装配式预制管廊生产工艺研究.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）０６００８１０３・隧道／地下工程・装配式预制管廊生产工艺研究刘志明龙中祥（中铁八局集团桥梁工程有限责任公司四川成都６１０３００）摘要：综合管廊是目前世界上比较先进的基础设施管网布置形式，是充分利用地下空间的有效手段，综合管廊建设已列入国家十三五规划中的重点基础设施投资建设项目。施工工法现浇与预制相比，预制混凝土涵管装配化施工更具有质量保证、缩短工期、降低成本、节能环保等较为显著的优势。玉虹路综合管廊为单箱三室结构，为大断面尺寸管廊，采用卧式模具生产时对工艺、工装设备都提出了更高的要求。基于工程实例对大断面尺寸综合管廊的生产方式、灌注工艺、养护工艺、张拉工艺、安装工艺等进行研究，使其制造过程和成品尺寸满足相关标准规范的要求。关键词：综合管廊装配式卧式生产施工技术中图分类号：ＴＵ９９０．３文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９．４５３９．２０１８．０６．０２１ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＡｓｓｅｍｂｌｙ－ｔｙｐｅＰｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄＰｉｐｅＲａｃｋＬｉｕＺｈｉｍｉｎｇ，ＬｏｎｇＺｈｏｎｇｘｉａｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ…８ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１０３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｔｉｌｉｔｙｔｕｎｎｅｌｉｓｃｕｒｒｅｎｆｌｙｔｈｅ’ｗｏｒｌｄＳｍｏｒｅａｄｖａｎｃｅｄｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｏｕｔ，ｉｔｉｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｔｏｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｐａｃｅ，ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｕｔｉｌｉｔｙｔｕｎｎｅｌｈａｓｂｅｅｎｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅｋｅｙｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｓｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｔｈｉｒｔｅｅｎｔｈＦｉｖｅ－ＹｅａｒＰｌａｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｐｒｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅｃｕｌｖｅｒｔｐｉｐｅａｓｓｅｍｂｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓｏｆｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｅｎｓｕｒｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ，ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｃｏｓｔｓ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ＴｈｅｕｔｉｌｉｔｙｔｕｎｎｅｌｏｎＹｕｈｏｎｇＲｏａｄｉｓａ３－ｒｏｏｍｓｉｎｇｌｅｂｏｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｅｃｔｉｏｎｓｉｚｅ，ｉｔｉｓｈｉｇｈｌｙｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎａｓｐｅｃｔｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｈｉｌｅｕｓｉｎｇｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｏｌｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｆｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｒｇｅｓｅｃｔｉｏｎｓｉｚｅｕｔｉｌｉｔｙｔｕｎｎｅｌａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ＳＯａｓｔｏｍａｋｅｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｓｈｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｉｚｅｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｓｔａｎｄａｒｄｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｔｉｌｉｔｙｔｕｎｎｅｌ；ａｓｓｅｍｂｌｙ－ｔｙｐｅ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１工程概况玉虹路地下综合管廊工程预制管廊为单箱三室结构，主体结构采用Ｃ５０防水混凝土，抗渗等级Ｐ８，外观尺寸为１０．３ｍ×３．６ｍｘ２ｍ，远大于我国现有的管廊尺寸，本工程管廊预制工艺为国内首例。２国内外现状在城市中建设地下管线综合管廊的概念，起源于十九世纪的欧洲，首先出现在法国。自从１８３３的巴黎诞生了世界上第一条地下管线综合管廊系统——收稿日期：２０１８０３１０作者简介：刘志明（１９６６一），男，高级工程师，主要从事混凝土制品、桥梁工程方面的工作。后，在法国、德国、英国、日本等国家迅猛发展。经过长时间的探索、研究、改良和实践，其技术水平已完全成熟，在国外许多城市得到了成功应用，并已成为了国外发达城市市政建设管理的现代化象征和城市公共管理的一部分。我国自２０１６年国务院颁发《关于推行城市地下综合管廊建设的指导意见》以来，国内掀起了综合管廊建设热潮，这也将是未来几年基础建设的热门。综合管廊隧道空间集电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线为一体，设有专门的检修口、吊装工装和监测“”口，是保障城市运行的重要基础设施和生命线。玉虹路地下综合管廊设计为大断面尺寸，其模型设计、灌注工艺及安装方法等工艺，对其他节段长度２ｍ及以上、宽度１０ｍ及以上的三舱室综合地铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０６Ｊ８１万方数据・隧道／地下工程・下管廊产品的预制，及其他类似结构的混凝土预制产品均有参考、借鉴和指导作用。３生产线设置生产场地设计生产区及生活区。生产区分为钢筋加工区、平面编架胎具１个、主体钢筋编架胎具２个、生产台位２个、养护台位２１个、存放台位５０个。４工艺流程管廊预制工艺流程见图１。“”“”注：ｏ表示关键工序：Ａ表示特殊工序图１管廊预制工艺流程５生产工艺５．１模型设计玉虹路综合管廊因断面尺寸大、重量重，同时承插口精度要求±２ｍｍ。为避免翻转，模型设计为卧式模具，可有效解决上述问题，同时承插口可以直接采用模型成型，可大大提高承插Ｅｌ的成型精‘度，加快管廊的安装速度１。。侧模设计有斜向撑杆与水平撑杆活动支撑，吊装时移动撑杆，保证综合管廊移出台位时轮廓不受损坏（见图２）；芯模存放在小车轨道上，采用遥控装置进行控制，大大降低了人工的投入，提高了脱模效率（见图３）。８２钐｝道建篱技术窿？。｜＿一图２管廊侧模图３管廊芯模施工过程中，在芯模上加焊耳板，使其与端模连接紧固、密贴，保证了综合管廊腹板尺寸精准。连接箱成型模型原设计为直角，不利于脱模。改为倒圆角，可节约脱模时间２ｈ／节。模型扶梯原设计为圆形钢管梯，不能保证行人安全，改为在原钢管上倒扣角钢，增大接触面，保证行人安全。５．２钢筋加工及安装设计了管廊主体钢筋骨架编架胎具及面板钢筋编架胎具。主体钢筋骨架在主体钢筋编架胎具上绑扎，面板钢筋在面板钢筋编架胎具上绑扎，绑扎完成后在主体钢筋编架胎具上组装后吊装。设计的编架胎具不仅保证了钢筋安装质量，且利于预制台座的周转，为综合管廊预制铺开工作面，保证施工进度１２Ｊ。５．３预埋件安装综合管廊预埋件数量较多、安装位置不固定，因此设计了预埋件安装方案，保证预埋件安装位置准确，数量齐全。（１）根据综合管廊《预制拼装结构》图、《等电位联结安装》图、《四川利能燃气设计》图、图纸会审记录等制定综合管廊预制大参数，再根据大参数分每节管廊制定小参数，对作业人员及施工相关人员进行技术交底后按照小参数焊接并检查预埋件。（２）预埋竖槽采用定位钢筋焊接固定在腹板主筋上；底板预埋钢板把Ｌ型钢筋弯钩尺寸改为１８０。，便于预埋件的安装及定位；腹板上预埋钢板的根部焊接与腹板厚度一致的预埋锚固钢筋进行固定，安装芯模时腹板两侧芯模互顶使预埋钢板与芯模接触密贴。（３）预埋紫铜止水带采用专用工装进行焊接，焊接成型后安装在湿接缝端模上。安装端模时，紫铜止水带按照设计要求焊接在分布筋上（见图４）。５．４混凝土振捣工艺综合管廊混凝土设计强度等级为Ｃ５０，抗渗等级不小于Ｐ８。混凝土坍落度为１６０～２００ｍｍ，含气量为２％～４％［３１。