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摘要：由方涵构件组成无限长的城市综合管廊，可将城镇内的电力、通讯、给水、热力等管线收纳其中，从而可以避免管线维修时对路面的反复破坏。本文主要探讨混凝土预制方涵构件的关键技术及应用情况。预制方涵构件技术的应用对城市生命线工程起到了至关重要的保障作用，也充分响应了国家提倡的建筑产业化、工业化发展模式，同时也体现了绿色生态的环保理念。
关键词：预制方涵；综合管廊；工业化生产
1 工程背景及形成过程
目前，城镇内的电力、通讯、给水、热力等管线均埋在地面下，但采用的是普通套管直埋，当维修时会经常把马路的路面刨开作业。这种方式的维修造成交通不便、材料和人力资源的浪费。
一种可进入管内维修的、两米以上内径的方涵构件孕育而生，由这种方涵构件组成无限长的管廊，无需破坏马路路面，通过检修口进入方涵管廊即可作业。
目前，国内预制方涵的生产单位非常少，特别在省内少之更少，内径宽2600mm×高2400mm，厚250mm，长1500mm的方涵构件仅有我单位研发生产。为了从根本上避免生产工艺本身带来的质量问题，保证质量，保证较高的生产效率，降低生产成本，可从生产工艺本身的特点入手，针对产品规格，充分利用生产工艺本身的优点，选用最佳的生产工艺，生产出质优价廉的预制方涵构件。
1.1关键技术的形成过程
根据对预制方涵工艺、芯模制管工艺特点分析，方涵构件不能采用立式芯模工艺进行生产，原因是方涵构件属于高精度预应力构件，端头精度要求非常严格，以免影响预应力张拉，因此，经过多次论证确定采取横卧方式进行混凝土浇筑振捣是预制方涵构件生产的最佳方式。
1.2关键技术研究结果
预制方涵关键技术是生产模具及混凝土的配置，其中模具于2011年6月研制成功的。在预制方涵构件的研究方面，内径宽2600mm×高2400mm，厚250mm，长1500mm的方涵构件已经申请了专利，同时正在申请模具专利。
2 混凝土预制方涵的技术特点
2.1 在使用功能及生产工艺上的特点
2.1.1构件生产的深化设计
1、模具采用加厚耐磨钢板，并进行二次整体消应力处理，侧模采取底部加设轴承通过丝杠调节旋转打开的方式。
2、端模采取精加工成型，通过可调节顶丝水平推移拆模，避免对未上强度的构件伤害，提高构件成品的精度。
3、底托盘采用加厚耐磨钢板，焊接后，进行消应力热处理，再整体精加工处理，防止变形、保证制品尺寸精度。模具安装拆卸比较省力、操作简便
4、混凝土配合比多次调整以满足振捣过程凝结时间的长短及振捣后强度的提高。振捣方式采用附着振捣器与振捣棒结合使用。
5、顶板、侧墙预埋螺母可直接安装吊环及电缆支架，位置准确、外观美观，避免二次采用冲击钻钻孔的工序以及位置控制不准外观不靠看的弊端现象发生。
2.1.2构件安装的工艺优化
1、构件组装后采用预应力钢绞线张拉的方式进行连接，可缓解不均匀沉降带来的应力影响。
2、构件之间通过遇水膨胀胶条进行止水。
2.2与传统的施工方法相比较，在工期、质量、安全、造价等技术、经济效益等方面的先进性和新颖性
2.2.1生产效率
模具采用轴承开侧模、顶丝开端模的方式进行模具组装，组装简便快捷，振捣采用附着式振捣器与插入式振捣棒结合振捣，效率提高质量控制好。采用蒸汽养护加快模具的周转率，批量生产，在工厂加工以缩短工期。
2.2.2产品质量
采用抗渗混凝土，振捣采用附着式振捣器与插入式振捣棒结合振捣，提高了混凝土密实性，蒸汽养护使混凝土强度迅速提高，模具拆卸方式简单，不易碰坏混凝土外表面提高外观质量。
2.2.3生产安全
从生产工艺特点及设备的半自动易操作性来看，工艺在安全生产上基本不存在安全隐患，在上部混凝土浇筑时四周有安全护栏，模具上下采用安全爬梯，构件吊装是安全重点控制点。
3 适用范围
