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摘要：本文结合大西安（咸阳）文体功能区纬四路综合管廊工程施工的全过程，对城市地下综合管廊明挖现浇法施工工艺、施工方法、主要施工材料及设备以及施工中需要注意的问题等进行总结，为类似工程施工提供经验。
关键词：综合管廊；明挖法；现浇混凝土；铝合金模板；施工工艺
1、概述
城市地下综合管廊（又名共同沟、共同管道、综合管沟），是指在城市道路的地下空间建造一个集约化隧道，将电力、通信、供排水、热力、燃气等多种市政管线集中在一体，实现“统一规划、统一建设、统一管理”。综合管廊设有专有的检修口、吊装口和监测、控制系统。综合管廊是合理利用地下空间资源，解决地下各类管网设施能力不足、各自为政和开膛破肚、重复建设，促进地下空间综合利用和资源共享的有效途径。
城市地下综合管廊工程施工方法主要有明挖现浇法、矿山法、盾构法和顶管法。综合管廊明挖法施工主要分现浇法与预制装配法两种方式。目前国内城市地下综合管廊施工多以明挖现浇法为主，因为该施工工法成本较低，虽然其对建设场地周边环境要求较大，但在新城区、开发区等的建设初期采用此工法则障碍较小，具有明显的技术经济优势。本文以大西安（咸阳）文体功能区纬四路综合管廊工程为案例，对城市地下综合管廊明挖现浇法施工技术进行浅析。
2、综合管廊明挖现浇法概述
综合管廊明挖现浇法，是指从地表开挖基坑（或堑壕），在基坑（或堑壕）内进行管廊地基处理及管廊主体及防水施工，后采用土石材料进行回填的施工方法。只要综合管廊施工区域地形、地质条件适宜，地面建筑物条件许可，均可采用明挖现浇法施工。与非明挖法施工相比，明挖法施工方法简单，技术成熟，利于分段开展施工作业面同时作业，施工速度快，施工质量能够有效保证等优点。明挖现浇法主要缺点是施工受外界气象条件影响较大；施工过程中对城市地面交通和市民正常生活影响较大；易造成噪声、粉尘及废气废渣污染；需要拆除（迁改）工程影响范围内的建筑物和地下管线；在饱和软土地层中，深基坑开挖引起的地面沉降较难控制，基坑边坡土体的稳定安全风险较大。
综合管廊明挖现浇法施工基本工序：施工准备→平整场地→测量放样→基坑开挖及支护→地基处理→垫层施工→底板防水施工→管廊主体钢筋混凝土施工→管廊防水施工→基坑回填。
3、工程概况
图1：纬四路综合管廊横断面图
大西安（咸阳）文化体育功能区纬四路综合管廊，起讫点桩号为：K0+040～K2+320，全长2280m，将道路范围内规划的电力、弱电、给水、中水、热力5类管线纳入综合管廊内敷设。设计为双舱式（一个电力通信舱，一个综合舱）断面，断面尺寸为宽×高（2.8+2.5）×3.0m，布置在道路中央绿化带下方。每隔150～200m设一个防火分区，共设12个防火分区，每个防火分区均涉及有机械通风设备、集水坑、消防设备、控制系统、监控系统、报警系统及照明系统。综合管廊设计使用年限为100年，安全等级为一级、防水等级为二级，监控保护等级二级，综合管廊内环境温度＜40℃。管廊主体为钢筋混凝土结构，采用现浇施工，结构混凝土等级为C40抗渗防水混凝土，抗渗等级为P6。
4、综合管廊基坑施工
4.1基坑开挖
基坑开挖方式主要包括机械开挖和人工开挖。机械开挖适用于施工场地较大，地下管线及障碍物干扰小，大断面、大方量的开挖填筑作业场所。机械开挖宜遵循分段（块）分层原则放坡依次开挖，分层厚度一般在2-3m，开挖边坡应不陡于规定坡度。机械开挖前应向机械工班详细交底，交底内容主要包括基坑开挖断面尺寸（宽度、深度、边坡坡度）、土料运输路线、堆土位置、架空管线高度、地下管线埋深、地下构筑物位置及施工要求。施工前须会同机械操作人员制定安全生产措施后方可进行施工。人工开挖主要适用于管径小、土方量少或施工现场狭窄，地下障碍物多，不易采用机械开挖或深槽作业的场所。
图3：综合管廊基坑土方开挖
（1）基坑开挖采用挖掘机开挖，机械站立在基槽两米外以减轻土侧压力，所有开挖的土方外运至弃土场，做到随挖随外运，禁止堆放基槽两侧。
（2）基坑开挖过程中对开挖边坡进行校核，保证基坑开挖过程中不超挖也不欠挖，以防止开挖放坡过缓形成浪费或者开挖放坡过陡造成边坡坍塌。
（3）基坑开挖至距基底50cm应立即停止开挖，改为用人工进行清理，禁止出现超挖现象，保证基底以下土体稳定。
（4）基坑内积水要求及时排除，每隔30m设置一个集水坑，以保证土体稳定性。
（5）在基坑两侧安装安全爬梯和搭建紧急逃生通道，供施工人员上下基坑；人工开挖时要求观测员全程观测，基坑两边各安排一个安全员进行来回巡查，确保基坑内作业人员安全。
4.2地基处理
明挖现浇结构物其荷载作用于地基土上，导致地基土产生附加应力，附加应力引起地基土沉降，沉降量取决于土的孔隙率和附加压力的大小。当沉降量在允许范围时，构筑物才能稳定安全，否则结构物稳定性会遭到破坏。地基在构筑物荷载作用下，不会因地基土产生的剪应力超过土的抗剪强度而导致地基和构筑物破坏的承载力称为地基容许承载力。地基应同时满足容许沉降量和容许承载力的要求，如不满足时，则采取相应措施对地基土加固处理，改善特殊土的不良地质特性（如消除或减少土的湿陷性）。地基处理常用的方法有换土法、夯挤密法、挤密桩法等。
根据本工程地质勘察报告，本工程综合管廊地基土自重湿陷量△zs=251.8～348.3mm，总湿陷量△s=459.0～480.0mm，依据规范计算判定为自重Ⅱ级（中等）湿陷性黄土场地，湿陷深度15.8～17.3m。根据本工程综合管廊设计图纸，地基处理结构为：12m长素土挤密桩（桩径400mm，桩距900mm，等边三角形布置），处理后的地基承载力特征值不小于180kPa，挤密地基完成后在基底下设置100cm厚三七灰土垫层。素土挤密桩采用柴油锤成孔，采用小型装载机铲土回填，采用同孔径夯锤夯实。素土挤密桩施工完成后挖除桩顶500mm虚桩并采用三七灰土换填至设计地基顶高程。三七灰土垫层分四层施工，每层摊铺厚度25cm，灰土采用宝马路拌机拌合，采用人工配合20t振动压路机压实，压实度不小于97%。
图4：素土挤密桩地基处理
5、综合管廊主体结构施工
本工程综合管廊主体结构为现浇钢筋混凝土双舱箱涵结构，标准段节段长30m，节段间设置变形缝，标准段结构顶板、底板、侧墙及中墙板厚350mm。每节段管廊主体分两次浇筑，第一次先浇筑底板及底板倒角以上50cm，第二次浇筑墙身及顶板一起浇筑，第一次和第二次浇筑侧墙施工缝采用钢板止水带连接。
图5：综合管廊主体施工分缝示意图
5.1钢筋加工安装
根据设计图计算出每根钢筋的型号、下料尺寸；根据下料尺寸在钢筋场进行加工，编号后分类堆放，采用平板车运输至施工现场进行安装。
综合管廊主体钢筋安装顺序为：绑扎底板及侧墙钢筋—支模、浇筑底板及导墙—支立墙身内外模及顶板底模—绑扎顶板钢筋。安装前需要在垫层上根据设计点位放样出结构边线，然后利用墨线在垫层上参考设计间距和位置划定参考线，接着根据从下层至上层进行钢筋的安装和焊接施工，所有绑扎扎丝要统一扳向内侧。为保证钢筋安装精度，采用挂线施工，做到内侧钢筋及外侧钢筋均在一条直线上。钢筋安装遇到孔洞时，应尽量绕过，不得截断，若必须截断时，应与孔洞口加固筋焊接锚固。钢筋安装过程中要做好水电及过街管预埋件安装，安装位置须准确无误，确保平面位置及高程的准确性、稳定性，使其不易产生位移。钢筋保护层对于地下工程至关重要，这也是影响结构耐久性的重点，因此全部采用混凝土高强垫块，梅花形布置，每平方米不少于4个，在浇筑混凝土前安放、检查好。