在外侧模板上安装高频振动器，芯模内侧安装ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣ丁『ＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８ｆＤ６Ｊ万方数据・隧道／地下工程・高频振动器，外侧模板上振动器与芯模内侧振动器成三角形状。使用＋５０及书３０振动棒配合振捣，保证综合管廊腹板混凝土振捣密实，其中＋３０振动棒主要用于综合管廊承插口位置的振捣。５．５制作吊装吊架综合管廊每个节段自身体积较大，自重约６０ｔ，长２ｍ，宽１０．３ｍ，高３．６ｍ，属大件型预制产品。项目部制作了专用吊架，并经专业软件受力分析合格后，投入使用，保证了吊装安全。吊架由多组法兰螺丝与吊钩组合连接吊架与钢筋结构。通过调节法兰螺丝来调节高度，使得钢筋结构各吊点处于水平位置，钢筋结构移动到管廊模具上后其骨架不变形。管廊吊装专用吊具吊装平稳，有效保证了产品吊运过程中的质量与安全，存放方便、节约场地（见图５）。图４紫铜板安装现场图５产品吊架５．６设计专项养护方案管廊混凝土浇筑完成后采用蒸汽发生器进行养护（见图６）。４台蒸汽发生器并联连接，并单独设置控制阀门，升温阶段采用阀门控制蒸汽出气量，缓慢升温，保证升温速度不大于１０ｃＣ／ｈ。升温完成后进人恒温℃阶段，恒温时养护棚内环境温度不能超过５０，降温原理与升温一致。当芯部温度与表层温度温差小于℃１５，表层温度与棚内温度温差小于１５ｑＣ，养护棚℃内环境温度可达到４８，湿度可达到９０％以上，能满足混凝土养护温差及养护湿度的要求。４台蒸汽发生器同时养护１８ｈ后，混凝土试件强度平均为４１．３ＭＰａ，满足脱模强度要求并节约了台位周转时间。为了保证养护质量，管廊脱模后于顶面覆盖土工布，箱内采用３６０。自动喷淋系统对底、顶腹板进行养护（见图７）；顶面人工洒水进行养护Ｈ１。５．７管廊吊装、转运混凝土强度达到设计强度的７５％以上方可进行拆模吊装。脱模工序完成后对构件采用专用吊装工具进行吊装，吊装过程中要轻起轻落，将产品转运至成品自然养护区进行养护，运输过程也要注意产品的保护㈨。６预制管廊安装根据该工程特点与现场实际情况，整个施工区分为安装完成区间、安装区间、基础施工区间、开挖支护区问４个区间板块进行流水作业。管廊采用平板长度不小于１１ｍ的拖车运输，现场采用２台门式起重机进行施工，负责管廊的卸车、起吊工作。６．１管廊安装复核现场墨线是否满足要求，满足要求后吊装管廊对位。管廊到位后，清理管廊的接缝，酚醛粘接剂涂刷１０ｒａｉｎ后粘贴遇水膨胀胶条及楔形胶圈，用橡皮锤敲打楔形胶圈及遇水膨胀胶条并使用加压工装固定遇水膨胀胶条２０ｒａｉｎ，然后采用酚醛粘接剂粘贴聚乙烯泡沫板于管廊承插口位置。承口位置于承口外圈向内７ｃｍ为泡沫边线粘贴３ｃｍ泡沫板；插口位置由内圈向外３ｃｍ为泡沫板边线粘贴３ｃｍ宽泡沫板。最后在承口处或楔形胶圈上涂刷∞润滑油后，吊装下一节管廊对位。９Ｊ。６．２管廊张拉连接安装到位后，穿精轧螺纹钢筋，安装锚具及套筒。安装千斤顶，先同步加载下排４个千斤顶，再同步加载上排４个千斤顶；待油表读数达到设计值时，使用数显游标卡尺测量管廊接缝间距；间距满足设计要求后，注水检测接头是否漏水；接头检查不漏水后采用扳手拧紧精轧螺纹螺栓后卸载；在接口处‘涂刷双组分密封胶１０Ｉ。６．３管廊压浆与防水处理张拉作业完成后及时孔道压浆，压浆前须进行孔道注水湿润，单端压浆至另一端出现浓浆止。灌—浆压力控制为０．６０．８ＭＰａ。孑Ｌ道较长或注浆管较长时压力宜大些，反之可小些¨１｜。６．４首件检验管廊首件检验，除尺寸偏差、力学性能满足要求外，最重要的水压力试验要合格。外水压检验环内腔尺寸为５００ｍｍｘ８００ｍｍ，水压试验宜选用直≥径１００≤ｍｍ、分度值０．００５≥ＭＰａ、精度１．６级的压力表，量程应满足检验压力的要求。试验时，压力表图６蒸汽发生器养护图７自动喷淋洒水养护（下转第１１９页）铁道建筒技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０６Ｊ万方数据・其他・指挥人员在工务段终端处点击试验恢复按钮使电网恢复正常，并给出现场恢复信号，现场轨旁Ⅱ控制器异物侵限指示灯亮，电网Ｉ，电网指示灯亮，现场恢复灯亮。（４）调度恢复试验指挥人员点击远程恢复按钮，调度终端上现场恢复指示灯亮，在调度终端上点击调度恢复按钮，异物点显示绿色，报警解除【ｌ卜１２Ｊ。４结论高速铁路防灾安全监控系统用来防止较大型物体非正常侵入铁路限界对行车安全产生巨大威胁。防灾系统的系统调试工作是在防灾系统设备全部安装完成后进行的一项重要工作，防灾系统的系统调试工作的好坏除了关系到整个系统本身能否正常工作外，还关系到既有信号系统能否正常运行。目前铁路部门还没有一套标准调整程序，本文提出的公路上跨高速铁路防灾系统的调试技术和调试方法能保证防灾系统的可靠运行。参考文献［１］中国铁路通信信号总公司研究设计院．铁路工程设计“・－＋－－－＋－一＋－＋＋一＋一＋一＋一＋一＋－＋＊＋一＋一＋一＋一＋－＋一＋一＋一＋一＋一＋＊＋一＋（上接第８３页）安装位置应该与管廊水平轴线一致或者临近位置。