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1、 预制装配技术在城市综合管廊中的应用与展望 1972年出生 2001年毕业于北方交通大学隧道及地下工程博士中国建筑股份有限公司技术中心副总工程师 地下所所长 教高北京市科技奖评审专家天津市自然科学基金项目评审专家北京市危险性较大工程评审专家北京市轨道交通工程评审专家中国岩石力学与工程学会地下工程分会常务理事中国岩石力学与工程学会岩土工程信息技术与应用分会常务理事中国土木工程学会隧道及地下工程分会理事行业标准 地下工程盖挖法施工规程 主编研究方向 城市综合管廊成套技术 中建总公司2016年第一课题 地下工程预制装配技术 住建部课题 地下工程绿色建造技术 住建部课题 油新华13911666229Q
2、Q号 78717715youxinhua 主讲人简介 1 建设发展形势2 预制装配概述3 预制装配现状4 相关政策标准5 明挖预制技术6 目前存在问题7 未来发展趋势 目录CONTENTS 1 建设发展形势 1 1建设背景意义1 2国外发展状况1 3国内发展状况1 4国家相关政策 1 建设发展形势 1 1背景与意义 建设背景 城市市政公用管线是城市赖以正常运行的生命线 因管线增容 扩容和维修而反复开挖 拉链路 严重影响市民交通和安全 1 1背景与意义 建设背景 架空管线 空中蜘蛛网 严重影响城市市容 带来很大安全隐患 1 1背景与意义 建设背景 安全事故频发 1 1背景与意义 建设背景 综合管
3、廊是指设置于地面以下用于容纳两种及以上市政管线 设有专门的检修口 吊装口和监测系统 实施统一规划 设计 建设和管理的构造物及其附属设施 是目前城市地下空间开发的重要形式之一 支线型综合管廊 干线型综合管廊 缆线型综合管廊 1 1背景与意义 概念的提出 1 实实在在的民生工程 2 供给侧改革的有效途径 4 打破行业和部门垄断的有效手段 5 一项政治任务 1 1背景与意义 社会意义 3 提振经济增长的快速措施 综合性 长效性 可维护性 环保性 安全性 低成本性 城市综合管廊 1 1背景与意义 管廊本身优势 城市地下综合管廊的概念起源于十九世纪的欧洲 自从1833巴黎诞生了世界上第一条地下管线综合管
4、廊系统后 英国 德国 日本 西班牙 美国等发达国家相继开始新建综合管廊工程 至今已经有将近182年的发展历程了 经过一百多年的探索 研究 改良和实践 城市地下综合管廊的技术水平已完全成熟 1 2国外发展状况 日本是世界上综合管廊建设速度最快 规划最完整 法规最完善 技术最先进的国家 日本东京 大阪 名古屋 横滨 福冈等近 个城市已经修建了总长度超过 公里的地下综合管廊 这对日本满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用 1 2国外发展状况 概念阶段 争议阶段 快速发展阶段 赶超和创新阶段 1 3国内发展状况 1978年以前 1979年 2000年 2000年 2010年 2010年 至
5、今 发展历程 2016 3 5 李克强总理在政府工作报告中提出 2016年开工建设城市地下综合管廊2000公里以上 截止2015年5月 全国共有69个城市在建地下综合管廊 已建和在建里程近900公里 计划建设770多公里 总计1600公里 总投资约880亿元 1 3国内发展状况 1 4相关政策 20052 2 200610月 20122 6 20139 6 20143 3 20146 3 201411 16 20154 10 20155 26 20158 3 201511 26 20164 21 自2012年开始 国务院等部门相继颁发了一系列文件鼓励和支持各地综合管廊的建设 公布了两批共25个
