市地下综合管廊规划建设培训班。国内外著名专家,对综合管廊的规划设计、建设标准、建设融资等方面进行了全面系统地讲解。住房城乡建设部部长陈政高出席培训班座谈会并作重要讲话。

综合管廊

陈政高会上表示,下水道也好,地下管网也好,虽然看不见,但是它的状态如何,却折射出一个城市的竞争力、一个城市领导者的责任。所以要树立起责任心,要有开放的心态、改革的决心,改革体制机制,改革公用企业,加快推动综合管廊的建设。


由财政部、住房城乡建设部组织的2015年地下综合管廊试点城市评审工作中,根据竞争性评审得分,包头、沈阳、哈尔滨、苏州、厦门、十堰、长沙、海口、六盘水、白银等排名在前10位的城市进入了2015年地下综合管廊试点范围。


全国城市地下综合管廊建设也由此正式拉开序幕,十堰市地下综合管廊工程以18条干线管廊建设为主,建成贯通东西、辐射南北的骨架管廊45.608公里,并建设5条主要缆沟6.032公里。十堰市地下综合管廊工程由中建三局PPP承建。秉承“敢为天下先”的三局精神,在十堰地下管廊施工中中建三局各参建分公司除了采用传统胶木模板工艺外另对预制装配式施工工艺,铝模施工工艺,管廊台车施工工艺进行了大胆尝试,在实际施工中积累了一些经验,在此同大家分享。


一,预制装配式工法建设综合管廊的优缺点:

预制装配式工法建设综合管廊的优点:

1.  管道主体结构在专业工厂内完成,产品质量有保证。

2.  在有水的条件下也能施工,不需降水。

3. 管道主体结构在施工场地外完成,一般工程可不作混凝土底板基础,因而可实施城市系列快速施工工法。

4.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。

5. 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。


预制装配式工法建设综合管廊的缺点:

1.预制场的投入成本很高:一个预制场的投资在2000万左右,由于运费的原因,预制管廊的供货半径在100KM以内,如果没有一定的量,这笔费用是要摊到每米管廊上,这个成本是非常高的。

2.对现场的道路条件要求高:每节预制管廊属大型构件,需要大型平板拖车转运,转运费不菲,而且对现场道路条件要求较高,路基不平或承载力不够容易造成陷车或车辆倾覆。

3.现场吊装难度大:一节2M长两仓预制段的重量近40吨,现场需要大型龙门吊作业,在沧浪大道的施工中 采用的是50吨龙门吊,其中一侧龙门吊的轨道设在基槽内,这样基槽的宽度又加宽了1米,导致土方开挖量及回填量大大增加。并且还要做龙门吊轨道基础,成本增加明显。

4.承插口安装比较耗时:由于是大型构件在吊装,安装橡胶密封垫,预应力张拉环节都要小心谨慎。每天安装在3节6米左右。由于在积水井,投料口,检查口,通风口等异形部位仍需要现浇完成,所以实际施工中工期优势并不明显。

在十堰地下管廊项目中原计划能采用预制工艺的全部采用预制,在做了200M实验段后,方案调整为能现浇的全部改为现浇。


根据现场施工的实际情况对于预制管廊工艺有如下建议:

1.由国家相关部门牵头编制预制管廊标准图集,设计单位只能在图集中选型,这样可以催生专业生产预制管廊模板厂家工厂化,标准化生产定型预制管廊模板,且预制管廊模板可以重复利用,可以很方便租赁。解决了模板标准化的问题,形成预制管廊模板租赁市场,可以在现场就近设置预制场,可以极大降低预制成本和转运成本。

2.还要进一步细化积水井,检查口,投料口,通风口的标准化工作,尽量采用标准预制件,尽量减少现场施工环节,只有这样才可以达到缩短工期作用。

3.只有采用标准化的统一的预制管廊,才可以使一些机械加工企业生产出定型预制管廊的吊装设备,就类似于公路桥梁施工中架梁机一样的通用专用设备,只有这样才能达到预制管廊工艺所想达到的快速高效的目的。