根据工艺特点工艺重点问题基本是噪声的存在，生产厂房可以抵消一部分噪音，而且生产厂家基本都位于城郊，因此，不会对周边环境造成噪声污染。此工艺生产的方涵构件在电力隧道应用广泛，特别在过主要路口需快速施工完的项目上作用更大。
4 关键技术原理
4.1关键技术应用的基本原理
端模通过顶丝顶出拆除，模具侧模通过丝杠按轴承旋转上部开口满足工作距离，内模通过丝杠按轴承旋转调整向内部收口，水平装入钢筋骨架，侧模调整到位，內模调整接近要求，安装端模端模就位，调整内模卡住端模，总体模具锁紧，穿入芯棒（穿钢绞线张拉孔道），总体检查后浇筑混凝土，振捣成型蒸汽养护，脱模吊装移出。
4.2关键技术应用的理论基础
根据工艺特点及优缺点详细分析关键技术应用的理论基础。
4.2.1工艺优点：
1.模具组装简便，在封闭车间内生产，工人劳动强度低，利于安全文明生产；
2.成型蒸养后可立即脱去内外模，可多加底模具进一步提高效率，整体模具投资费用大大减少；
3.生产效率较高，可确保大工程以及应急工程对构件的需求；
4.工艺及设备先进决定了产品质量好且稳定，模具精度保证了构件尺寸精确，高质量的构件可延长其使用寿命，具有长期的经济效益和环保的社会效益。
4.2.2工艺缺点：
1.由于侧墙壁厚较薄混凝土振捣气泡导出存在困难，气泡多会影响外观。
2.混凝土振捣噪音产生，需进行隔音处理，在厂房中生产较适宜。
5 经济效益分析
5.1生产、安装成本分析 5.1.1预制方涵与现浇方涵造价比，预制方涵造价高于现浇方涵。特别在数量少工期紧的情况下需投入大量的模具才能满足，因此造价大大提高，但城市建设如果数量多，工期合理，模具摊销费会大大降低，预制方涵的价格会大大降低。
5.1.2管廊投入一次性投入感觉费用较大，但地下管线可以综合考虑，降低了二次、三次等开槽施工的经济浪费。长远考虑总体造价不高。
5.1.3预制管廊可在工厂规模化批量加工，混凝土构件厂远离市区，对施工现场环境无影响，加工完成运至现场安装速度快，避免了现浇施工时间长扰民现象的发生。
5.1.4在过重要交通路口，如采用现浇施工会花费大量时间，如果采用预制方涵安装时间会缩短3/4，大大提高了交通恢复时间，经济效益、社会效益更显著。
因此，从长期投产考虑及综合收益上看造价不高。
5.2工艺可行性分析
方涵构件工艺整体模具投入可根据施工工期考虑，底模投入数量可增加以提高周转生产效率；混凝土结构致密，强度高达C50以上，即内在质量高；自动化程度较高，工人劳动强度低；夏季可自然养护，大大节约能源，生产成本低；可制作成异型构件，长远投资是一项好的项目。
6 应用实例
预制方涵构件在浑南新城综合管廊工程中得到了应用。过去，城市中的马路下面常铺设有通讯、电力、热力、给水等管线，当这些管线遇到故障需要维修时，经常是先将马路的路面破坏掉，再挖掘找出管线故障进行修理。采用最快最没用给地面以上事物造成影响的方法是采用地下维修方法，因此，综合管廊孕育而生，它把可规划到一起的管线统统划分到同一个涵洞隧道中，在需维修时从不同的井位进入涵洞中维修，不会给地面造成任何影响，同时内部安装监控系统，随时监控管廊内部情况，所以城市综合管廊实施是城市建设发展的趋势，特别在新城区建设更易实施。
预制方涵项目于2011年開始进行研发，并且在浑南新城综合管廊工程项目中得到了实践，效果较好。特别在过路口段的施工中大大缩短了工期，减少了交通封闭时间，同时给路段恢复创造了足够的时间。
浑南新城预制方涵安装工作已经完成，安装过程顺利效率高，张拉过程易操作，安装工人容易接受，在遇地表水的地段遇雨水膨胀胶条防水效果较好。
【结语】
工艺优势明显，整体装备投入以及生产成本的节约给企业带来很大的经济效益，而且随着城市的改造、市场的发展，预制方涵构件需求数量会快速增加，所以在此项目的经济效益会更大。
随着我国经济建设的发展以及经济水平的提高，随着人们对城市新城区综合管廊优越性认识的深入，预制方涵构件无疑将有着广阔的前景，有一个较快较大的发展。它将是我国地下综合改造技术发展的方向。
