地下综合管廊施工方法及结构形式现状

建设科技

CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY

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韩金朋1 刘文杰2 赫名然2 王涛3

（1.青岛理工大学，山东 青岛 266033； 2.青岛地铁集团有限公司，山东 青岛 266021；

3.青岛信达置业有限公司，山东 青岛 266033）

[摘要]本文阐述了国内外地下综合管廊的发展历程和现状，结合我国的智慧城市理念，对我国现有的预制拼装管廊的四种结构：预制拼装钢波纹管管廊、半预制混凝土管廊、节段拼装式混凝土管廊及叠合装配式混凝土管廊进行了总结，为设计出经得起工程和实践检验的预制拼装综合管廊提供思路借鉴。

[关键词]地下管廊；预制拼装钢波纹管管廊；半预制混凝土管廊；节段拼装式混凝土管廊；叠合装配式混凝土管廊

Construction Methods and Structural Forms of Underground

Utility Tunnel

Han Jinpeng 1, Liu Wenjie2, Hao Mingran2, Wang Tao3

(1.Qingdao University of Technology, Qingdao, 266033 Shandong; 2.Qingdao Metro Group Co., Ltd.,Qingdao,266021

Shandong 3.Qingdao Xinda Real Estate Co., Ltd. , Qingdao, 266033 Shandong )

Abstract: This paper first expounds the development process and current situation of underground utility tunnel both at home and abroad, and then summarizes the following four structures of precast utility tunnel in China based on the concept of smart city: precast corrugated steel utility tunnel, semi-precast concrete utility tunnel, sectional precast concrete utility tunnel and composite precast concrete utility tunnel, to provide reference for the design of precast utility tunnel which can stand the test of engineering and practice.

Keywords: Underground utility tunnel, precast corrugated steel utility tunnel, semi-precast concrete utility tunnel, sectional precast concrete utility tunnel, composite precast concrete utility tunnel

1 引言

市政管线作为城市基础设施建设的一个主要组成部分已成为城市赖以生存和发展的基础和保障 [1] 。长期以来，我国许多城市市政管线大都是直接埋设在道路下面，这种方式缺乏地下管理的理念，导致城市道路浅层地下空间拥挤而混乱[2]。因此，加强对市政管线的管理与保护迫在眉睫。地下综合管廊是将两种以上的城市管

*山东省重点研发计划项目（2018GSF121002）

线放置于同一人工空间中，而形成的一种现代化集约化的城市基础设施[3]。2014年之后，政府在综合管廊建设的规划、资金、技术等方面发布了一系列优惠政策和指导意见，鼓励城市大规模建设综合管廊。地下综合管廊在设计建造时，要根据城市发展规划，预留50~100年的发展扩容空间[4]，这就要求综合管廊设计必须从严从优设计，并做到精细化施工[5]。

DOI: 10.16116/j.cnki.jskj.2018.18.012

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2 国内外建设状况

2.1 国外建设状况

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总第369期

步暴露出不足之处，使我们不得不对管廊的施工进行研究和改进[6]。我国在1949年中华人民共和国成立初期，便提出了建筑工业化的发展方向，在全国推行工业化、装配化、标准化的建造方式[7] 。预制拼装式地下管廊相比传统的现浇式管廊，在缩短工期、节约材料、节能环保等方面优势明显[8,9]。

预制综合管廊具有良好的经济、社会和环境效益，已在日本及欧美等国得到普遍应用[10]。与之相比，我国的预制综合管廊建设刚刚起步。根据现阶段国内在施地下管廊调研，市政管廊的施工形式仍以传统常用的现浇混凝土为主，但随着装配式建筑风潮的兴起，各种形早在1833年的法国，地下综合管廊的雏形就已经出现了。当时的管廊叫做共同沟，共同沟中不但包括电力、通信、自来水管道，甚至还包括了压缩空气管道等市政管线；在法国的共同沟取得成功后，伦敦于1861年开始修建地下管廊，伦敦修建的地下管廊容纳了除了电力、通信、自来水管道外，还创造性地加入了燃气和污水通道；1893年，德国的汉堡开始建设地下管廊，德国建设的地下管廊在保留前述管线的基础上，又加入了瓦斯管线。紧接着，西班牙、瑞典、美国、加拿大、式的预制拼装综合管廊不断走进建筑施工领域。目前国俄罗斯、日本等世界各地都开始修建地下管廊。虽然都内常用的几种预制拼装式综合管廊主要有预制拼装钢波是修建地下管廊，但各个国家和地区却从不同的方面对纹管管廊、半预制混凝土管廊、节段拼装式混凝土管廊地下管廊的推动和发展作出了贡献。西班牙是首个对综及叠合装配式混凝土管廊。

