市政工程建设中的综合管廊施工技术探究
摘要
关键词
市政地下综合管廊;结构工程;防水施工技术
正文
前言:伴随着我国经济的持续发展和城镇化的加速,市政地下管廊的建设也越来越引起人们的重视。地下综合管廊承担着电力、燃气、排水等市政管线集成的重要使命,它是市政管线中公共管道的重要组成部分,在市政经济建设与发展中发挥着举足轻重的作用,对防水施工技术的要求也更高。本文主要介绍市政地下综合管廊结构工程防水施工工艺。并作简单分析与说明。
1在市政工程建设中应用综合管廊施工技术的重要作用
1.1有利于完善城市的基础设施
从本质上来讲,综合管廊工程属于市政工程中的基础项目,合理的应用综合管廊施工技术能够进一步保证市政工程的建设质量,但是随着国民经济的迅速发展,对市政工程建设质量的要求也越来越高,市政工程中所应用的新技术也就越来越多。虽然可以给城市居民的生活提供极大便利,但也给城市发展带来了一定的压力,阻碍了城市的稳定可持续发展。但是通过合理、科学的应用综合管廊施工技术,能够充分地利用地下空间,对城市相关系统的运行起到了辅助作用,尤其是减少了城市的交通压力,建设综合管廊工程能够给城市居民带来更多的出行选择,提高了城市交通系统的运行效率,为城市的稳定、可持续性发展提供了强大的助力。
1.2有利于降低城市的建设成本
在传统的市政工程建设中,各种各样的管线大部分都是直接埋设在地下,这种施工方式就导致大量的土地资源被占用,不仅破坏了城市周围的生态环境,而且在后续对管线进行维护时也存在非常大的困难。但是在应用综合管廊施工技术时,会对管线的埋设方式进行科学的设计与规划,有利于降低施工成本,进而提高了经济效益。
1.3有利于促进城市的健康发展
随着城市化进程的推进,地下空间的利用变得越来越重要,综合管廊的敷设不仅可以解决各类管线的干扰问题,还可以为城市的其他设施(如路灯、燃气等)提供通道,提升了城市空间的利用效率。同时,综合管廊的应用还能够减少开挖、回填等对城市环境的破坏,降低施工噪音和尘土污染,改善了居民的生活环境。
2综合管廊施工技术的应用原则
首先,科学规划是综合管廊施工技术应用的第一步。在进行综合管廊施工之前,必须进行科学合理的规划,包括确定综合管廊的位置、尺寸、布置方式等。规划的科学性对于施工后的使用效果有着重要影响,因此必须充分考虑各种因素,包括地质、地下设施、环境等,以确保规划的可行性和实用性。
其次,安全保障是综合管廊施工技术应用的核心原则。综合管廊施工涉及到各类地下设施和管线,其中可能存在着一定的风险。因此,在施工过程中,必须严格遵守相关安全规范和标准,采取相应的防护措施,确保施工人员的安全。同时,还需注意与周围环境的协调,避免对周边建筑和设施造成损害。
再次,施工质量是综合管廊施工技术应用的重要原则。综合管廊工程的质量直接关系到后期的使用效果和运行维护的可靠性。因此,在施工过程中,必须严格按照相关规范和标准进行操作,保证施工质量。同时,还需要加强监督和检验,确保施工质量符合要求。
最后,环境保护是综合管廊施工技术应用的必要原则。在综合管廊施工过程中,可能会产生噪音、振动、污水等对环境造成的影响。为了减少这些不良影响,必须采取相应的环境保护措施,包括噪音隔离、振动衰减、污水处理等,以确保施工对周围环境的影响降到最低。
3市政地下综合管廊结构工程防水施工设计中存在的主要问题
3.1设计问题
