預(yù)制小方涵在輸變電電力通道工程中的應(yīng)用

何發(fā)禮，任新海

（成都城投基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資有限公司，四川成都 610072）

1 依托工程概況

1.1 工程概況

成都市“虹橋工程”昭覺寺變電站－游樂園變電站（三環(huán)路－張家巷）220kV輸變電電力通道工程位于成都市西北部，線路為川陜立交－張家巷，分為兩部分，其中川陜立交－駟馬橋段為電力隧道，長度約2.2km，預(yù)計基礎(chǔ)埋深為-11.0m，擬采用暗挖、頂管施工；北牽引變電站－張家巷段為電力淺溝，長度約2.4km，結(jié)構(gòu)采用預(yù)制小方涵，預(yù)計基礎(chǔ)埋深為-3.0m，擬采用明挖施工。本文即以北牽引變電站－張家巷段預(yù)制小方涵在電力通道中的應(yīng)用為背景，詳細(xì)闡述220kV輸變電電力通道工程中預(yù)制小方涵的設(shè)計技術(shù)（見圖1）。[1]

圖1 北牽引變電站－張家巷段小方涵縱斷面圖

1.2 地層巖性結(jié)構(gòu)特征

在勘探深度范圍內(nèi)，場地地基土主要由上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積（Q4ml）雜填土、素填土，第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）的粉質(zhì)粘土、細(xì)砂及卵石，第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土細(xì)砂、卵石，白堊系灌口組泥巖層(K2g)組成。

1.3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

場地區(qū)所在區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第三沉降帶四川盆地西部，成都坳陷中部東側(cè)，處于北東走向的龍門山斷裂帶和龍泉山斷裂帶之間。由于受喜馬拉雅山造山運動的影響，兩構(gòu)造帶相對上升，在坳陷盆地內(nèi)堆積了厚度不等的第四系冰水堆積層和沖洪積層，形成現(xiàn)今的成都平原景觀。

成都位于揚子地臺（四川盆地）上，揚子地臺與周邊的造山帶是完全不同的地質(zhì)構(gòu)造單元，千百年來都非常穩(wěn)定，不屬于地震帶，也不在活動的地質(zhì)斷裂帶上。

1.4 水文地質(zhì)特征

場地地下水主要賦存于卵石層中,為松散巖類孔隙潛水，主要受地下徑流及大氣降水補給，其排泄方式主要以地下徑流及蒸發(fā)為主。實測地下水位相應(yīng)標(biāo)高為497.66~499.52m之間，微具承壓性；場地地下水位年變幅1.0~2.5m，歷年最高水位埋深標(biāo)高可取501.00m。

另外第四系全新統(tǒng)人工填土中尚有孔隙上層滯水微弱浸出，初見水位埋深1.00~3.00m，主要靠大氣降水及地表水下滲補給，僅局部分布，無統(tǒng)一的自由水面，水量不大，易于排除，對明挖電力淺溝施工有一定影響。

2 預(yù)制小方涵設(shè)計技術(shù)

北牽引變電站－張家巷段電力通道沿規(guī)劃解放路西側(cè)非機動車道布置，小方涵形式為1.4m×1.4m箱涵，每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)箱涵長度為3.0m。根據(jù)投資方成都電業(yè)局要求，小方涵每30m設(shè)一個人孔，每250m設(shè)一個檢查井，每500m設(shè)一個電纜接頭井。

2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計參數(shù)

（1）工程抗震烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.1g，抗震設(shè)防分組為第三組，建筑場地類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防類別為普通設(shè)防類。

（2）環(huán)境類別為二類b，混凝土保護(hù)層外側(cè)為30mm，內(nèi)側(cè)為25mm。

（3）汽車荷載等級：城市A級。

（4）使用范圍：覆土≤3m，地基承載力不低于0.18MPa。

（5）箱涵自轉(zhuǎn)角最大轉(zhuǎn)彎半徑：125.13m。

2.2 建筑材料

（1）混凝土：C40，抗?jié)B等級P8。

（2）鋼筋：受力鋼筋計分布鋼筋均為三級鋼，吊環(huán)為一級鋼；

（3）預(yù)應(yīng)力鋼筋：ΦS15.2無粘結(jié)鋼絞線。

2.3 方涵橫斷面及配筋設(shè)計

結(jié)合電業(yè)局對通道的具體要求，擬定方涵的內(nèi)空尺寸為1.4m×1.4m，橫斷面如圖2所示；根據(jù)方涵所受的外荷載，對其進(jìn)行了配筋計算，具體配筋如圖3所示。

圖2 方涵橫斷面（單位：mm）

圖3 方涵配筋圖（單位：mm）

2.4 預(yù)制箱涵制作

2.4.1 鋼筋

2.4.1.1 鋼筋加工

鋼筋加工前，根據(jù)結(jié)構(gòu)配筋圖紙進(jìn)行抽筋放樣，編制鋼筋加工表。對于Ⅰ級鋼筋末端應(yīng)做成180°彎鉤，當(dāng)鋼筋直徑為5~10mm時，彎鉤長度為75mm；當(dāng)鋼筋直徑為12mm時，彎鉤長度為90mm。