合管廊进行系统规划的国家，经过规划后的地下管廊使3.1 预制拼装钢波纹管综合管廊

得路面开挖的次数大幅度减少，路面塌陷与交通阻塞现象也得以消除；美国的地下管廊实现了从河下穿越，大预制拼装钢波纹管综合管廊是指将多节钢波纹管拼幅度推动了地下管廊的防水研究；日本的地下管廊虽然在一起，以形成整个管廊的一种结构形式（图起步较晚，但发展最为迅速，不到80年的时间，便成制拼装钢波纹管综合管廊主要具有施工简便、周期短、为了世界上地下管廊建设速度最快、规划最完整、法规抗震抗变形能力强、耐久性强、稳固可靠、经济环保以最完善、技术最先进的国家。值得一提的是，马德里的及可快速大量生产等优点。

地下管廊规划网络采用了筛形网络布设，布局新颖且实用。

2.2 国内建设状况

中国的地下管廊起步较晚，1958年，我国才在北京天安门广场下面建成了我国的第一条地下管廊；1977年，在“毛主席纪念堂”的施工过程中又建设了一条长达500m的地下管廊；1991年，台北的第一条地下管廊也正式投入运营；2003年3月，北京中关村历时三年建成了一条长达1.9km的地下管廊，该地下管廊由上到下分为单向双车道交通环廊、支管廊和主管廊三层，配备了包括消防系统、供电系统、照明系统、监控与报警系统、通风系统、排水系统、标识系统及控制中心等基础设施，是我国地下管廊建设初期较为完善的项目之3.2 半预制混凝土综合管廊

一。近年来，随着国内城市综合管廊建设环境的持续改半预制混凝土综合管廊是指将地下综合管廊的预制善以及资金投入的不断加大，我国的地下管廊也如同雨构件安装就位后，在拼缝处采用现浇混凝土连接各个构后春笋般地建造了起来。

件，使构件形成一个整体（图3 现有预制拼装管廊的结构形式

与现浇管廊相比，具有施工速度快、对施工人员技术要求低、较为经济等优点，与全预制拼装式混凝土综合管现浇施工作为传统施工工法，在城市管廊建设中逐

廊相比，又具有防水性能好、整体性好的优点。

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1），预图1 预制拼装钢波纹管综合管廊

2）。半预制混凝土管廊Fig. 1 Precast corrugated steel utility tunnel

2018 No.19韩金朋等：地下综合管廊施工方法及结构形式现状

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图2 半预制混凝土综合管廊示意图

Fig. 2 Schematic diagram of sectional precast concrete

utility tunnel

3.3 节段拼装式混凝土综合管廊

节段拼装式混凝土综合管廊是采用工厂预制构件，现场拼装的方式组装而成的（图3），节段拼装式混凝土管廊的优点是施工速度快，把传统现浇钢筋混凝土的钢筋和模板及混凝土的浇筑养护等一系列工作都改在预制厂完成，大大缩减了现场施工的时间。同时，整节段预制由于一系列的工作都改在预制厂完成，与室外作业的情况不同，钢筋绑扎到位、保护层厚度均匀、混凝土振捣密实、养护充分，使得综合管廊的成品质量得以最大限度的保证

[11]

。

图3 节段拼装式混凝土综合管廊

Fig. 3 Sectional precast concrete utility tunnel

目前常见的节段拼装式混凝土综合管廊通常会根据线路布置要求的不同分为单舱（图4）、双舱（图5）和上下组合型（图6）三种截面形式。

图4 单舱全预制拼装混凝土综合管廊

Fig. 4 Single-deck precast concrete utility tunnel

图5 双舱全预制拼装混凝土综合管廊

Fig. 5 Double-deck precast concrete utility tunnel

图6 上下组合式全预制拼装混凝土综合管廊

Fig. 6 Up and down assembled precast concrete utility

tunnel

目前，两舱管廊整体预制构件单件的重量基本都会超过30吨，高度、宽度等都会与2016年9月21日交通运输部关于治理超高、超重、超宽的新规定有冲突。因此，即使工厂能够预制，也不方便运输。另外，由于单件超过30吨，安装使用的垂直运输设备需要很大的吨位，造成施工成本大幅度的增加。大断面地下管廊主体，需拆分成若干个易于工厂预制的单片混凝土构件，再在施工现场将预制混凝土构件组装成地下管廊主体，因此叠合装配式混凝土管廊应运而生。

