預(yù)制拼裝綜合管廊施工效率高、質(zhì)量易于控制，可有效縮短現(xiàn)場施工周期、降低綜合建造成本。針對目前工程中4類典型的預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系( 即整艙預(yù)制拼裝綜合管廊、疊合板式拼裝綜合管廊、預(yù)制板式拼裝綜合管廊和預(yù)制槽型拼裝綜合管廊) ，較為系統(tǒng)地介紹了其構(gòu)造特點(diǎn)與適用范圍。在此基礎(chǔ)上，梳理了我國預(yù)制拼裝綜合管廊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與工程應(yīng)用情況，并對今后我國預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用做出展望。

01

結(jié)構(gòu)體系

針對4類常見的預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系，重點(diǎn)介紹其構(gòu)造特點(diǎn)和適用范圍。

整艙預(yù)制拼裝綜合管廊

整艙預(yù)制拼裝綜合管廊的主要特點(diǎn)是橫截面方向整體預(yù)制，縱向則根據(jù)需要劃分為一定長度的節(jié)段( 一般為2m左右) 。整艙預(yù)制拼裝綜合管廊預(yù)制節(jié)段的縱向連接一般采用預(yù)應(yīng)力筋或螺栓連接構(gòu)造。受運(yùn)輸和吊裝等條件限制，整艙預(yù)制拼裝綜合管廊一般適用于單艙或雙艙且橫截面尺寸不大的綜合管廊。典型的整艙預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 整艙預(yù)制拼裝綜合管廊

Fig． 1 Integrated precast assembly utility tunnel

疊合板式拼裝綜合管廊

疊合板式拼裝綜合管廊的主要特點(diǎn)是將側(cè)壁、頂板和底板進(jìn)行分塊，側(cè)壁采用雙面疊合構(gòu)造，頂板一般采用疊合樓板構(gòu)造，底板則一般采用整體現(xiàn)澆或疊合構(gòu)造，典型的疊合板式拼裝綜合管廊如圖2所示。在施工現(xiàn)場，各預(yù)制分塊之間通過后澆疊合層進(jìn)行連接。疊合板式拼裝綜合管廊在縱向一般也通過后澆疊合層連接，各預(yù)制分塊的縱向長度根據(jù)運(yùn)輸和吊裝條件確定(一般為4～6m) 。由于底板、側(cè)壁和頂板等各預(yù)制分塊可自由組合，因此疊合板式拼裝綜合管廊的適用范圍較廣，是目前我國應(yīng)用規(guī)模最.大的預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系。

圖2 疊合板式拼裝綜合管廊

Fig． 2 Precast assembly utility tunnel composed of composite slabs

預(yù)制板式拼裝綜合管廊

預(yù)制板式拼裝綜合管廊的構(gòu)造特點(diǎn)與疊合板式拼裝綜合管廊相似，二者不同之處在于，預(yù)制板式拼裝綜合管廊的側(cè)壁、頂板和底板一般均采用預(yù)制實(shí)心板式構(gòu)造。在施工現(xiàn)場，側(cè)壁與底板可通過套筒灌漿或螺栓進(jìn)行連接，側(cè)壁與頂板則一般通過后澆節(jié)點(diǎn)核心區(qū)或后澆疊合層的方式進(jìn)行連接，如圖3所示。預(yù)制板式拼裝綜合管廊在縱向一般通過后澆段進(jìn)行連接，各預(yù)制分塊的縱向長度則根據(jù)運(yùn)輸和吊裝條件確定( 一般為4m左右) 。該結(jié)構(gòu)體系各預(yù)制分塊的組合與拼裝較為靈活，適用范圍較廣。

圖3 預(yù)制板式拼裝綜合管廊

Fig． 3 Precast assembly utility tunnel composed of precast solid slabs

預(yù)制槽型拼裝綜合管廊

預(yù)制槽型拼裝綜合管廊的主要特點(diǎn)是其在橫截面方向劃分為上、下2個(gè)單槽型或多槽型預(yù)制分塊，并在施工現(xiàn)場通過預(yù)應(yīng)力筋、螺栓、套筒灌漿等方式進(jìn)行連接。預(yù)制槽型拼裝綜合管廊在縱向一般通過預(yù)應(yīng)力筋或螺栓進(jìn)行連接。受運(yùn)輸和吊裝條件限制，預(yù)制槽型拼裝綜合管廊各預(yù)制分塊的縱向長度一般為2～3m，主要適用于≤4艙的綜合管廊。典型的3艙預(yù)制槽型拼裝綜合管廊如圖4所示。

圖4 預(yù)制槽型拼裝綜合管廊

Fig． 4 Precast assembly composed of precast groove-shape elements

02

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

預(yù)制拼裝綜合管廊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法對其大規(guī)模推廣應(yīng)用具有重要影響。目前，我國尚未頒布專門針對預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而GB50838—2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》僅對整艙預(yù)制拼裝綜合管廊和單艙預(yù)制槽型拼裝綜合管廊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做了初步規(guī)定，主要內(nèi)容如下。

1.僅帶縱向拼縫接頭的整艙預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)的截面內(nèi)力計(jì)算模型宜采用與現(xiàn)澆混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)相同的閉合框架模型。