6、试点城市 2 预制装配概述 2 1预制装配的背景2 2预制装配的概念2 3预制装配的意义2 4预制装配的分类 2 预制装配概述 城市综合管廊绿色建造与智慧管理 热点问题 2 1预制装配的背景 建筑工业化 预制装配管廊 综合管廊绿色建造的概念 综合管廊的绿色建造是指在综合管廊的规划 设计和施工全过程中 在保证安全和质量的同时 通过科学管理和技术进步 提高资源利用效率 节约资源和能源 减少污染 保护环境 实现可持续发展的工程建设生产活动 综合管廊绿色建造的基本理念 绿色规划 绿色设计 绿色施工 线路最优 断面最优 对周边环境影响最小 资源投入最少 废弃物排放最少 四节一环保 合理低成本 三个手段
7、五条标准 两大目的 352理念 预制装配管廊 2 2预制装配的定义 管廊预制装配技术是指在明挖 暗挖或盖挖等施工条件下 将综合管廊的结构主体分块或分节段在工厂预制 然后运到现场进行拼装的一种快速绿色施工技术 2 3预制装配的意义 技术优点 1 明显提高综合管廊施工质量 4 施工综合成本基本没有增加 3 显著加快综合管廊施工进度 2 大大改善综合管廊施工环境 2 4预制装配的分类 3 预制装配现状 3 1国外发展状况 50年中后期开始兴起 60 70年代持续创新 80 90年代广泛应用 21世纪后未见专题报道 研究进展 应用范围 应用国家 市政管涵较早大量使用 深圳地铁可行性研究 长春地铁第一个
8、分块预制拼装试点 十堰管廊大规模推广应用 研究进展 未来综合管廊预制装配将大量应用 盾构工程开始大量应用 综合管廊预制装配第一个试点世博园 2003年 2004年 2014年 2015年 2010年 出现了几个综合管廊全预制装配工程 2012年 3 2国内发展状况 3 3预制装配管廊项目统计 1 上海世博园2 沈阳浑南新城3 厦门集美新城4 湘潭霞光东路5 厦门翔安新城6 厦门湖边水库 7 漳州古雷管廊8 十堰管廊9 苏州吴江夏蓉街10 聊城柳园北路11 青岛蓝色硅谷 4 相关政策标准 4 1国家政策 2015年08月03日 国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见 国办发 2015
9、 61号 总体要求 严格要求 有序建设 统筹规划 支持政策 八 确保质量安全 严格履行法定的项目建设程序 规范招投标行为 落实工程建设各方质量安全主体责任 切实把加强质量安全监管贯穿于规划 建设 运营全过程 建设单位要按规定及时报送工程档案 建立地下综合管廊工程质量终身责任永久性标牌制度 接受社会监督 根据地下综合管廊结构类型 受力条件 使用要求和所处环境等因素 考虑耐久性 可靠性和经济性 科学选择工程材料 主要材料宜采用高性能混凝土和高强钢筋 推进地下综合管廊主体结构构件标准化 积极推广应用预制拼装技术 提高工程质量和安全水平 同时有效带动工业构件生产 施工设备制造等相关产业发展 4 2规范
10、标准 4 2规范标准 4 2规范标准 2014年6月10日 6月12日 由苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 苏州科星混凝土装备有限公司负责制订的 预制装配化混凝土箱涵 行业标准第一次工作会议在四川成都召开 目前标准基本编制完成 即将发布实施 4 2规范标准 5 明挖预制装配技术 5 明挖预制装配技术 1 装配技术演变 2 节段拼装技术 3 半预制技术 4 叠合装配技术 5 几个关键问题 1 装配技术分类 半预制装配技术 预制节段拼装 分块预制拼装 叠合整体式预制拼装 多舱组合预制装配技术 全现浇技术 2 预制节段拼装技术 1 概述2 分类3 防水4 案例 1 概述 明挖预制拼装是指在明挖施工条
11、件下 将综合管廊分节段在工厂预制好 然后运到现场进行拼装的一种施工技术 日本使用该技术比较早 且技术发展比较成熟 中国在2012年上海世博园开始第一个试验段后 沈阳 湘潭 厦门等地陆续出现预制拼装的项目 但近几年随着管廊建设的迅猛发展和建筑工业化的大趋势 预制拼装的项目越来越多 规模也越来越大 十堰市综合管廊 50km 当地政府最早要求全部采用预制拼装结构 2 分类 圆形 顶管使用较多 矩形 目前使用最多 异形 受力更加合理 2 分类 有纵向锁紧装置 预制节段连接方式 2 分类 1 箱涵A 2 箱涵B 3 预应力钢筋 4 锚固螺母 5 张拉油缸 a 贯穿式连接 b 相邻箱体式连接 2 分类 螺