图6：综合管廊钢筋制作安装
5.2模板加工安装
模板工程是保证混凝土结构尺寸及外观质量、加快工程施工进度的关键环节之一，因此，结合工程特点、规模，选择一套适宜的模板及支撑体系对综合管廊工程施工是至关重要的。模板及其支撑体系必须具有一定的强度、刚度和稳定性，能可靠承受新浇筑混凝土的自重，侧压力及施工过程中所产生的荷载。
经过多方案的比选，本工程综合管廊采用定型铝合金模板。铝合金模板体系是利用铝合金自重轻的特点，通过设计，以高强度的铝合金型材为背楞与铝板组成定型的铝合金模板，模板与模板通过特制的销钉固定，立杆采用直径48mm的普通钢管，钢管与板模固定处设置早拆头，可以实现顶板模板的早拆。因模板的梁板模板与墙柱模板组成了一个具备一定刚度的整体，因此该模板体系在支撑体系方面可以无需设置水平支撑杆，可以大大的减少支撑的数量。因该体系定型、刚度高，在混凝土浇筑的过程中基本上不会有变形，浇筑完后混凝土构件成型好，尺寸精确，表观成型质量好，完全能达到清水混凝土的效果。铝合金模板体系的其优点：
（1）施工周期短。铝合金模板系统为快拆模系统，一套模板正常施工可达到4～5天完成一个节段循环，比一般钢木模板施工快2～3倍，极大的加快施工进度、节省工期、节约管理成本。
（2）支撑系统方便。传统施工方法中楼板、平台等模板施工普遍采用满堂支架，费工费料。而铝模板支模现场的支撑杆相对少（采用独立支撑间距1200mm一支），操作空间大，人员通行、材料搬运畅通，现场易管理。
（3）重复使用次数多，平均使用成本低：铝合金模板系统采用整体挤压形成的铝合金型材做原材，一套模板规范施工可周转使用300次左右，平均使用成本低。
图7：纬四路综合管廊铝模体系断面图
（4）施工方便、效率高：铝合金模板系统组装简单、方便，平均重量30kg/m2，完全由人工拼装，不需要任何机械设备的协助（工人施工通常只需要一把扳手或小铁锤，方便快捷）；
（5）稳定性好、承载力高：铝合金模板系统全部部位都采用铝合金板组装而成，系统拼装完成后，形成一个整体框架，稳定性好，承载力可达60KN/㎡。
（6）拆模后混凝土表面效果：铝合金模板拆模后，混凝土表面质量平整光洁，基本上可达到饰面及清水混凝土的要求。
5.2.1模板设计
铝模全部采用定型设计，工厂生产制作。为方便设计、安装以及现场组织施工，将铝合金模板划分为顶板模板和侧墙模板分别进行设计。
（1）顶板模板设计
管廊顶板模板标准尺寸400mm×1000mm，局部按实际结构尺寸配置。顶模铝型材高65mm，铝板材4mm厚。顶模横向间隔≤800mm设置一道150mm宽铝梁龙骨，铝梁龙骨纵向间隔≤1150mm设置快拆支撑头150mm*200mm。管廊顶板铝模设计平面布置如下图8所示：
图9：铝模体系顶板龙骨（横梁）装拆示意图
（2）墙模板设计
图10：综合管廊铝模体系施工现场