首先是设计问题,工程设计是工程启动的第一个步骤,对工程的实施起到了很大的作用。然而,在目前的地下综合管廊的设计中,工作人员经常过分依靠自己的经验,只依靠自己的主观判断来控制混凝土的厚度,结果造成真实的数字参数,无法达到地下综合管廊的防水要求。另外,目前,有关部门在对该工程进行防水设计时,往往忽视其他对该工程影响。以此为指导,以地下综合管廊防水不完善为前提,极易加速地下综合管廊混凝土的结构碳化,进而侵蚀地下综合管廊结构中的钢筋,并伴随出地下综合管廊混凝土的裂缝,无法确保地下综合管廊结构使用的稳定、可靠,增加了地下综合管廊的渗水风险。另外,设计者自身的职业素养与技术水平,也是衡量的重要因素。由于,缺乏对地下水埋深的深入分析,使得该区域在雨季天气条件下,更易遭受暴雨侵袭,进而加重了该区域的渗漏风险。
3.2施工问题
在我国市政工程建设中,地下综合管廊以满足人们的基本需求为目标。在进行地下综合管廊的建设过程中,一定要对具体的要求、规范和流程进行规定,统筹考虑,从总体上来进行提升。当前的情况来看,有些施工单位在进行地下综合管廊的施工和建设时,其实际操作会与行业规范出现偏差。此外,对于在地下综合管廊建设中的施工技术、施工材料等也有很明确的规定,施工企业没有能够很好地控制好施工技术和施工材料,导致以次充好、偷工减料等问题的发生。工程建成后,不仅会对其总体使用功能,造成一定影响,还会使其存在较大的潜在安全风险。要想真正提升地下综合管廊的品质,确保其防水能力,施工企业必须清楚地认识到,地下综合管廊的施工需求,考虑到施工技术、施工材料等各方面因素,并在施工之前,就做好施工计划的规划,指导施工过程中的每个步骤和每个细节。
4综合管廊工程在市政工程建设中的施工技术
4.1明挖施工法
综合管廊工程明挖施工技术一般适用于建设场地开阔、施工过程中对周边环境影响较小的工况条件下。明挖技术是指在管廊建设地直接挖基坑,管廊的主体结构通过现场浇筑成型或者使用预制构件拼装。该技术施工效率高、施工难度低,对施工质量有保障,使用范围广。尤其是预制管廊构件可以达到施工标准化、生产规模化的效果,节省现场施工周期。但是由于管廊施工一般涉及工程量大,施工持续时间长,明挖施工期间会对周边居民日常出行和交通运输产生阻碍,并且需要在施工期间考虑临时防护,做好基坑内的防水、排水措施。
4.2暗挖施工法
暗挖施工法相比于明挖法占地面积小,对周边建筑以及居民的日常生活及出行产生的影响较小,因此更适合应用在建筑密度大、人口密集的区域。暗挖施工技术可用于距离地面距离较近的地下区域层,因此也适用于建设地点地质条件差、地形复杂区域。需要注意的是在施工期间要加强支护工作,利用辅助手段保障支护的牢固性,避免出现坍塌现象。
4.3盾构法
盾构法也是在综合管廊工程建设中较多使用的技术,盾构法使用了机械构筑隧道技术,主要是利用盾构机在土方开挖时同时起到支撑作用,在形成的隧道中实施管廊及管线作业。该方法机械化程度高,施工进度快,难度低小,但在施工期间要结合施工环境以及现场实际情况做好灌浆等辅助工作,增强管道的支撑力,避免后期出现沉降问题。
5案例分析
5.1工程概况
本项目是位于北京城区某综合管廊工程项目,全长约12km,综合管廊涉及电力、给水、污水、通信等多专业管道,管线布置形式多样。施工区域环境空旷,无需考虑施工过程对居民日常生活活动的影响,但管廊沿线水资源丰富,普遍存在淤泥层,稳定性较差。
5.2管廊入线分析
在原则上,综合管廊工程是综合考虑道路目前需求及未来规划,将所有需要敷设的市政管线统一设计在其中,但是在实际施工时往往要通过技术和经济分析,确定纳入管廊的管线以及排布方案,本项目最终确定的入廊管线有电力、给水、热力、燃气、通信。
5.3管廊施工技术
结合本项目远离繁华城市、施工对周边影响较小的施工环境特点,采用明挖法进行施工,最大开挖深度9m。相关的土层物理力学的参数如表1所示。
表1相关土层物理力学参数
层号 | 岩性 | 弹性模量(MPa) | 泊松比 | 粘聚(kPa) | 内摩擦角(°) |
