電氣化集裝箱堆場附屬設(shè)施施工

黃宏寶

（天津港建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，天津 300461）

在采用電氣化的集裝箱堆場中，主要附屬設(shè)施大致分為：箱式變電站基礎(chǔ)、地面接電箱基礎(chǔ)、E-RTG過路電纜槽、電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)4個主要分項。電氣化集裝箱堆場的附屬設(shè)施對于輪胎式龍門吊在生產(chǎn)期電纜的布設(shè)及轉(zhuǎn)向等操作起到至關(guān)重要的作用。然而在實際施工過程中，各附屬設(shè)施大多位于集裝箱堆存區(qū)與道路交界處，以某集裝箱堆場為例（如圖1所示），交界處多為各工種及工序交叉關(guān)鍵點，相關(guān)構(gòu)筑物較多，本身具有難于組織施工的特點，加之各附屬設(shè)施體積小、結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在集裝箱堆場大面積施工作業(yè)中，更加需要同其他各工序相互配合、合理搭接，以保證工程的順利進行。

1 箱式變電站基礎(chǔ)

1.1 施工順序

圖1 某集裝箱堆場交界處平面簡圖

根據(jù)圖1所示，在進行該處交叉點施工的過程中，因構(gòu)筑物平面位置相對集中，需合理安排各混凝土構(gòu)筑物施工順序，以避免各工序沖突導(dǎo)致施工受阻。遵循自下而上的施工原則，在完成跑道梁兩內(nèi)側(cè)錨錠基礎(chǔ)的施工后，應(yīng)先進行箱式變電站基礎(chǔ)的施工，同時，由于跑道梁距離較近，為避免跑道梁處結(jié)構(gòu)層在箱式變電站基礎(chǔ)施工過程中遭到破壞，建議對錨錠基礎(chǔ)與平緣石之間的施工區(qū)域，在結(jié)構(gòu)層標(biāo)高達到箱式變電站基礎(chǔ)底標(biāo)高后，先行對箱式變電站進行施工（與此同時，相應(yīng)電力管線需同步進行施工，以保證電力管道及時同箱式變電站基礎(chǔ)實現(xiàn)對接），避免在結(jié)構(gòu)層施工至跑道梁底標(biāo)高后所導(dǎo)致的二次開挖，及結(jié)構(gòu)層破壞導(dǎo)致的質(zhì)量隱患，在完成箱式變電站基礎(chǔ)的施工后，再行進行該處跑道梁四周結(jié)構(gòu)層施工。

1.2 施工注意事項

箱式變電站基礎(chǔ)多為薄壁混凝土結(jié)構(gòu)，以某集裝箱堆場箱式變電站基礎(chǔ)的澆筑為例：

1）施工中需對箱式變電站基礎(chǔ)四周砸設(shè)接地裝置[1]——艾利高（鋼芯鍍銅棒φ17，長2.44 m）。若將該接地極砸設(shè)至規(guī)范要求標(biāo)高，則接地極需貫穿壓實度為96%的2 m厚山皮土結(jié)構(gòu)層，而接地極本身剛度無法滿足砸設(shè)要求，建議采取75 mm×75 mm的等邊角鋼對艾利高進行加固，見圖2所示。利用挖掘機配合人工進行接地極砸設(shè)，根據(jù)對實際施工的320根接地極砸設(shè)情況的統(tǒng)計，除少數(shù)接地極無法砸設(shè)至規(guī)范要求深度外，其余均可滿足規(guī)范要求深度。同時，經(jīng)現(xiàn)場接地電阻測試，全部接地電阻均維持在0.03～0.12 Ω（包括無法砸設(shè)至設(shè)計深度的接地極），滿足國家規(guī)范要求。

圖2 接地極加工示意圖

2）箱式變電站基礎(chǔ)通常需預(yù)留數(shù)量不等的百葉窗口，用于內(nèi)部通風(fēng)等相關(guān)要求的使用，由于百葉窗通常為后期安裝，因此，在箱式變電站基礎(chǔ)澆筑過程中，應(yīng)將預(yù)留的百葉窗口寬度和高度的尺寸，在圖紙基礎(chǔ)上各加1～2 cm安裝空隙，以便于后期的安裝工作。

3）箱式變電站的安裝具有一定方向性，因此應(yīng)明確箱式變電站的安裝方位，以保證預(yù)留的百葉窗位置及用于后期電纜穿設(shè)、設(shè)備調(diào)試及后期維護過程中所使用的基礎(chǔ)內(nèi)壁爬梯位置準(zhǔn)確。