本工程综合管廊墙体模板标准尺寸400×2150mm（内墙板）及400×2850mm（外墙板）。内墙如有超出标准板高度的部分，制作接高板（横向布置）与标准板上下相接。墙模板型材高65mm，铝板材4mm厚。导墙在完成一层浇灰后，导墙不拆除，在导墙两侧表面需要有支撑外墙模板的构件。墙模板处需设置对拉螺杆，其横向设置间距≤800mm、纵向设置间距≤800mm。对拉螺杆起到固定模板和控制墙厚的作用。对拉螺杆采用三段式止水螺杆，中间段300mm长止水螺杆不拆除，两端螺杆用塑料锥形螺母与中间段止水螺杆连接，两端螺杆分别长275mm（满牙）。墙模板背面设置有背楞，材料采用40x60方管。背楞设置纵向间距≤800mm。本工程墙体共设置4道背楞。穿墙螺栓孔间距为：从导墙200mm起，间距依次为650mm、700mm、570mm。
5.2.5模板安装及加固
本工程铝合金模板及其支撑材料的水平流水段转用采用人工运输。其主要施工顺序如下：结构找平，刷模板隔离剂，模板放线、安装、定位、校直，混凝土浇筑完成后等待强度达到拆模强度时拆除墙板、顶板模板，人工搬运到下一个流水节段。
（1）底板及导墙模板安装及加固
侧墙导墙内外模板上口采用对拉防水螺杆进行加固调直，侧导墙内模下口校正后，在底板钢筋上点焊一个“F型”支架钢筋卡住模板下边缘，保证模板下口在浇筑混凝土时不移位。中墙吊模上口使用对拉螺栓进行加固调直，吊模下口校正后，在底板钢筋上点焊一个”十字型”支架钢筋卡住模板，保证模板下口在浇筑混凝土时不移位（见图11）。
图11：底板及导墙模板安装
（2）侧墙、中墙模板安装
铝合金模板安装前应保证设计的预埋件、预留洞口已留置好，侧墙钢筋绑扎安装完毕并已验收合格。底板及导墙完成浇筑后模板暂不拆除，在导墙两侧作为侧墙、中墙内外模板的支撑构件。因此，每套管廊铝合金模板体系至少需配置两套底板及导墙模板。安装侧墙模板前，须将导墙模板顶边缘混凝土废渣及遗留水泥浆清除干净，以保证墙模与导墙模严密结合。
（3）顶板模板安装
按模板布置图组装板模，每排第一块模板与墙顶边模和龙骨连接。第二块模板需与第一块板模相连，（两套销子连接）。第二块模板不与横梁相连是为了放置同一排的第三块模板时有足够的调整范围，第三块模板和第二块模板联接上后，第二块模板固定在龙骨上。用同样的方法安装剩余模板。安装顶模板的同时将竖向支撑调正支撑到位。
图13：端头伸缩缝模板安装
（5）模板安装的技术要求
a、操作人员在作业前必须充分熟悉图纸，了解设计意图，严格按施工规范、操作规程进行作业，并掌握基础和结构的轴线、标高、各部位尺寸和技术要求等，根据工程结构特点和施工条件，尚应熟悉模板工程的施工方案及模板配制图等。
b、模板安装前应仔细检查各类模板配置是否完好、齐备、是否已刷脱模剂。
c、模板安装前应根据图纸仔细检查作业部位的位置尺寸、规格、标高和上道工序质量以及钢筋放置是否正确。
d、模板安装完毕后，应进行全面检查模板的各种尺寸数据是否符合图纸要求以及模板的支撑情况是否牢固，不松动，符合质量要求，以保证在砼浇筑过程中，模板有足够的刚度和稳定性。
e、安装模板中应采取有效措施，防止出现模板使用中常发生的位移、跑模、模板间隙大等质量通病。
f、模板安装时还将注意选用合理的隔离剂，隔离剂的选用应考虑脱模容易，不污染构件表面，对砼及钢筋无损害。
5.2.6铝合金模板拆除
模板的拆除顺序遵循“先支后拆，后支先拆”，先拆除非承重模板、后拆除承重模板的原则。为保证混凝土质量，混凝土浇筑施工时需增加3组同条件养护试块，拆除顶板底模前需先进行试块试压检测（或现场进行回弹仪检测），强度满足要求后报监理工程师批准方可进行拆除。
（1）侧墙、中墙模板拆除
侧墙、中墙模板拆除要根据相关规范要求及现场具体情况，以混凝土不粘模为准确定拆模时间（过早拆模会造成混凝土粘模）；墙模板应从节段端头开始拆除，拆除之前需先拆除所有固定在混凝土板上的垫木、横撑、背楞、模板上的销子和楔子等，在外部和中空区域拆除销子和楔子时要特别注意下部人员安全。外墙脚手架必须稳定，确保铝模板操作工人安装安全。