2.帶縱、橫向拼縫接頭的單艙預(yù)制槽型拼裝綜合管廊的截面內(nèi)力計(jì)算模型應(yīng)考慮拼縫接頭的影響。

3.預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)宜采用預(yù)應(yīng)力筋連接接頭、螺栓連接接頭或承插式接頭。

4.預(yù)制拼裝綜合管廊拼縫防水應(yīng)采取預(yù)制成型彈性密封墊為主要防水措施，彈性密封墊的界面應(yīng)力應(yīng)≥1.5MPa。

上述規(guī)定為預(yù)制拼裝綜合管廊的推廣應(yīng)用提供了一定的技術(shù)依據(jù)，但其內(nèi)容較為簡單，接頭抗彎剛度與接縫抗剪承載力等關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)尚有待進(jìn)一步明確。此外，上述規(guī)定的適用范圍有限，尚未包含目前工程中常用的疊合板式拼裝綜合管廊、預(yù)制板式拼裝綜合管廊和多艙預(yù)制槽型拼裝綜合管廊。

目前，由同濟(jì)大學(xué)和上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院( 集團(tuán)) 有限公司牽頭，中鐵四局集團(tuán)有限公司和中國建筑股份有限公司等單位參與的《預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》正在緊張編制中。該標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施將為預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)的大規(guī)模推廣應(yīng)用提供支撐。

03

典型工程應(yīng)用

上海世博會園區(qū)綜合管廊示范段(2007年建成，長200m) 是我國第.一條采用預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)體系的綜合管廊。此后，隨著預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系的不斷發(fā)展以及綜合管廊工程的大量興建，預(yù)制拼裝綜合管廊在我國也得到長足發(fā)展。幾類典型的預(yù)制拼裝綜合管廊工程情況介紹如下。

整艙預(yù)制拼裝綜合管廊

整艙預(yù)制拼裝綜合管廊的預(yù)制節(jié)段自重較大，受運(yùn)輸與吊裝限制，主要適用于單艙和雙艙綜合管廊。典型工程包括上海世博會園區(qū)綜合管廊工程、湖北十堰綜合管廊工程。上海世博會園區(qū)單艙整艙預(yù)制拼裝綜合管廊如圖5所示，湖北十堰雙艙整艙預(yù)制拼裝綜合管廊如圖6所示。

圖5 上海世博會園區(qū)整艙預(yù)制拼裝綜合管廊( 單艙)

Fig． 5 Integrated precast concrete utility tunnel in Shanghai Expo area ( single compartment)

圖6 湖北十堰整艙預(yù)制拼裝綜合管廊( 雙艙)

Fig． 6 Integrated precast concrete utility tunnel in Shiyan ( double compartments)

疊合板式拼裝綜合管廊

疊合板式拼裝綜合管廊是我國目前應(yīng)用最廣泛的預(yù)制拼裝綜合管廊。典型工程如海口美安一縱路雙艙疊合板式拼裝綜合管廊。如圖7所示。

圖7 ?？诏B合板式拼裝綜合管廊( 雙艙)

Fig． 7 Precast concrete utility tunnel composed of composite slabs in Haikou ( double compartments)

預(yù)制板式拼裝綜合管廊

預(yù)制板式拼裝綜合管廊在疊合板式拼裝綜合管廊的基礎(chǔ)上大幅減少了現(xiàn)場濕作業(yè)量。但其連接接縫的防水性能和安全性需重點(diǎn)關(guān)注。目前，工程中實(shí)際應(yīng)用的預(yù)制板式拼裝綜合管廊較少，廣東中山開展了一段試驗(yàn)段建設(shè)，如圖8所示。

圖8 廣東中山預(yù)制板式拼裝綜合管廊( 雙艙)

Fig． 8 Precast concrete utility tunnel composed of precast solid slabs in Zhongshan( double compartments)

預(yù)制槽型拼裝綜合管廊

預(yù)制槽型拼裝綜合管廊相比于整艙預(yù)制綜合管廊可大幅度減小預(yù)制構(gòu)件自重，同時(shí)又顯著減少現(xiàn)場濕作業(yè)與拼裝工作量，具有良好的應(yīng)用前景。典型工程如貴州六盤水市綜合管廊工程。如圖9所示。

圖9 貴州六盤水預(yù)制槽型拼裝綜合管廊( 雙艙)

Fig． 9 Precast concrete utility tunnel composed of groove-shape elements in Liupanshui( double compartments)

04

結(jié)語

總體而言，我國的預(yù)制拼裝綜合管廊研究與應(yīng)用起步較晚，但在國家政策引導(dǎo)以及相關(guān)單位的積極參與下，已取得階段性成果。從進(jìn)一步科技創(chuàng)新與推廣應(yīng)用來看，尚有以下工作待開展。

1.針對大截面、多艙室綜合管廊，研發(fā)連接構(gòu)造簡單、施工速度快、質(zhì)量可靠的新型預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系。

2.針對不同預(yù)制拼裝綜合管廊結(jié)構(gòu)體系，建立考慮接頭影響的綜合管廊承載力與變形計(jì)算模型，并提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

3.考慮土-結(jié)構(gòu)共同工作，開展預(yù)制拼裝綜合管廊抗震性能研究。

4.進(jìn)一步開展預(yù)制拼裝綜合管廊接縫防水措施研究，提升預(yù)制拼裝綜合管廊的綜合防水性能。

來源：施工技術(shù)

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