4）箱式變電站與基礎(chǔ)的連接方式因設(shè)計不同而異。本施工中采用基礎(chǔ)頂口預(yù)埋18塊鋼板，后期同箱式變電站采用焊接的方式進行連接，因此應(yīng)著重對預(yù)埋鋼板標(biāo)高進行控制，確保澆筑完成后頂面平整度滿足安裝精度的要求，如圖3所示。

圖3 箱式變電站基礎(chǔ)澆筑完成后

2 E-RTG過路電纜槽

2.1 施工順序

E-RTG過路電纜槽作為集裝箱堆場過路段保護電纜的裝置，在實際生產(chǎn)過程中起著較為重要的作用，而在集裝箱堆場施工過程中，E-RTG電纜槽通常緊靠跑道梁，因此需在跑道梁施工完成后進行施工。由于過路電纜槽位于集裝箱堆場過路段瀝青混凝土路面中（如圖4所示），且鋪設(shè)瀝青混凝土作為對溫度限制要求較高的一項工序，對整個集裝箱堆場施工的進度起著關(guān)鍵作用，因此在過路段跑道梁施工完畢后，應(yīng)及時組織人力進行過路電纜槽施工。

圖4 E-RTG過路電纜槽完成圖

E-RTG過路電纜槽通常由兩部分組成，①處于瀝青混凝土路面中的直線電纜槽部分；②為位于堆場區(qū)內(nèi)的電纜收口導(dǎo)向部分。集裝箱堆場的施工具有施工周期短，作業(yè)工種多，各工序?qū)I(yè)技術(shù)性強等特點，跑道梁施工通常處于集裝箱堆場施工的中后期，對施工進度要求較高，同時需結(jié)合天氣及當(dāng)?shù)貧鉁厍闆r，合理調(diào)配時間進行瀝青混凝土路面的鋪設(shè)。通常E-RTG電纜槽施工周期較短，本次施工E-RTG過路電纜槽正值10月中下旬，為保證瀝青混凝土路面在冬季施工前鋪設(shè)完畢，需在半個月內(nèi)完成場區(qū)內(nèi)全部24道（每道2條，共計48條）過路電纜槽的施工，為此先行集中完成了位于瀝青混凝土路面中的直線段過路電纜槽施工，而后再行完成兩側(cè)電纜收口導(dǎo)向部分的施工，為后續(xù)結(jié)構(gòu)層及瀝青混凝土路面的鋪設(shè)爭取了時間。

2.2 施工注意事項

1）借助臨側(cè)的跑道梁進行模板支立，模板以竹膠模板結(jié)合木方配合拉桿。為防止過路段電纜槽預(yù)埋不銹鋼槽發(fā)生“空鼓”現(xiàn)象，在過路電纜槽預(yù)埋件上，每間隔15 cm的基礎(chǔ)上打設(shè)了直徑約3 cm的圓孔，但在實際混凝土澆筑完成后，仍發(fā)現(xiàn)大量“空鼓”。過路電纜槽位于場區(qū)道路中，在生產(chǎn)期需承受大型集裝箱運輸車輛的荷載，“空鼓”現(xiàn)象勢必對后續(xù)使用過程中造成隱患。建議對不銹鋼槽埋件所在部位的直線段混凝土頂面預(yù)留5 cm（保證預(yù)埋鋼槽已部分嵌入混凝土中）進行二次澆筑，此法在一次澆筑完成后，可直接拆除模板，不影響后續(xù)結(jié)構(gòu)層及瀝青混凝土路面的鋪設(shè)。為保證二次澆筑過程不發(fā)生“空鼓”現(xiàn)象，對預(yù)留的5 cm采用了高于設(shè)計混凝土強度的膠泥進行灌注，采用橋梁中連接墊石與盆式橡膠支座的專用高強膠泥，具有自密實程度高、強度高、硬化快（2 h可達C20混凝土強度）等優(yōu)點，因此在灌筑完成后較短時間，便可承受施工荷載，為相關(guān)后續(xù)工序爭取了時間。

