常见的综合管廊施工方法为明挖现浇施工方法, 现浇综合管廊施工常见的模架施工方法有铝合金模板快拆体系法及常规满堂红脚手架施工方法。铝合金模板快拆体系法是预先根据管廊结构进行铝合金模板设计加工, 利用铝合金模板本身的刚度起到一定的稳固作用, 减少支撑杆的数量, 达到模架快拆的目的, 可以快速进行模板快拆体系周转。综合管廊铝合金模板快拆体系法需要对特定工程配置加工铝合金模板, 初期投入大, 据调查1m²铝合金模板成本费用近千元, 对于大体量综合管廊工程, 可以进行几十至上百次周转, 成本费用逐渐下降到可接受的程度。但对于一般体量的综合管廊工程, 采用此方法不利于成本控制。而满堂红脚手架施工方法则是搭设满堂红脚手架支设木模板进行施工, 搭拆均需要耗费较多时间。常规满堂红脚手架法总体投入小, 但每次周转使用需要对支架进行搭拆, 施工效率低, 危险性较大。

针对常见现浇综合管廊模架施工方法存在的缺陷, 工程技术人员结合施工实践, 研发改进, 最终开发出一种成本低廉、安全性高和施工效率高的管廊模架施工方法, 解决常见工程问题, 以达到保障施工质量、提高施工效率、节约资源的目的。

运河东大街项目属北京城市副中心行政办公区项目, 西起东六环路现况杨坨桥, 东至宋梁路相交路口, 道路全长约2km。工程主要包括道路、隧道、综合管廊、雨水、污水等管线施工。

新建综合管廊位于规范道路南侧距道路中线51m (局部41m) 处, 顺道路走向布置, 整合了通讯、电力、热力、给水、中水、燃气管线。标准断面分为3个箱室, 净空宽度分别为2.75, 5, 2.8m。管廊采用灌注桩进行边坡支护, 桩间喷射混凝土。主体结构采用钢筋混凝土结构, 结构总宽11.8m, 壁厚0.4m左右, 基坑宽13.75m, 标段管廊总长878m, 如图1所示。

新建综合管廊标准断面分为3个箱室, 标准段管廊总长878m。如使用目前比较先进的铝合金模板加快拆体系成本太高, 故采用传统酚醛覆膜竹胶板加满堂红脚手架模架体系。受限于北京城市副中心搬迁时间, 为不影响搬迁任务目标, 施工工期被压缩近半, 常规满堂红脚手架体系很难满足工期要求。

为加快施工进度, 对支架体系进行了改进。本标段综合管廊主要为标准断面, 除去带有拐弯、外部通道、局部舱室减少等异形段, 工程标准断面总长度接近800m。对标准断面的支架体系进行研究, 创新发明了管廊标准断面的整体支架移动施工方法。因管廊各舱截面较小, 按照常规搭设方法施工的脚手架本身具有较好的稳定性, 经过现场试验选取5延米 (本项目管廊每20m为一舱, 即4个组单元为一舱) 支架作为整体单元 (见图2) , 支架底部和侧面安装支撑滚动两用支托用于支撑管廊模板和整体转移。试验取得成功后将其运用到整个工程, 大大提高了施工速度并且降低了工人搭设排架的风险。另外对于带有坡度的现浇管廊施工支架也进行了局部改进。

施工工艺流程:施工准备→首舱管廊施工→首舱管廊养护, 进行次舱管廊底板施工→首舱管廊支架向次舱管廊进行整体移动→次舱管廊支架就位完成, 进行管廊顶板及侧墙施工→完成次舱管廊浇筑进行下一舱施工。

1) 因为综合管廊舱室截面较小, 通常单个舱室截面积不会超过20m², 故其截面内搭设满堂红脚手架体截面整体性较好, 架体质量相对较小, 具备架体整体移动的可能。创新研究出一种现浇综合管廊模架支撑滚动双用装置代替常规支架承托, 将满堂红脚手架支撑管廊侧墙模板的支托和脚手架底托更换为现浇综合管廊模架支撑滚动双用装置, 如图3所示。

2) 满堂红脚手架首次现场拼装完成后, 在架体上增加竖向和水平剪刀撑, 使用扣件扣牢, 增强支架的整体性和稳固性。以管廊长度方向5～10m的整体支架加固连成为一个移动单元, 在其底部与侧墙支撑处设置现浇综合管廊模架支撑滚动双用装置。

3) 模架整体安装完成后, 进行首舱管廊浇筑, 而后进行首舱管廊施工养护和次舱管廊底板施工, 然后分单元将支架整体移动到次舱底板上, 移动动力可根据支架大小选择人工和卷扬机等。本项目单个架体体积最大为75m³, 仅需3个普工便可完成架体移动。

4) 当支架全部移动到次舱管廊底板上时, 支设模板便可进行次舱管廊的侧墙和顶板的浇筑施工, 完成次舱管廊施工, 循环进行, 如图4所示。

对于异形段现浇管廊其支架体系需要单独设计, 现拼支架整体移动施工方法与铝合金模板快拆体系法均有适用局限。就成本控制而言, 对于局部异形段仍适用传统满堂红模架的施工方法, 不过其仍有改进的余地。本工程主要针对倾斜坡度较大的管廊支架进行了一些改进。

常规脚手架顶底托螺杆上高度调节螺母直接搭在下部脚手架钢管上, 无其他固定措施, 螺杆可进行小幅度偏移摇晃, 在上部结构物施工过程中容易发生模板偏移, 造成施工质量问题。

将螺杆上的螺母设置为碗扣式螺母, 内部设置环形凹槽 (见图5) , 可与下部脚手架钢管嵌接, 约束限制螺杆与钢管的相对活动, 使螺杆稳定固接在钢管上。通过螺母进行螺杆高度调节时, 环形凹槽不影响碗扣式螺母绕圆形转动。

常规脚手架顶托螺杆与托槽焊接固定, 托槽底 板与螺杆垂直, 不能进行角度调节。当支设模板倾斜度较小 (<15°) 时, 顶托托槽偏心受压, 模板龙骨受到压强较大容易损坏, 且托槽易变形;当支设模板倾斜较大 (15°～45°) 时, 为保证支撑的有效性, 需在顶托与龙骨之间添加楔子垫实夹角, 楔子在施工过程中容易脱落, 且实施效果欠佳, 或者将螺杆及下部脚手架钢管设置为模板垂直方向, 同时增设扣件及斜撑与原架体连接为一体, 既繁琐又调整困难。

将常规脚手架顶托中托槽与螺杆的固接改为可活动的铰接, 使托槽在螺杆固定的情况下能够进行角度转动 (见图6) 。上部模板龙骨可置于托槽内, 改进托槽宽度, 加长托槽长度, 保证了龙骨与顶托呈面贴合状态, 贴合面积大, 抗滑性能强, 消除了龙骨滑脱的隐患。

我国正值城市综合管廊建设发展时期, 管廊建设施工技术的推陈出新, 对提升施工建设效率, 缩短施工工期, 提高综合质量具有推动作用, 有利于加快我国各种工程管线实施统一规划、统一设计、统一建设和管理, 保障城市运行。