柴寅博，王偉

（中交隧道工程局有限公司華北分公司，北京 100024）

1 工程概況

為進一步貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，加強綠色市政的建設(shè)和管理，推動建設(shè)領(lǐng)域“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”社會建設(shè)，結(jié)合實際情況，污水管廊成為綠色市政綜合管廊的特色。

本項目雪松路、櫻花路綜合管廊污水艙獨立成艙，其中，雪松路污水管廊1 555.4m，櫻花路污水管廊長1 760.3m。雪松路、櫻花路污水管廊斷面均為2.5m（凈寬）×2.4m（凈高），收容DN600～DN800 污水管道。

2 污水管廊管道支墩工藝

項目污水管廊管道支墩原設(shè)計為混凝土支墩，項目擬計劃采用鋼支墩形式，現(xiàn)將2 種支墩工藝形式進行對比，具體情況如下。

2.1 混凝土支墩

污水管廊內(nèi)污水管道材質(zhì)為玻璃鋼夾砂管（每節(jié)長6m），采用C35 混凝土支墩進行支撐，每節(jié)管道設(shè)置3 個混凝土支墩，支墩離管道承口距離為400～1 000mm，管道采用扁鋼（100mm×5mm）管卡與支撐扯襯（100mm×5mm）墊配合固定（注：參見湖南省建筑設(shè)計院，長沙市規(guī)劃設(shè)計院著：《梅溪湖國際新城（二期）地下綜合管廊施工圖設(shè)計》），污水管廊混凝土支墩剖面如圖1 所示。

圖1 污水管廊混凝土支墩剖面圖

施工混凝土支墩時，必須對支墩范圍內(nèi)管廊底板混凝土進行表面處理：將表面鑿毛，要求打成麻坑或溝槽，然后清除表面的浮塊、碎渣、粉末，并用壓力水沖洗干凈，如表面凹處有積水，應(yīng)用抹布吸去，再用丙酮擦凈。

支墩底部采用化學(xué)植筋與管廊底板固定。植筋應(yīng)按中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 145—2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》進行，且應(yīng)選具有國家權(quán)威機構(gòu)認(rèn)定的具有相應(yīng)資質(zhì)的單位施工。植筋時采用膠的等級為A 級，在滿足正常施工條件下，嚴(yán)禁破壞原有結(jié)構(gòu)；對于混凝土保護層受損處，應(yīng)采用C35 的細石混凝土補好完整。植筋應(yīng)現(xiàn)場根據(jù)JGJ 145—2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》進行質(zhì)量的檢測與驗收，植筋施工時不得破壞原已施工的主體結(jié)構(gòu)。

2.2 鋼支墩

經(jīng)項目不斷優(yōu)化，污水管廊管道支墩擬采用鋼支墩形式。鋼支墩采用10#槽鋼與500mm×250mm×10mm 鋼板組合，每節(jié)污水管道（材料為玻璃鋼夾砂管，每節(jié)6m）設(shè)置3 個鋼支墩，支墩離管道承口距離為 400 ～1 000mm，管道采用扁鋼（250mm×8mm）管卡與支撐扯襯（250mm×8mm）墊配合固定【1】。鋼支墩底部無需進行表面處理，直接采用M14 膨脹螺栓（螺栓材質(zhì)為Q235B，雙螺母）與管廊底板固定即可，污水管廊鋼支墩剖面如圖2 所示。

圖2 污水管廊鋼支墩剖面圖

3 污水管廊管道混凝土支墩與鋼支墩技術(shù)對比分析

3.1 混凝土支墩特點

1）混凝土質(zhì)量難控制：每個污水管廊混凝土支墩的體積較小，平均體積約為0.25m3。商品混凝土按10m3/車計算，每車可澆筑混凝土支墩40 個，且各投料口的間距約200m，混凝土在污水管廊內(nèi)的水平運距較長，在施工過程中存在混凝土澆筑時間長、實際操作難度大等問題，不利于混凝土支墩的質(zhì)量控制。

2）底板表面處理影響結(jié)構(gòu)：混凝土支墩按設(shè)計要求應(yīng)錨固于管廊底板，植筋較多，且需先將已施工找平層破除，支墩施工完成后再修補處理，對管廊結(jié)構(gòu)有一定影響。

