预制预应力与整体式综合管廊施工技术经济分析

预制预应力与整体式综合管廊施工技术经济分析

2010年，上海世博会综合管道长约6.4万米，包括当前全体式管道的长度约6.2km和预制全体式管道的长度约200m。现浇整体式综合管廊每25m设置一道宽30mm的变形缝,预制预应力综合管廊每个标准管节的纵向长度为2m。本文以2010年上海世博会园区综合管廊工程为背景,以25m作为一个标准施工段,通过一个标准施工段内预制预应力综合管廊与现浇整体式综合管廊的施工工期与土建成本的分析,研究和分析预制预应力综合管廊建设的经济性。本文的成果将为预制预应力综合管廊的推广应用提供参考。1施工工艺与施工要点预制预应力综合管廊的施工可以分为场内施工和场外施工两部分。场内、外施工的各施工环节如图1所示。现浇整体式综合管廊的所有施工作业均为场外施工,主要施工环节如图2所示。对比图1、2可知,预制预应力综合管廊与现浇整体式综合管廊的施工流程可分为基坑开挖与支护体系成型(包括素混凝土垫层施工)、综合管廊主体结构施工以及回填土方与支护体系拆除等主要环节。在基坑开挖与支护体系成型以及回填土方与支护体系拆除环节中,预制预应力综合管廊与现浇整体式综合管廊的施工工艺和技术要求基本相同,没有明显的工期差别。而在综合管廊主体结构施工环节中,二者的施工工艺截然不同,工期差别明显。预制预应力综合管廊的主体结构施工大部分在场内完成,不影响总工期,而现浇整体式综合管廊的主体结构施工则全部在现场完成,是总工期的重要组成部分。表1和图3所示为一个标准施工段内预制预应力综合管廊与现浇整体式综合管廊的工期差,由此得出如下认识。2施工成本分析2.1经济成本分析预制预应力综合管廊主体结构的成本主要包括各预制管节的制作、运输、吊装与拼装施工、拼缝防水施工、预埋件制作与安装以及结构外防水施工等。现浇整体式综合管廊主体结构的经济成本主要包括钢筋工程施工、混凝土工程施工、变形缝防水施工以及结构外防水工程施工等。按照上海市发布的工程造价价格信息(2007),预制预应力综合管廊和现浇整体式综合管廊主体结构成本分别如表2、3所示。2.2拉森钢板桩租赁费用按租期不同基坑开挖与支护的经济成本主要包括土方工程费用、基坑围护(拉森钢板桩)及其围檩与内支撑租赁费用等。其中,土方工程费用为一次性费用,不随工期的长短发生变化,而拉森钢板桩及其围檩与内支撑的租赁费用一般按租期计算,受施工工期影响较大,且单价相对较贵。以一个标准施工段为例,预制预应力综合管廊和现浇整体式综合管廊的基坑开挖与支护费用如表4所示,其中各分项说明如下。1.土方工程费用土方工程费主要由土方开挖和回填两部分组成,一个标准施工段内预制预应力综合管廊和现浇整体式综合管廊的土方开挖与回填量相同,土方开挖量均为847.5m3左右,回填量均为533.8m3左右,挖土方单价为9.1元/m3,回填土方单价为13.2元/m3,因此土方工程费用均为1.5万元。2.拉森钢板桩及其围与内支撑租赁费用根据工程已建部分的施工速度计算,一个标准施工段内预制预应力综合管廊的施工工期约为22d,现浇整体式综合管廊施工工期为40d左右,拉森钢板桩及其围檩与内支撑的租赁单价约为27.5元/m·d,因此一个标准施工段内预制预应力综合管廊基坑支护所需的拉森钢板桩及其围檩与内支撑租赁费用约为3.0万元,现浇整体式综合管廊约为5.5万元。2.3预制预应力综合管廊主体结构成本对比综合管廊的土建成本包含主体结构成本和基坑开挖与支护成本,表5和图4所示为预制预应力综合管廊与现浇整体式综合管廊的土建成本对比,可以得出如下认识。1.在主体结构成本上,以一个标准施工段为例,现浇整体式综合管廊的主体结构成本为23.9万元,而预制预应力综合管廊为25.0万元,增加了1.1万元。2.在基坑开挖与支护成本方面,预制预应力综合管廊比现浇整体式综合管廊具有显著的优势。一个标准施工段中,现浇整体式综合管廊的基坑开挖与支护成本为7.0万元,而预制预应力综合管廊为4.5万元,降低了2.5万元。3预制预应力综合管廊经济性分析以2010年上海世博会园区综合管廊工程为背景,基于预制预应力综合管廊和现浇凝土综合管廊的施工工期与土建成本的初步分析,对预制预应力综合管廊的经济性进行了较为系统的分析研究,主要结论如下。1.预制预应力综合管廊施工现场文明、有序而整洁,其场外施工为干作业,施工机械噪音低,基本不造成环境污染,具有良好的节能环保效益。2.预制预应力综合管廊比现浇整体式综合管廊有明显的施工工期优势。一个标准施工段内,预制预应力综合管廊比现浇整体式综合管廊缩短近45%的工期。1.预制预测综合管道具有良好的施工成本效益以一个标准施工段为例,预制预应力综合管廊的施工工期比现浇整体式综合管廊缩短18d左右。2.现场工期量确定现浇整体式综合管廊的主体结构施工环节均在现场完成,占用了大量现场工期。预制预应力综合管廊的主体结构则在预制构件厂制作完成,可与现场其它施工环节协调进行,不占用现场工期,而预制管节吊装、拼装与连接件防腐处理等工序施工效率较高,所需工期较短。3.预应力综合管廊的比较优势而现浇整体式综合管廊的场外施工包含大量的现场湿作业,且混凝土浇筑、振捣等工序噪声污染大,对周围环境影响较大。3.在土建总成本方面,预制预应力综合管廊比现浇整体式综合管廊具有较强的竞争力。一个标准施工段内的预制预应力综合管廊土建成本为29.5万元,而现浇整体式综合管廊为30.9万元,多出1.4万元。3.预制预应力综合管廊的土建成本比现浇整体式综合管廊有所降低。在一个标准施工段内,预制预应力综合管廊的土建总成本比现浇整体式综合管廊降低4%左右。