参考文献：
王恒栋，薛伟辰《综合管廊工程理论与实践》，中国建筑工业出版社
《城市市政工程综合管廊技术研究和开发研究报告》，上海市政工程设计研究总院有限公司
关键词：预制方涵；综合管廊；工业化生产
1 工程背景及形成过程
目前，城镇内的电力、通讯、给水、热力等管线均埋在地面下，但采用的是普通套管直埋，当维修时会经常把马路的路面刨开作业。这种方式的维修造成交通不便、材料和人力资源的浪费。
一种可进入管内维修的、两米以上内径的方涵构件孕育而生，由这种方涵构件组成无限长的管廊，无需破坏马路路面，通过检修口进入方涵管廊即可作业。
目前，国内预制方涵的生产单位非常少，特别在省内少之更少，内径宽2600mm×高2400mm，厚250mm，长1500mm的方涵构件仅有我单位研发生产。为了从根本上避免生产工艺本身带来的质量问题，保证质量，保证较高的生产效率，降低生产成本，可从生产工艺本身的特点入手，针对产品规格，充分利用生产工艺本身的优点，选用最佳的生产工艺，生产出质优价廉的预制方涵构件。
1.1关键技术的形成过程
根据对预制方涵工艺、芯模制管工艺特点分析，方涵构件不能采用立式芯模工艺进行生产，原因是方涵构件属于高精度预应力构件，端头精度要求非常严格，以免影响预应力张拉，因此，经过多次论证确定采取横卧方式进行混凝土浇筑振捣是预制方涵构件生产的最佳方式。
1.2关键技术研究结果
预制方涵关键技术是生产模具及混凝土的配置，其中模具于2011年6月研制成功的。在预制方涵构件的研究方面，内径宽2600mm×高2400mm，厚250mm，长1500mm的方涵构件已经申请了专利，同时正在申请模具专利。
2 混凝土预制方涵的技术特点
2.1 在使用功能及生产工艺上的特点
2.1.1构件生产的深化设计
1、模具采用加厚耐磨钢板，并进行二次整体消应力处理，侧模采取底部加设轴承通过丝杠调节旋转打开的方式。
2、端模采取精加工成型，通过可调节顶丝水平推移拆模，避免对未上强度的构件伤害，提高构件成品的精度。
3、底托盘采用加厚耐磨钢板，焊接后，进行消应力热处理，再整体精加工处理，防止变形、保证制品尺寸精度。模具安装拆卸比较省力、操作简便
4、混凝土配合比多次调整以满足振捣过程凝结时间的长短及振捣后强度的提高。振捣方式采用附着振捣器与振捣棒结合使用。
5、顶板、侧墙预埋螺母可直接安装吊环及电缆支架，位置准确、外观美观，避免二次采用冲击钻钻孔的工序以及位置控制不准外观不靠看的弊端现象发生。
2.1.2构件安装的工艺优化
1、构件组装后采用预应力钢绞线张拉的方式进行连接，可缓解不均匀沉降带来的应力影响。
2、构件之间通过遇水膨胀胶条进行止水。
2.2与传统的施工方法相比较，在工期、质量、安全、造价等技术、经济效益等方面的先进性和新颖性
2.2.1生产效率
模具采用轴承开侧模、顶丝开端模的方式进行模具组装，组装简便快捷，振捣采用附着式振捣器与插入式振捣棒结合振捣，效率提高质量控制好。采用蒸汽养护加快模具的周转率，批量生产，在工厂加工以缩短工期。
2.2.2产品质量
采用抗渗混凝土，振捣采用附着式振捣器与插入式振捣棒结合振捣，提高了混凝土密实性，蒸汽养护使混凝土强度迅速提高，模具拆卸方式简单，不易碰坏混凝土外表面提高外观质量。
2.2.3生产安全
从生产工艺特点及设备的半自动易操作性来看，工艺在安全生产上基本不存在安全隐患，在上部混凝土浇筑时四周有安全护栏，模具上下采用安全爬梯，构件吊装是安全重点控制点。
3 适用范围
根据工艺特点工艺重点问题基本是噪声的存在，生产厂房可以抵消一部分噪音，而且生产厂家基本都位于城郊，因此，不会对周边环境造成噪声污染。此工艺生产的方涵构件在电力隧道应用广泛，特别在过主要路口需快速施工完的项目上作用更大。
4 关键技术原理
4.1关键技术应用的基本原理