采用该工艺生产的管廊水压试验全部合格ｎ２｜。７结束语采用上述工艺，成功完成玉虹路７ｌ节三厢管廊的预制和安装工艺，并得到业主的一致好评。相对施工现场，预制管廊精度高、质量好、运输管理方便、安装速度快、减少了对周围居民和道路的干扰，可为今后类似项目的建设提供借鉴。参考文献［１］中华人民共和国住房和城乡建设部．组合钢模板技术规范：ＧＢ／Ｔ—５０２１４２０１３［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２０１４．［２］中华人民共和国住房和城乡建设部．钢筋焊接与验收工程：ＪＧＪ—１８２０１２［Ｓ］．中国建筑工业出版社，征求意见稿．［３］成都市政工程设计研究院．玉虹路地下综合管廊工程预制拼装结构图［ｚ］．成都：成都市政工程设计研究院，２０１６．［４］中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥｃＨＮＯＬＯＧＹ［２］［３］［４］［５］技术手册信号［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００７．中国铁路通信信号集团公司．高速铁路信号工程施工质量验收标准［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１１．中国铁路通信信号上海工程集团有限公司．高速铁路通信工程施工质量验收标准［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１１．中国铁路通信信号集团公司天津工程分公司．客货共线铁路信号工程施工技术指南［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００７．中国铁路总公司．铁路技术管理规程（高速铁路部分）［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１４．［６］中国铁路总公司．列车运行监控装置（ＬＫＪ）［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１３．［７］中国铁路总公司．高速铁路信号系统［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１３．［８］赵志熙．计算机联锁系统技术［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１２．［９］中国铁路总公司．铁路信号集中监测系统应用与维护技术［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１３．［１０］中国铁路总公司．铁路信号中的通信技术应用［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１３．［１１］张胜平．铁路信号集中监测系统原理及应用［Ｍ］．四川：西南交通大学出版社，２０１３．［１２］林瑜筠．铁路信号基础［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０１４．—”—”－－＋－一・卜－＋・卜－－４－－－＋－一＋＋一＋一－，Ｆ－一－－￥－＿－４－国家质量监督检验检疫总局．混凝土结构工程施工规范：ＧＢ—５０６６６２０１１［ｓ］．北京：中国建筑科学研究院出版社，２０１１．［５］中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．城市综合管廊工程技术规范：ＧＢ—５０８３８２０１５［Ｓ］．北京：中国工业出版社，２０１５．［６］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．天然橡胶检测标准：ＧＢ／Ｔ８０８１—２００８［ｓ］．北京：中国建筑科学研究院出版社，２００８．［７］蒋星进．浅谈厦门翔安南部新城综合管廊预制拼装施—工技术［Ｊ］．江西建材，２０１７（９）：８９９０．［８］刘志超．地下综合管廊预制拼装施工技术［Ｊ］．基层建设，２０１６（２９）：２．［９］揭海荣．城市综合管廊预制拼装施工技术［Ｊ］．铁道建—筑技术，２０１６（３）：８６８８．［１０］鲁林．竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉体系施工技术：１００９——６８２５（２０１２）０１１７０３［ｓ］．陕西：北方工业出版社，２０１２．［１１］中国铁路总公司．管道压浆技术条件：ＱＣ／Ｒ—４０９２０１４［ｓ］．北京：中国铁路经济规划研究院出版社，２０１４．［１２］王金，薛吉刚．铁路混凝土工程施工质量验收标准：ＴＢ—１０４２４２０１０［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１１．２０１８（０６Ｊ１１９万方数据