（2）顶板底模拆除
拆除顶板底模时，每次每块模板都需先人工拖住模板，再拆除销钉，模板应小心轻放，严禁直接将模板坠落到底板面。顶模拆除时间须混凝土强度达到设计强度50%以上，且不能少于36个小时。拆除工作从拆除板梁开始，拆除180mm销子和其所在的板梁上的梁模连接杆，紧跟着拆除板梁与相邻顶板的销子和楔子，然后可以拆除梁底板。每一单元的第一块模板被搁在墙顶边模支撑口上时，要先拆除邻近模板，然后从需要拆除的模板上拆除销子和楔子，利用拔模工具把相邻模板分离开来。在没有板梁而模板是从一墙跨到另一墙的地方，要先拆除有支撑唇边的墙顶边模。拆除下来的模板应立即进行清洁工作，并按安装顺序摆放好。拆除顶板底模时，严禁碰动支撑系统的杆件，严禁拆除支撑杆件后再回顶。
5.3混凝土浇筑
本工程综合管廊主体结构混凝土强度等级为C40防水混凝土，抗渗等级P6，混凝土中最大氯离子含量应小于0.1%，最大碱含量应小于3.0kg/m3。混凝土采用商品混凝土，通过运输车运送到工地，采用汽车泵送浇注。为保证混凝土质量，首先要对混凝土配合比进行优化，控制好用水量、水灰比、砂率、水泥用量及粉煤灰用量，使混凝土的入模温度、抗渗指标和耐蚀系数达到要求。混凝土配合比必须经试验确定，抗渗等级应比设计要求提高0.2MP，水灰比不大于0.5，砂率控制在35%-40%之间，混凝土水泥用量宜控制在280-300kg/m3之间。
管廊混凝土浇筑由一侧向另一侧斜面分层法施工，浇筑步距为3m，塌落度控制在（14±2）cm，入模温度宜控制在5-30℃。混凝土振捣采用插入式振捣器。因管廊工程防水要求严格，尤其是结构自防水尤其重要，因此混凝土振捣工必须是有经验的专职振捣人员，以保证不漏振和过振。振捣与浇筑应同时同方向进行。振捣应遵循“快插慢拔”的原则，“快插”是为了防止先将表面混凝土振实与下层混凝土发生分层、离析现象；“慢拨”是为了使混凝土填满振动棒抽出时间所造成的空洞。振捣棒插点采用“行列式”或“交错式”，移动间距不应大于振动半径1.5倍，且不能碰触钢筋和预埋件。
混凝土浇筑完成后均做拉线找平，用刮杠刮平，先用手扶式自动抹光机抹平，在表面终凝前再用铁抹子进行二次抹压，以消除混凝土表面塑性收缩裂缝。混凝土浇筑完成后12h内开始养护，混凝土表面采用棉布覆盖洒水养护，洒水次数和洒水量以保持混凝土表面保持湿润状态为准。养护天数不少于14天，冬季混凝土施工需采取保温养护措施。
图14：管廊混凝土浇筑及养护
5.4综合管廊防水施工
本工程综合管廊各部位防水构造如下图15：
图15：综合管廊各部位防水构造图
5.4.1施工流程
管廊底板：基层清理→定位、弹线→节点加强处理→长、短边搭接粘结双面自粘防水卷材→卷材收头、密封→组织验收→保护层施工；
管廊侧墙、顶板：基层清理、湿润→定位、弹线→刷专用基层处理剂→节点加强处理→铺设自粘防水卷材→滚压卷材、排气压实→长、短边搭接粘结→组织验收→保护层施工
5.4.2施工方法
图16：综合管廊防水施工
（1）基层清理、湿润：用扫帚、铁铲等工具将基层表面的灰尘、杂物清理干净，干燥的基面需预先洒水润湿，但不得残留积水。
（2）涂刷基层处理剂：使用配套基层处理剂，均匀涂刷在基层砼上。
（3）节点加强处理：在节点部位（如：阴阳角、施工缝、后浇带、变形缝、穿墙管道）须做附加层。
（4）侧墙、顶板铺贴防水卷材：揭除防水卷材下表面隔离膜，将防水卷材铺贴在已涂刷处理剂的基层上，卷材采用自粘搭接的方式，长边搭接宽度不小于80mm，短边搭接宽度不小于150mm。