12、栓连接 搭板连接型 刚性接口 2 分类 柔性接口 2 分类 3 防水 预制节段或分块的混凝土结构自防水为主 C40 P8 不同接缝结构形式的防水为重点 接缝防水构造设计要通过室内和现场试验验证 不同环境下的结构外包防水为辅助 一般情况下预制结构外无需外包防水和内涂渗透结晶材料 有的在接头处设计有附加层 城市综合管廊工程技术规范 规范中对于预制管廊拼缝接头的水压试验未做明确规定 给水排水管道工程施工及验收规范 预制混凝土衬砌管片 盾构隧道管片质量检测技术标准 等规范相关条文不完全适用于预制管廊的拼缝接头的水压试验 需要结合相关规条款和设计要求 进行试验研究 综合管廊不属于给水排水管道 并不适用
13、给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 2008 有关规范条文 但预制管廊的接头形式及橡胶圈防水原理借鉴了管道的防水接头设计方法 1 拼缝接头试验规范规定 3 防水 2 拼缝接头试验设计依据 1 区域气象条件 2 管廊水文地质条件 4 管廊防水工作状态 3 拼缝接头防水最不利条件 3 防水 预制管廊的拼缝接头水压试验 借鉴单口水压试验的方法 在工厂和现场进行的拼缝接头水压试验 工厂内试验成功后方可进行现场拼装 现场拼装以每20节为一个检验批 抽检其中1个拼缝接头进行水压试验 试验的主要合格标准包括试验压力值 恒压时间 允许压降值 3 拼缝接头试验方法 3 防水 1 试验压力确定预制管廊
14、段位于地下水水位以上 管廊运营工作时基本处于无水压的环境 需要考虑的是大气降水和孔隙潜水渗透 根据拼缝接头防水最不利条件下的水压 试验压力值按照基底埋深加1米计算 2 恒压时间与允许压降值借鉴相关规范加压程序 初步确定试验程序如下 试验过程中 采取分步加压 实时观察渗漏情况 加压至试验压力后 持压10min 观察无渗漏后 补压至试验压力 持压20min 观察无渗漏 压降值小于0 02MPa 4 拼缝接头试验参数的确定 3 防水 3 明确了拼缝接头试验的方法 进行了大量的试验 通过分析总结试验结果和数据 得出了试验影响因素 优化确定了生产控制允许偏差和现场安装方案 确定了橡胶条尺寸及硬度等性能参
15、数 并确定了将单根钢绞线预加锁紧力值 管廊内缝尺寸 作为现场拼装合格控制标准 具体数据以试验为准 4 工厂内拼缝接头水压试验成功后方可进行现场拼装 现场每个检验批抽检1个拼缝接头进行水压试验 4 拼缝接头试验参数的确定 3 防水 1 十堰管廊预制情况2 预制拼装设计情况3 预制厂建设4 拼装工艺 4 案例 1 十堰管廊预制总体介绍 21条路 55km 9996m 18 1 十堰管廊预制总体介绍 十堰市地下综合管廊结构标准段部分采用 工厂预制 现场拼装 技术 设计有五种预制双舱标准断面 预制管节接口形式采用构件间有约束锁紧装置与工作面压缩胶圈密封组合连接 预制管廊主要工艺选型如下 1 生产模具工
16、艺 采用立式生产工艺 2 混凝土生产工艺 混凝土采用自建搅拌站自行生产 3 混凝土浇筑工艺 混凝土采用输送车运输 地泵泵送 布料杆布料 4 混凝土振捣工艺 混凝土采用浇筑加辅助振动成型工艺 5 混凝土养护工艺 混凝土采用加盖帆布养护罩蒸汽养护工艺 6 构件拆模及吊运 厂内龙门吊拆模吊运及装车 7 构件物流及安装 构件采用9米车立式运输 150吨汽车吊安装 1 十堰管廊预制总体介绍 2 预制拼装设计情况 管廊尺寸 2仓 3 9 3 0 mx 3 2 m覆土厚度 3m左右主要管线 DN500给水管 DN600热力管2根 DN500预留真空垃圾吸收管 中水管DN200 通讯管和10kV电缆 管节长度 取1 5m 考虑吊装 管节长度为1 5m 管节壁厚为400mm 管节总重约40T 相邻管节采用预应力钢索锁紧 2 预制拼装设计情况 管廊接口采用承插式接口 插口深度约105mm 接口防水采用2道防水橡胶 2 预制拼装设计情况 预制管廊与现浇段连接 采用预制特殊管节预留钢筋与现浇段钢筋连接 2 预制拼装设计情况 1 管廊防水等级 二级 即不允许漏水 结构表面可有少量湿渍 2 防水设计原则 以混凝土