1 | 淤泥质黏土 | 2.84 | 0.3 | 36.0 | 1.7 |
2 | 淤泥 | 1.69 | 0.3 | 11.0 | 6.2 |
3 | 粉质黏土 | 4.98 | 0.3 | 39 | 15.9 |
4 | 粉土 | 9.03 | 0.3 | 10.8 | 27.8 |
5 | 坑底加固土 | 9.03 | 0.3 | 35 | 34.6 |
在城市综合管廊工程施工中需要挖土深度较深时,由于深基坑支撑结构体系与基坑内土地会产生相互作用,会引发深基坑内土体产生相应变形,从而导致支护体系的稳定性减弱,产生变形,易发生安全事故。因此要特别注意深基坑的支护方案设计。如表2所示,给出了本项目所采取的基坑支护材料的物理力学参数。
表2支护构件材料物理力学参数
名称 | 材料 | 弹性模量(MPa) | 泊松比 | 重度(kN/m3) |
土钉 | HRB400钢 | 2×105 | 0.3 | 77.9 |
边坡支护 | C20喷射混凝土 | 2.15×104 | 0.25 | 24 |
垫层 | C15素混凝土 | 2.2×104 | 0.25 | 24 |
5.4监测结果分析
本项目采用明挖施工技术,且挖土深度深,综合管廊建成后要保证管廊使用的长久性与安全性,其中沉降问题是对管廊中管线以及上层道路使用者可能存在的最大风险。本项目对开挖期间的综合管廊工程进行沉降监测,主要监测内容有基坑围护结构顶部横纵向位移、侧向变形以及地表竖向位移,各测点间距均为20m。
图1和图2所示为同一监测点监测到的基坑围护结构顶部横纵向位移,从图中可以看到随着基坑的开挖,桩体顶部水平位移有小幅波动,在开挖20天后趋于平稳,最大值为19.2mm;竖向位移则是逐步增加,沉降量在15天降至25mm时趋于稳定。均小于预设报警值40mm。
a)围护结构监测点水平位移
b)围护结构监测点竖向位移
图1基坑围护结构顶部位移数据图(单位:mm)
图2所示为基坑开挖结束后基坑周边一侧不同距离点地表沉降数据曲线图,可以看出随着距离的增大,沉降量增大后逐步缩小并趋于平稳,沉降量最大处在距离基坑边约7m处,沉降量为13.9mm,在预设报警值25mm范围内。
图2基坑周边地表沉降数据图(单位:mm)
5.5章节小结
综合管廊工程的运用能够提高地下管线的承载力,实现地下空间集约高效利用,在市政工程建设中运用综合管廊工程能够改善城市的生活环境,最大化综合利用城市的使用功能。本文基于综合管廊工程的特点分析了综合管廊工程在市政工程建设中的技术应用,主要得出以下结论:
(1)综合管廊工程可以高效利用地下空间,降低城市建设成本,避免路面反复开挖造成的人力及物力资源浪费,且综合管廊的建设可以为市政管线提供多一层保护,为遭受自然灾害区域提供市政资源增加了保障。
(2)综合管廊工程在市政工程建设中的应用有明挖施工、暗挖施工、盾构法,在施工中要注意避免沉降问题。对综合管廊工程应用项目进行基坑围护结构顶部横纵向位移、侧向变形以及地表竖向位移监测可知,基坑开挖中,桩体顶部水平及纵向位移变动后均会趋于平稳,最大水平位移19.2mm,最大竖向位移25mm,均小于预警值40mm。基坑开挖结束后基坑周边约7m处沉降量最大,为13.9mm,小于预警值25mm。
结束语:
总之,对于市政工程来说,地下综合管廊竣工后才被检测出来,修复起来就变得很困难。为此,必须加强对该工程的质量控制,以确保其安全可靠。具体的施工和建设过程中,施工人员应该全面地分析地下综合管廊的具体状况和具体需要,对其进行科学的选用,并采用相应的防水技术,提升其防水能力,保证其能够更好地发挥其作用和效益。
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