二.铝合金模板的优缺点:

铝合金模板的优点:

1. 施工周期短:在地下管廊施工中应用铝合金模板相对传统木胶板模板最大的优势是:因为采用了早拆的设计,水平构件模板在36小时后便可拆除。一套模板正常施工可达到六天一个管廊施工标准段。

2. 重复使用次数多,平均使用成本低:铝合金建筑铝模板系统采用整体挤压形成的铝合金型材做原材(6063-T6或6061-T6), 铝制的模板不像木质模板那样只能使用一次就变形,相比之下铝制模板周转使用的次数多,经过核算,一套全铝合金模板只要使用的次数超过50次,成本即与传统的木模板摊销单价持平。 

3. 施工方便、效率高:铝合金建筑模板系统组装简单、方便,平均重量30KG/m2,完全由人工拼装,不需要任何机械设备的协助(与木模对比:铝模安装工人只需要木模安装工人的70-80%,而且不需要技术工人,只需安装前对施工人员进行简单的培训即可)。

4. 稳定性好、承载力高:铝合金建筑模板系统全部部位都采用铝合金板组装而成,系统拼装完成后,形成一个整体框架,稳定性十分好;承载力可达到每平方米60KN。

5. 支撑系统方便:传统木胶板工法模板施工技术普遍采用满堂支架,费工费料。而铝模板支模现场的支撑杆相对少(采用独立支撑间距800mm一支)。

6. 现场无施工垃圾:铝合金建筑模板系统全部配件均可重复使用,施工拆模后,现场无任何垃圾,施工环境安全、干净、整洁。

 7. 回收价值高:铝合金建筑模板报废后,当废料处理残值高,均摊成本优势明显(每平方米的回收价在300元左右)。


铝合金模板在地下管廊使用中的缺点:

1.由于导墙以上铝合金模板安装时,需要与导墙模板对孔定位安装,在导墙模板支好浇完底板及导墙砼后,导墙模板不能及时拆除,后施工段底板及导墙钢筋绑扎好后,如果继续支模则需要另行配置模板,模板投入较大;如不继续支模,则造成基坑已绑扎好的钢筋长期裸露,产生清理用工,造成基坑砼浇筑延期不便于其他工种形成施工流水作业。

2.铝合金模板较为昂贵,约1200元/平方左右,需一次投入,项目前期模板资金投入较大。

3.铝合金模板需在仓内底板上预埋斜撑底座,间距为800*800斜撑底座设置较为密集,前期预埋,后期又需要用氧割割除。

4.由于铝合金模板为小块拼装,拆模后拼缝较为密集,后期如果不做批荡,感观上较差。

5.铝合金模板的安装拆除搬运,只能由人工进行,用工相对胶木模板优势并不明显。

6.由于铝合金模板价值较高,地下管廊又多在野外作业,容易被偷盗,一旦部分被盗,只能由专业厂家重新配置,供货周期较长,对工程进度影响大。

7.铝合金模板在安装过程中需要锤敲,撬棍撬,人工搬运,施工中易产生变形扭曲,后期拼缝质量会有所下降。


三.管廊台车施工工艺优缺点:

管廊台车施工工艺优点:

   由中建三局总承包公司承建的火箭路四仓管廊采用的自行式自动支模台车。该工法模板就位,浇筑混凝土,脱模均采用机械化,流水线作业,主要有以下优点:

1,施工周期短:与传统胶木模板及铝合金模板相比拆模,行走,支模使用该工法只需一天,顶板钢筋绑扎及浇筑砼一天,养护三天,正常施工可达到五天一个管廊施工标准段。

2. 节约人工:该工法由于机械化代替人工进行模板整体拆除搬运和拼装,以20米一个标准段计算,传统胶木模及铝合金模板需要模板工和架子工共计40工人,使用该工法仅需10个工人,人工成本降低75%。