2）E-RTG過路電纜槽作為道路中預(yù)留電纜槽，標(biāo)高較瀝青混凝土路面低，勢必導(dǎo)致水流匯集，造成電纜長期浸泡的隱患。為解決后期存水問題，設(shè)計之初在電纜槽直線段預(yù)留孔徑為8 cm的球墨鑄鐵管，并將其底端砸至山皮土結(jié)構(gòu)層內(nèi)，以便形成較為流暢的排水通道，經(jīng)現(xiàn)場施工試驗，由于山皮土結(jié)構(gòu)層壓實度較高，且上層為強度較高的水泥穩(wěn)定碎石，球墨鑄鐵管較難砸設(shè)至山皮土內(nèi)，且場區(qū)內(nèi)塵土（為正常使用過程中浮塵）經(jīng)常導(dǎo)致球墨鑄鐵管不明原因的排水不暢；后期為保證過路電纜槽內(nèi)排水暢通，在直線電纜槽兩側(cè)采用水鉆洗眼并安裝排水軟管引至鄰近雨水檢查井中，獲得較理想的效果，如圖5所示。

圖5 水鉆洗眼+安裝軟管至鄰近雨水井

3 地面接電箱基礎(chǔ)

3.1 施工順序

地面接電箱作為輪胎式龍門吊在集裝箱場區(qū)內(nèi)的直接供電接口，就如集裝箱場區(qū)內(nèi)的“插座”起著承上啟下的作用。由于地面接電箱尺寸較小，所以地面接電箱基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)尺寸不大，且埋深較淺，本施工場區(qū)內(nèi)地面接電箱基礎(chǔ)長1.37 m、寬0.58 m、高0.8 m（其中底板厚0.2 m），采取現(xiàn)場集中預(yù)制，待場區(qū)內(nèi)具備安裝條件后統(tǒng)一進行吊裝的施工方法（由于每個接電箱基礎(chǔ)重量僅為0.65 t，故采用場區(qū)內(nèi)普遍使用的挖掘機即可實現(xiàn)其起吊與安裝的工作）。根據(jù)圖紙要求，地面接電箱基礎(chǔ)需高出場區(qū)地面0.2 m，因此，地面接電箱基礎(chǔ)實際埋深僅為0.6 m，其位于相鄰跑道梁中間，數(shù)量相對較多，且底標(biāo)高在結(jié)構(gòu)層施工中不易控制，出于對施工進度的整體考慮，通常在完成該處結(jié)構(gòu)層施工后，進行二次開挖，因所需作業(yè)面小、開挖量不大，不影響其他相關(guān)工序的施工。

3.2 施工注意事項

1)由于地面接電箱基礎(chǔ)需同鄰近電纜井采用管道連接，通常電纜埋設(shè)深度需距地面1.5 m左右，而地面接電箱埋深僅為0.6 m，本施工中地面接電箱預(yù)留電纜孔中心距地面僅為0.35 m，同時，鄰近電纜井同接電箱基礎(chǔ)間距不足10 m，該距離很難實現(xiàn)電纜管道的直接，因此在接電箱基礎(chǔ)預(yù)制過程中，將電纜管道預(yù)留孔制成矩形，同時，在電纜井同地面接電箱基礎(chǔ)之間的電纜管道采用可彎曲且環(huán)剛度較高的彈簧管進行連接，取得了較好的效果。

2）在前述箱式變電站基礎(chǔ)進行接地極施工過程中，由于地面接電箱基礎(chǔ)及箱式變電站基礎(chǔ)平面位置相對集中，因此可集中進行接地極砸設(shè)，接地極砸設(shè)通常選在箱式變電站基礎(chǔ)、兩側(cè)跑道梁施工完畢，接電箱基礎(chǔ)吊運安裝完畢，電纜管道的安裝連接完成后進行。接地極按照前述方式加工，而后利用挖掘機集中對接地極砸設(shè)區(qū)域進行開挖，并配合人工進行接地極砸設(shè)（見圖6）。在完成后，應(yīng)盡快組織人力采用氣焊將接地極端頭處等邊角鋼割除（使得接地極露出等邊角鋼5 cm左右），并進行接地極之間扁銅帶的焊接工作，以本次施工中的經(jīng)驗，該工序配備兩組焊接人員（每組2人），3～4 d即可完成場區(qū)內(nèi)60個接電箱基礎(chǔ)及13個箱式變電站基礎(chǔ)共計1850 m扁銅帶及2350個銅焊點的施工。

圖6 人工配合挖掘機砸設(shè)接地極

3）地面接電箱基礎(chǔ)通常在澆筑過程中需預(yù)埋槽鋼，用以后期同接電箱之間進行機械連接，通常需對槽鋼進行打孔處理后，采用螺栓同接電箱進行連接。該工序常在地面接電箱基礎(chǔ)預(yù)制完成后進行，并應(yīng)根據(jù)接電箱螺栓安裝位置及時制作定位板，以便在接電箱基礎(chǔ)的預(yù)埋槽鋼上準(zhǔn)確打孔，避免后期安裝過程中因孔位不準(zhǔn)導(dǎo)致無法安裝的狀況出現(xiàn)。