（5）滚压卷材、排气压实：用木抹子或橡胶板拍打卷材表面，排出卷材下表面的空气，使卷材与粘结剂紧密贴合。
（6）长、短边搭接粘结：采用自粘搭接方式，用手持小压辊对搭接部位进行碾压，排出空气，使之粘贴牢固。
5.4.3施工注意事项
（1）基面一定要坚实、平整、清洁、干燥，无疏松麻面、无浮杂污物；阴阳角做成顺直的圆弧形。
（2）施工防水层之前，须将穿墙或穿板管道及预埋件等安装固定好，以避免在防水层施工好后因打洞凿孔而破坏防水层、留下渗漏隐患。
（3）涂刷基层处理剂时要用力薄涂，厚薄均匀，不漏底，不堆积。基层处理剂干燥后要及时铺贴卷材，否则落上过多灰尘则需重新涂刷。
（4）防水卷材铺贴时，在卷材收口处应临时密封（可用胶带或加厚水泥砂浆密封），以防止立墙收头处水份过快散失。
（5）同层相邻两幅卷材的短边接缝及上下两层卷材之间的所有搭接缝应相互错开1/3～1/2幅宽，以免多层接头重叠而使得卷材粘贴不平服。
（6）粘贴大面卷材时，不要将卷材背面搭接部位的透明隔离膜过早揭掉，以免影响后期粘接。
（7）防水层施工完毕后应尽快组织验收，及时隐蔽，不宜长时间暴晒。
6、基坑回填
本工程综合管廊采用6%灰土回填，回填时应自下而上分层填筑，自管廊底起1米范围内填筑厚度为200mm一层，用打夯机或其他小型器具夯实，压实度不小于97%。1米范围外应将综合管廊基坑进行适当扩宽，以保证20T振动压路机能进行碾压。此时分层填筑厚度不得大于300mm。填筑层与管廊开挖放坡接触面应开挖90°土质台阶，台阶宽度不小于1m，以便回填层与原路基更好的搭接。分段施工时交接处要填成阶梯形，上下错缝距离不小于1m。回填时应两侧对称同时回填，其标高应基本相等且同处在一个水平面上，回填顺序应按基底排水方向由低至高分层进行。回填施工还应注意以下方面：
（1）回填前须先把回填范围内杂物、垃圾等清理干净，排除所有积水。
（2）检验回填土种类、粒径，有无杂物，土料含水量是否在控制范围内。提前选好含水量符合要求的土质，含水率要接近最佳含水率。摊铺碾压之前应测定土料实际含水率，过干应洒水湿润，过湿应予以晾晒，控制其含水率在最佳含水率±2%范围内。同时加强取土场土质含水量检测，以确保回填施工不受土料干湿影响。
（3）在压实过程中应随时检查有无软弹、起皮、推挤、波浪及裂纹等现象，如发现上述情况，应及时采取处治措施。
（4）回填过程中要注意保护管廊主体结构、防水层、预埋件等不受机械碰损破坏。
7、结语
当前国内综合管廊施工多以明挖现浇法施工为主。本文以大西安（咸阳）纬四路综合管廊工程为案例，阐述了地下综合管廊明挖现浇法施工的工艺和施工方法，对今后类似工程施工有一定的参考作用。同时在施工过程中也通过思考和尝试总结了以下施工经验作为参考：
（1）综合管廊属线性工程，可以选择采用自行模板台车施工，能够极大的提高施工效率，节约人工和周转材料消耗，且能保证施工质量和安全。但模板台车造价较高，适合于长段连续工作面施工。受制于城市道路纵横交错，地下管线及建筑物错综复杂，征地拆迁工作滞后等影响，往往不能形成连续工作面，若贸然采用模板台车施工势必会造成反复拆装转场，极大的增加成本。因此，针对城市不连续施工工作面的情况，采用普通拼装木模板或铝合金模板则显得较适宜，施工时可以根据现场情况多开工作面，对抢工期有利。
（2）管廊施工场地狭小，受交通导改、管线拆迁影响大，工期紧。管廊基坑开挖支护、土方外运、主体施工、基坑回填等需要流水作业，施工通道和场地要提前进行详细的规划。