3.4 叠合装配式混凝土管廊

叠合装配技术大多用于地下多层多跨的综合管廊，将预制好的底板、侧墙及顶板结构叠合起来，并在连接部位浇筑混凝土及采取防水等措施以形成整体管廊（图

7）。叠合装配式混凝土管廊具有受力性能好、结构安全、工期成本较低等优点。

图7 叠合装配式混凝土管廊

Fig. 7 Composite precast concrete utility tunnel

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4 结语

建设科技

总第369期

[2] 杨超.我国综合管廊的发展现状研究[J]技术与市

场,2016.

国家要求2016年开工建设城市地下综合管廊2000公里以上，我国正在加大城市综合管廊在市政基础设施建设中的推广力度，积极推广绿色建筑与建材，大力发展装配式建筑，提高建筑工程标准和质量。开发更加适合地下管廊的拼装结构及防水工艺迫在眉睫，打造智慧城市，改善人居环境要求刻不容缓。随着创新、优质、绿色理念在相关研发上的不断推进，虽然目前的施工工艺仍以现浇为主，但预制拼装技术显然是未来综合管廊发展的方向。本文通过阐述城市地下综合管廊的国内外起源、发展、分类及特点，对现有地下管廊的结构进行总结分析，为相关从业人员提供地下综合管廊设计和施工的思路，助推新型智慧城市的建设。

[3] 钱七虎,陈晓强,国内外地下综合管线廊道发展的

现状、问题及对策[J].地下空间与工程学报,2007.

[4] 余常俊.地下综合管廊浅析[J].公路,2016.[5] 周健民.综合管廊变形缝接头的设计形式及适用

性分析[J].特种结构,2016.

[6] 石立国,张耀,李海龙.上下分体装配式预制管廊

施工技术[J].施工技术,2017.

[7] 刘琼,李向民.预制装配式混凝土结构研究与应用

现状[J].施工技术,2014.

[8] 薛伟辰,胡翔,王恒栋.上海世博园区预制预应力

综合管廊力学性能试验研究[J].特种结构,2009.

[9] 王俊,我国建筑工业化发展现状与思考[J].土木

工程学报,2016.

参考文献

[1] 桂小琴.地下综合管廊建设融资的激励机制设计[J].地下空间与工程学报,2011.

[10] 黄应昌,吕正芸编著.弹性密封胶与胶粘剂[M]

北京化学工业出版社,2003.

[11] 苏嫣钰.预制拼装技术在综合管廊中的应用[J].

四川水泥,2017.

（上接62页）

（1）不应采用黄铜/铝合金接头直接连接方式。铝合金接头延展性差不耐冻，冬季极易出现破裂；黄铜接头与铝管道接触存在电化学腐蚀问题，存在腐蚀漏水现象，售后维修难度大。

（2）接头处要注意防水防潮，避免进水，使用整体保温并外敷铝箔胶带。

（3）避免焊接铝钎填料包含任何锌，尽量采用自钎焊料降低补焊率。

（4）铝管道所在的太阳能集热回路必须是一个封闭的防止空气进入的循环系统，开口式杜绝使用铝管道。

（5）为提高集热器使用寿命，集热器内的介质（水或防冻液、多元醇等）应添加适量铝保护抑制剂。

（6）在焊接铜铝复合接头时，铜铝管接头之间保证0.1-0.15mm的间隙来填焊料隔绝铜铝直接接触。

（7）如果在铝管道上使用黄铜卡套接头，可在接头结构上采用硅胶材料硅胶替代胀圈来杜绝铜铝管道直接接触（图3）。

（8）如果采用喇叭口接头结构，建议采用不锈喇叭口钢接头，接头长度应大于25mm以降低电位腐蚀强度。

图3 铜铝复合接头（硅胶隔绝密封）

Fig.3 Copper-Aluminum composite joint (Silicone seal)

5 结语

科学地对待铝代铜导致的电位腐蚀问题并采取以上必要的防护措施，随着行业的发展、工艺的成熟，铝代铜技术定会在太阳能行业中的应用越来越广。

参考文献

[1]青岛钢研纳克检测防护技术有限公司 金属材料在

天然河水中的腐蚀电位研究 装备环境工程 2017（14）：

31-33.

[2]中国科学技术情报研究所重庆分所 铜铝焊接专集-原理、方法和设备概述[M]，科学技术文献出版社重庆分社，

1976:68-69.

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