4 電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)

4.1 施工順序

根據(jù)圖1，電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)位于地面接電箱基礎(chǔ)兩側(cè)，主要用于處理電氣化輪胎式龍門吊所使用電纜在經(jīng)過地面接電箱時電纜翻轉(zhuǎn)的問題，在先后完成箱式變電站基礎(chǔ)、E-RTG過路電纜槽及地面接電箱施工后，可供電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)施工的空間已相對較?。ㄈ鐖D7所示），同時，由于電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)距地面接電箱較近，且地面接電箱因埋深較淺導(dǎo)致該處電纜管道埋設(shè)較淺，若在接電箱基礎(chǔ)完成施工后進行，極易導(dǎo)致電纜管道破損，容易造成地面接電箱基礎(chǔ)的接地裝置因挖掘機超深開挖導(dǎo)致的隱蔽性破壞。建議在完成地面接電箱基礎(chǔ)安裝及接地裝置埋設(shè)后，立即對電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)展開施工，因后期需安裝電纜轉(zhuǎn)向裝置，對于平整度及場區(qū)平面位置要求較高，建議采用現(xiàn)場澆筑方式進行施工。

圖7 E-RTG地面接電箱及電纜固定裝置平面布置圖

4.2 施工注意事項

1）由于電纜轉(zhuǎn)向裝置主要對電纜在輪胎式龍門吊運行過程中起翻轉(zhuǎn)作用，因此，能否使轉(zhuǎn)向裝置平滑順利在實際使用中發(fā)揮作用，便是電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)的施工關(guān)鍵。本施工中，電纜轉(zhuǎn)向裝置屬于后期變更項目，為保證裝置順利發(fā)揮作用，配合設(shè)備安裝人員進行了多次現(xiàn)場試驗，認為轉(zhuǎn)向裝置的擱置角度（最佳轉(zhuǎn)向角為15°～20°）是整個轉(zhuǎn)向裝置成敗的關(guān)鍵。在現(xiàn)場澆筑時，建議進行兩次澆筑，同時對頂面止口處擱置角度采用定型模板（竹膠模板即可）進行澆筑。

圖8 電纜轉(zhuǎn)向裝置基礎(chǔ)斷面圖（平面圖見圖7）

2）由圖8可見，由于電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)為槽型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，為保證槽內(nèi)及時排水以防止轉(zhuǎn)向裝置及電纜被水浸泡，在施工過程中需埋設(shè)DN80球墨鑄鐵管，并將其砸入山皮土層以形成及時的排水通道，在管口處設(shè)置防堵地漏以防止雜物掉入其中阻斷排水通道。該方法在施工完成后的初期使用中排水效果較好，但由于集裝箱場區(qū)為相對開放型的平面區(qū)域，地表雜質(zhì)較多，在長期使用過程中仍出現(xiàn)排水通道堵塞現(xiàn)象。因電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)本身埋深較淺，數(shù)量相對較多（本施工的電纜轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)共計135個），較難與雨水井建立合理的排水通道，對于該轉(zhuǎn)向裝置的排水問題仍有待進一步探討。

5 結(jié)語

隨著公眾對于環(huán)境保護觀念的日益深化，各國政府在各個行業(yè)紛紛展開對清潔能源的開發(fā)與討論，無論是出于環(huán)境保護亦或生產(chǎn)經(jīng)營成本的考慮，對于現(xiàn)代化集裝箱堆場而言，電氣化裝卸設(shè)施的使用將取締原有柴油化裝卸設(shè)施走上歷史的舞臺。而由于設(shè)計使用要求及對場區(qū)相關(guān)后續(xù)發(fā)展等因素的考慮，對于電氣化集裝箱堆場附屬設(shè)施的配置及選型勢必趨于多樣化。文中僅以某電氣化集裝箱堆場附屬設(shè)施施工為例進行闡述，具體施工仍應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行綜合考慮及多方協(xié)商，以便進行科學(xué)合理的工程決策，確保工程進度、質(zhì)量以及成本的最優(yōu)化。

[1]03D501-4，接地裝置安裝[S].

[2]張永金，石嘯.重箱堆場地下管網(wǎng)施工[J].中國港灣建設(shè)，2009（3）：41-44.

[3]中交第一航務(wù)工程局.港口工程施工手冊[M].北京：人民交通出版社，1994.

[4]JTS257-2008，水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)[S].