3. 工人劳动强度大大降低,安全性更高:由于采用液压支拆模自动行走,工人只需要拧拧螺栓即可,劳动强度降低80%。在建筑工人老龄化,改变了年轻人对建筑行业“脏,累,工作环境恶劣”而不愿意从事建筑行业的想法。

4. 综合效益明显:由于采用整体大钢模,外模整体吊装,不需搭设外脚手架,既可以减少开挖断面宽度,减少大量的开挖和回填土方,同时节约搭设外脚手架成本,效益十分明显。

5. 砼外观质量好:由于采用整体钢模,模板强度高,克服了胶木模板刚度低,易涨模的质量缺陷;模板板块大拼缝少,混凝土外观质量大大提升。

6. 重复使用次数多,平均使用成本低:由于自动支模台车采用整体大钢模,支拆模为液压式,现场只需组装一次,施工过程中不需人用锤敲击,用撬杠撬,不需人工转运,模板不易变形损坏。相比之下比铝制模板使用的次数更多,经过核算,一套自动支模台车只要使用的次数超过30次,成本即与传统的木模板摊销单价持平。

7. 回收价值高:由于模板台车构件实现模块化标准化生产,可以很方便重复使用,均摊成本优势明显(全系统每平方米的回收价在300元左右)。

8. 现场无施工垃圾:自动支模台车为机械化操作,现场无任何垃圾,施工环境安全、干净、整洁。

在实际使用过程中发现了一些问题及解决方案:

1. 模板的拆模时间:按规范要求砼的拆模时间为:水平构件小于等于2M跨度需达到50%强度(砼浇筑完72h);跨度大于2M至8M时为75%强度。在实际施工中由于地下管廊构造属于廊体结构是一种较稳定的构筑物之一。以4M跨度为例,经验算:在未施加侧向外力(土方回填)及顶部荷载(土方回填及施工荷载)的情况下,以砼设计强度为C30计算,3天50%强度完全能满足自己的结构安全。在火箭路的自动模板台车施工中,其中蒸汽仓宽度为4200,在20℃以上气温下三天拆模,砼质量未出现任何问题。

2. 为达到例似于铝合金模板的早拆,提高模板台车使用频率,加快工程进度,湖北腾泰管廊工程有限公司研发了大于4M跨度的早拆工艺,即在大于4M跨度的仓中设置例如铝合金模板的快拆撑杆,将顶板跨度由4M变为2M,从而达到快拆与早拆的目的。

3. 在中建三局总承包公司十堰管廊项目邓运生总工的指导下,经湖北腾泰管廊工程有限公司根据模板台车在现场实际使用情况又做了优化:

A. 设置了整体大钢模的对拉螺杆的对孔装置,使对拉螺杆的安装速度大大提高,解决了对拉螺杆安装难的问题。

B. 将台车的结构部件进行了定型化,标准化工作,使台车可以根据不同管廊高度,宽度,长度进行组合,提高了台车的周转率,极大降低了均摊使用费用,经测算采用模板台车综合成本比铝模及胶木模板单方成本都低,解决了使用台车成本高的问题。

C. 对台车进行了轻量化设计:将原来15M一个标准节改为3M,在转移工作面时能轻易整体吊装转场,解决了台车通过异形段的问题。


结束语:

经过各种管廊施工工艺的现场实际操作比较,在预制管廊中:只有在标准化上下功夫,实现预制模板及管廊安装设备的标准化,租赁化,才可以实现预制管廊工艺快速施工的目标,特别在老城区人口密集,交通繁忙的地段施工意义重大。在明挖现浇法中:积水井,检查口,通风口,投料口等异形部位宜采用胶木模板工艺;在标准管廊施工段采用自行式自动支模台车是最佳施工方案。


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