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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13911666229QQ号：78717715youxinhua@qq.com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CONTENTS1、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长效性环保性城市综合管廊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８０个城市已经修建了总长度超过２０５７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20052/2200610月20122/620139/620143/320146/3201411/1620154/1020155/2620158/3201511/2620164/21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预制装配的分类方法内容特点及适用范围主体结构预制明挖预制装配法先施工明挖基坑，然后主体结构采用预制装配方式（又可分为半预制、预制节段拼装、分块预制拼装、单舱组合多舱、叠合等）主体结构可以采取盾构管片式的环状预制拼装；也可以采取房建的预制装配剪力墙式结构。施工简单、快捷，质量容易保证，但一般需要提供一个无内支撑的明挖基坑条件，成本没有明显优势。暗挖预制装配法暗挖条件下，对二衬结构或者临时支撑结构采取预制装配施工目前比较成熟的就是盾构法施工，但其尺寸较小且断面单一，主要用于区间隧道；小断面过街隧道可以采取暗挖预制顶推的方式；也可以对于大断面隧道施工中的临时仰拱或临时中隔壁，初支钢拱架或二衬预制拼装，但面临着地下运输难题盖挖预制装配法在盖挖条件下，预制地连墙作为围护结构和内衬墙（两墙合一），结构顶板（盖板）或中板可以采取现浇或预制的方式。可以快速施工盖板、恢复交通，适合在繁华的城区进行施工；采取两墙合一技术可大大降低成本；难点在于结构防水。二次（附属）结构预制顶管或盾构管廊中的中隔墙；污水舱中的导流槽简单易行，施工方便，绿色环保。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〕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柔性接口刚性接口无约束锁紧装置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）分类预埋管螺栓搭接支架螺栓搭接支架预埋件()()预埋件搭接板螺栓搭接板螺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《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序号管廊名称管廊起点管廊终点建设长度（m）断面类型调整后管廊断面（m）调整后舱型原入廊管线的种类调整增加入廊管线种类建议预制1建设大道辅路（滨江新区）天马大道建设大道1161干线此次不调整四舱给水、污水、雨水、电力、通信、广播电视、燃气、热力、中水、直饮水、真空垃圾无2建设大道（滨江新区）大运路建设大道延长线4160干线(1.8+3.9+3.0)*3.2三舱给水、电力、通信、广播电视、热力、中水、直饮水、真空垃圾污水，燃气除节点外，标准段可采用，长度约1206m3天马大道（滨江新区）建设大道