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管廊箱涵模具生产混凝土制品时的预制与现浇的成本差异分析

发布时间:2021-10-11  点击量:
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在发达国家,城市公用隧道已经存在了一个多世纪,系统越来越完善,规模也越来越大;在我国,城市公用隧道的大规模建设仍处于起步阶段,建设规模较小。管廊建设一般采用现浇方式,预制公用隧道比例较小。事实上,预制装配化箱涵在综合管廊应用较为成熟的国家中占有较大比并在工程中得到广泛应用。与现浇管廊结构相比,预制箱涵更适合大规模生产,在工程质量、工程进度、环境影响、管廊应用可靠性等方面具有较强的结构、施工和应用优势。
一、比较施工方法。
1.现浇混凝土箱涵的缺点:
(1)只能采用开槽法施工,不能满足顶管需求,影响城市交通。
(2)施工作业时间长。
(3)在现场生产中,明显受到环境因素的限制。
(4)现场生产的混凝土抗渗性能不足,容易局部渗漏,影响管道的使用功能。
(5)现浇混凝土箱涵易出现施工裂缝(涵体侧壁开裂等)。),影响结构的承载能力和耐久性,缩短地下管道的使用寿命。
(6)现场制作的混凝土箱涵按一定长度(约20m)分段,分段间用橡胶止水带连接。缺点是:
A.橡胶止水带接口抗地基不均匀沉降能力差。
b.混凝土箱涵止水带接口施工质量不稳定,易渗漏。
C.现场生产的管道间隔长度大,容易断裂,影响箱涵的质量和使用寿命。
(7)现场生产条件差,材料损耗大。
(8)现浇施工应预留模具支撑空间,土方量增加。
(9)现浇施工法的总体成本大致相当于预制装配施工法。
预制管廊模具
二、国内现浇箱涵质量事故部分报告。
南水北调北京永定河箱涵工程:
箱涵混凝土分两次浇注,施工缝设置在底板以上70cm处。先浇注底板和70cm高的侧墙,隔5天浇注侧墙和顶板混凝土。维护3d后,拆除外部模板。通过检查箱涵表面,发现箱涵侧墙在施工缝以上每隔3m~7m有一个垂直长3m左右的裂缝。缝宽0.5mm~1.9mm贯穿整个墙厚。四面墙裂缝的分布宽度不同。但是每个裂缝的长度基本相同。都是从施工缝开始,止于侧墙和顶板的交接处。
低压输水(0.2MPa)运行五年,三条止水带被击穿损坏,橡胶止水带接口的使用寿命远远不能达到南水北调使用寿命100年的指标。
三、预制装配化箱涵的优点:
预制装配化施工箱涵,既可开槽施工,又可顶管施工,对城市适应性强。
(2)工厂化生产,工作效率高,劳动力成本低,质量有保证。
(3)安装方便快捷。
(5)接口采用预应力混凝土输水管的接口形式,满足一定的水压要求,闭水性能好。
带胶圈的柔性接口不易损坏。
(7)可在有水环境下施工,无需降水。
(8)出厂前可进行质量检验和外压荷载试验。
二.比较两种施工方法的经济性能。
以国内某地下公用隧道现浇工法和预制装配工法为例,对工期和经济进行了分析:
我国某地下公用隧道采用两种施工方法——现浇和预制装配施工。我们可以比较不同方法的工期和工程成本,列举如下。
整体现浇段总长6.2km,预制混凝土管廊总长200m,工期和施工费用以一个标准段的25m长度作为标准施工段,分析工期和成本,研究预制混凝土管廊的经济性。
一、工期分析:
预制混凝土公用隧道可分为现场(现场)和场外施工两部分,现浇混凝土公用隧道的所有施工作业均为现场施工。两个场地相同的施工部分是基坑开挖和支护体系成型(包括素混凝土垫层施工)。地下公用隧道主体结构施工、回填土方和支护体系拆除等主要环节没有明显的工期差异。在地下公用隧道主体结构的施工过程中,两者的施工工艺截然不同,工期差异明显。预制混凝土公用隧道主体结构施工多在场外完成,管节吊装、组装等工序施工效率高,工期短。现浇混凝土整体公用隧道主体结构施工在现场完成,工期长。与标准段相比,预制混凝土公用隧道的工期比现浇混凝土公用隧道缩短18d左右,工期缩短近45%。
二、施工成本分析。
基坑开挖和支费用,其中土方费用为一次性费用,不随工期变化,钢板桩及其檩条及其内支撑的租赁费用一般按租赁期计算,单价较贵。与标准段相比,预制混凝土公用隧道的工期约为22天,现浇混凝土整体公用隧道约为40天,预制混凝土公用隧道的开挖土方和支护费用为4.5万元,现浇混凝土整体公用隧道为7.0万元,降低2.5万元。
主体结构成本为标准段,预制混凝土公用隧道25万元,现浇混凝土公用隧道23.9万元,增加1.1万元。
预制混凝土综合管廓为29.5万元,现浇混凝土综合管廊为30.9万元,比节约1.4万元/25m,低4%左右。
三、土方成本分析。
预制混凝土箱涵现场无需支模,开槽宽度每侧可减少0.8-1.0m,以槽深8m计算,每米箱涵土方量减少6.4-8.0m3。
土方成本每米减少1280元~1600元,比节约3.2万元/25m-4.0万元/25m
每公里节省128-160万元。
四、环保对比。
预制混凝土公用隧道在现场作业,噪音低,环境污染小,施工现场有序整洁,节能环保。现浇混凝土整体公用隧道现场有大量湿作业,噪声污染严重,环境污染大。
综上所述,与预制相比,预制混凝土箱涵装配施工具有缩短工期、降低成本、节能环保等显著优势,应作为建设地下公用隧道的首选。
现浇管廊模具
三.常用预制混凝土箱涵连接方式的选择。
预制箱涵的管体结构强度和抗渗性在制造过程中很容易解决,但接口密封的细节处理不好,会严重影响其质量。因此,解决箱涵接口的密封结构是推广预制箱涵应用的关键。
1.预制箱涵的常见柔性接口类型。
(1):顶部施工的预制箱涵一般采用钢承口接口(F型接口);
(2):开槽埋设的预制箱涵一般采用企口承插双胶圈密封接口。
2.国内开槽埋管箱涵的主要结构类型。
(1).承插口(企口式)双胶圈密封。
用于箱涵的接口设计,采用双胶圈密封,确保箱涵安装后接口不渗漏。
(2)端面压缩密封。
带纵向锁紧装置,将每根管子连接成一个整体,即在箱涵中预留穿筋孔。安装管节时,穿入高强度钢筋螺杆或钢绞线,拉紧锁紧,串联成一定刚度的整体管道,用于压缩橡胶圈和密封接口;抵抗基础不均匀沉降。
(3).构件间端面压缩胶圈密封与工作面压缩胶圈密封的组合接口。
应用于公用隧道的箱涵,管道内安装有供水、中水和供热管道。这些管道大多由钢材制成。为了避免此类管道中的纵向应力,大型公用隧道需要限制箱涵道的沉降等变形。因此,我们可以采用工作面压缩胶圈密封方式与端面压缩胶圈密封方式的接口——工作面压缩胶圈密封与构件之间有约束锁紧装置的组合连接。
这种接口类型可用作工作面压缩橡胶圈的密封接口。纵向串接端面压缩橡胶圈的密封接口也可以形成工作面压缩橡胶圈密封方式与纵向串接相连的接口。它是我国混凝土箱涵的原始新接口。
该接口为⑵节所述接口型式箱。


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