3）底板植筋專業(yè)性較強：支墩底板植筋按設(shè)計要求應(yīng)選具有國家權(quán)威機構(gòu)認(rèn)定的具有相應(yīng)資質(zhì)的單位施工，需要重新進行招標(biāo)，將嚴(yán)重影響工期。

4）靈活性差：混凝土支墩遇特殊節(jié)點位置，不可適當(dāng)調(diào)整支墩平面位置和結(jié)構(gòu)形式，難以控制污水管內(nèi)底標(biāo)高按設(shè)計標(biāo)高安裝。

3.2 鋼支墩特點

1）結(jié)構(gòu)簡單：鋼支墩采用10#槽鋼與500mm×250mm×10mm 鋼板組合，簡單輕便，方便運輸，可在工廠加工，直接到現(xiàn)場進行安裝。

2）無需底板表面處理：鋼支墩底部采用M14 膨脹螺栓與管廊底板固定，無需對底板進行鑿毛處理。

3）靈活性高：鋼支墩遇特殊節(jié)點位置，可方便調(diào)整支墩平面位置和結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確控制污水管內(nèi)底標(biāo)高按設(shè)計標(biāo)高安裝。

4）整體形象好：采用鋼支墩有利于提高管廊內(nèi)部的整體形象及美觀。

3.3 2 種支墩工藝對比

對上述污水管道混凝土支墩與鋼支墩的工藝形式、結(jié)構(gòu)特點等進行總結(jié)分析，如表1 所示。

這2 種管道支墩形式從施工工藝、材料、現(xiàn)場效果、施工效率等方面進行對比，鋼支墩都有著顯著的優(yōu)勢。

3.4 鋼支墩穩(wěn)定性分析

對污水管廊管道鋼支墩進行受力驗算，以分析支墩的穩(wěn)定性。

表1 2 種支墩工藝對比表

3.4.1 受力驗算說明

污水管廊內(nèi)支墩間距為3m，管道內(nèi)徑為DN500mm、DN600mm、DN800mm。管材為玻璃鋼夾砂管，管材厚度DN800mm 按重力流SN5 000Pa 厚度取13.6mm，本次驗算按最大尺寸【2】。

3.4.2 驗算式

管道內(nèi)控面積：A1=3.14×0.42=0.502m2

m水=ρA1L=1×0.502×3=1 506kg=14.76kN

m管=66.7×3=200.1m3=1.96kN

豎向力：F豎=m水+m管=14.76+1.96=16.72kN

水流及坡度水平力按豎向力50%計算：

膨脹螺栓采用M14×140，

F拔=2 650×9.8=25 970N=25.97kN

安全系數(shù)：Fs=F拔/F拉=1.87

式中，A1為管道內(nèi)控面積，m2；m水為每 3m 管中水體重力，kN；m管為每 3m 管體重力，kN；F豎為豎向力，kN；F平為水平力，kN；h 為鋼支墩高度，m；F拉為拉力，kN；F拔為抗拔力，kN；S 為膨脹螺栓截面面積，m2；M 為水平彎矩，kN·m；Fs為安全系數(shù)；ρ為水的密度；L 為每節(jié)管長，取值3m。

3.4.3 鋼支墩理論質(zhì)量

鋼支墩理論質(zhì)量表如表2 所示。

表2 鋼支墩理論質(zhì)量表

經(jīng)過上述受力驗算分析得知，污水管廊管道鋼支墩穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求。

4 污水管廊管道鋼支墩適用性總結(jié)

經(jīng)過污水管道混凝土支墩與鋼支墩從施工工藝、材料特點、現(xiàn)場效果、施工效率、經(jīng)濟效益等方面進行對比分析后認(rèn)為，鋼支墩具有顯著的優(yōu)勢，而且鋼支墩穩(wěn)定性均滿足設(shè)計。本項目污水管道采用鋼支墩代替混凝土支墩，不僅節(jié)省造價、節(jié)約工期，還能與管廊更好地融為一體，有利于提高管廊內(nèi)部的整體形象及美觀。

5 結(jié)語

通過此次污水管廊內(nèi)部污水管道支墩優(yōu)化為鋼支墩，很大程度上解決了管廊內(nèi)管道支墩施工的難題，為管廊能夠如期、安全運營奠定了基礎(chǔ)，為今后管廊內(nèi)其他管道支墩施工提供了寶貴經(jīng)驗，很好地發(fā)揮了國家建設(shè)綜合管廊首批試點項目的作用，成為湘江新區(qū)重要的展示和形象窗口。