端模通过顶丝顶出拆除，模具侧模通过丝杠按轴承旋转上部开口满足工作距离，内模通过丝杠按轴承旋转调整向内部收口，水平装入钢筋骨架，侧模调整到位，內模调整接近要求，安装端模端模就位，调整内模卡住端模，总体模具锁紧，穿入芯棒（穿钢绞线张拉孔道），总体检查后浇筑混凝土，振捣成型蒸汽养护，脱模吊装移出。
4.2关键技术应用的理论基础
根据工艺特点及优缺点详细分析关键技术应用的理论基础。
4.2.1工艺优点：
1.模具组装简便，在封闭车间内生产，工人劳动强度低，利于安全文明生产；
2.成型蒸养后可立即脱去内外模，可多加底模具进一步提高效率，整体模具投资费用大大减少；
3.生产效率较高，可确保大工程以及应急工程对构件的需求；
4.工艺及设备先进决定了产品质量好且稳定，模具精度保证了构件尺寸精确，高质量的构件可延长其使用寿命，具有长期的经济效益和环保的社会效益。
4.2.2工艺缺点：
1.由于侧墙壁厚较薄混凝土振捣气泡导出存在困难，气泡多会影响外观。
2.混凝土振捣噪音产生，需进行隔音处理，在厂房中生产较适宜。
5 经济效益分析
5.1生产、安装成本分析 5.1.1预制方涵与现浇方涵造价比，预制方涵造价高于现浇方涵。特别在数量少工期紧的情况下需投入大量的模具才能满足，因此造价大大提高，但城市建设如果数量多，工期合理，模具摊销费会大大降低，预制方涵的价格会大大降低。
5.1.2管廊投入一次性投入感觉费用较大，但地下管线可以综合考虑，降低了二次、三次等开槽施工的经济浪费。长远考虑总体造价不高。
5.1.3预制管廊可在工厂规模化批量加工，混凝土构件厂远离市区，对施工现场环境无影响，加工完成运至现场安装速度快，避免了现浇施工时间长扰民现象的发生。
5.1.4在过重要交通路口，如采用现浇施工会花费大量时间，如果采用预制方涵安装时间会缩短3/4，大大提高了交通恢复时间，经济效益、社会效益更显著。
因此，从长期投产考虑及综合收益上看造价不高。
5.2工艺可行性分析
方涵构件工艺整体模具投入可根据施工工期考虑，底模投入数量可增加以提高周转生产效率；混凝土结构致密，强度高达C50以上，即内在质量高；自动化程度较高，工人劳动强度低；夏季可自然养护，大大节约能源，生产成本低；可制作成异型构件，长远投资是一项好的项目。
6 应用实例
预制方涵构件在浑南新城综合管廊工程中得到了应用。过去，城市中的马路下面常铺设有通讯、电力、热力、给水等管线，当这些管线遇到故障需要维修时，经常是先将马路的路面破坏掉，再挖掘找出管线故障进行修理。采用最快最没用给地面以上事物造成影响的方法是采用地下维修方法，因此，综合管廊孕育而生，它把可规划到一起的管线统统划分到同一个涵洞隧道中，在需维修时从不同的井位进入涵洞中维修，不会给地面造成任何影响，同时内部安装监控系统，随时监控管廊内部情况，所以城市综合管廊实施是城市建设发展的趋势，特别在新城区建设更易实施。
预制方涵项目于2011年開始进行研发，并且在浑南新城综合管廊工程项目中得到了实践，效果较好。特别在过路口段的施工中大大缩短了工期，减少了交通封闭时间，同时给路段恢复创造了足够的时间。
浑南新城预制方涵安装工作已经完成，安装过程顺利效率高，张拉过程易操作，安装工人容易接受，在遇地表水的地段遇雨水膨胀胶条防水效果较好。
【结语】
工艺优势明显，整体装备投入以及生产成本的节约给企业带来很大的经济效益，而且随着城市的改造、市场的发展，预制方涵构件需求数量会快速增加，所以在此项目的经济效益会更大。
随着我国经济建设的发展以及经济水平的提高，随着人们对城市新城区综合管廊优越性认识的深入，预制方涵构件无疑将有着广阔的前景，有一个较快较大的发展。它将是我国地下综合改造技术发展的方向。
参考文献：
王恒栋，薛伟辰《综合管廊工程理论与实践》，中国建筑工业出版社
《城市市政工程综合管廊技术研究和开发研究报告》，上海市政工程设计研究总院有限公司