鋼筋原料和加工后的成品鋼筋分別集中堆放于原料堆放區(qū)和成品堆放區(qū)，相同種類、規(guī)格、形狀、用途的鋼筋堆放在一起，鋼筋下面設(shè)置方木墊木，并在周圍設(shè)置排水溝通至場外，防止鋼筋浸在水中生銹。成品鋼筋堆放掛標(biāo)識牌，說明使用部位、規(guī)格、數(shù)量、尺寸等內(nèi)容。

2.4.1.2 鋼筋安裝

（1）鋼筋保護(hù)層的控制：鋼筋保護(hù)層用塑料墊塊控制，立墻的墊塊要與鋼筋綁牢。

（2）雙層鋼筋網(wǎng)片間的架立：為保證底板和頂板上下層鋼筋網(wǎng)片間的距離準(zhǔn)確，采用鋼筋桁架進(jìn)行架立，鋼筋桁架由部分上下層鋼筋網(wǎng)片中的分布筋與一些長度等于兩層鋼筋網(wǎng)凈距的12mm短鋼筋在鋼筋加工場焊接而成。短鋼筋間距750mm，鋼筋桁架間距1.2m。側(cè)墻雙層鋼筋網(wǎng)片間也采用相同的方法架立，鋼筋桁架間距為1.5m。

（3）鋼筋安裝的質(zhì)量控制：鋼筋的品種和質(zhì)量、焊條的牌號及性能均必須符合設(shè)計要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；若有焊接接頭，焊接接頭的外觀檢查和強度檢驗結(jié)果必須合格；鋼筋位置準(zhǔn)確，彎鉤的朝向應(yīng)正確；綁扎鋼筋的綁扎點綁扣必須牢固。

2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)段箱涵模具

標(biāo)準(zhǔn)段箱涵模具采用整體鋼模板，承口和企口模具的精度應(yīng)控制在1mm以內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)段箱涵模具設(shè)計圖如圖4~6所示。

圖4 箱涵模板圖（單位：mm）

圖5 1-1截面圖（單位：mm）

圖6 4-4截面圖（單位：mm）

2.4.3 混凝土

（1）澆筑前應(yīng)檢查鋼筋、模板、插筋、預(yù)埋件、止水等設(shè)施的埋設(shè)和安裝是否正確，經(jīng)檢驗合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。

（2）混凝土宜分層澆筑，采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，避免漏振，防止過振。

（3）箱涵頂面采用二次收面，澆筑完混凝土后首先進(jìn)行第一次收面，待2~3h后進(jìn)行第二次收面。

（4）拆除模具后應(yīng)對成品進(jìn)行覆蓋、養(yǎng)護(hù)。

2.4.4 成品檢驗

預(yù)制箱涵成品外形尺寸應(yīng)滿足下列規(guī)定：

企口尺寸：±1mm；

長度：±5mm， 寬度：±5mm；

高度：±3mm， 垂直度：±8mm；

壁厚：0~5mm， 表面平整度：±5mm。

3 預(yù)制箱涵安裝工藝

根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇相應(yīng)噸位的汽車吊或龍門吊進(jìn)行安裝，并驗算汽車吊站立位置或龍門吊軌道位置土的承載能力，避免對基坑造成影響。

安裝前，在C15混凝土墊層上應(yīng)鋪上30mm厚沙墊層，檢查膠圈位置及數(shù)量，安裝時宜用箱涵的插口進(jìn)承口，初步對位后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工（見圖7～8）。

圖7 預(yù)制箱涵安裝工藝要求圖（單位：mm）

圖8 箱涵接口處防水膠圈設(shè)計圖（單位：mm）（右圖為楔形膠圈尺寸圖）

預(yù)應(yīng)力施工操作步驟如下（見圖9）。

圖9 箱涵預(yù)應(yīng)力施工示意圖（單位：mm）

（1）每根鋼絞線張拉力為50kN。

（2）兩節(jié)箱涵拼裝，以第二節(jié)箱涵的插口同第一節(jié)箱涵的承口對接，初步對準(zhǔn)。

（3）將滿足設(shè)計長度的無粘結(jié)鋼絞線1從圖9所示的操作孔A穿進(jìn)，從操作孔B傳出，在操作孔A處用單孔錨具將鋼絞線錨固，在操作孔B處安裝同樣的單孔錨具并用連接器同鋼絞線2相連。

（4）上述步驟完成后，在第一節(jié)箱涵的端部用張拉油缸進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉控制應(yīng)力現(xiàn)場視情況而定，使箱涵接頭滿足連接要求即可。當(dāng)達(dá)到要求后，張拉油缸放張，使鋼絞線1在操作孔B處錨固，隨后拆除操作孔B處的連接器，取出預(yù)應(yīng)力筋2。

（5）按上述操作步驟對其他角進(jìn)行張拉。

注意在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時張拉力不宜過大，宜采用兩次張拉到位，張拉順序?qū)ΨQ進(jìn)行；在工程中，可根據(jù)具體情況將3至5節(jié)箱涵連接后，進(jìn)行一次張拉。

4 預(yù)制小方涵的工期優(yōu)勢

成都市“虹橋工程”昭覺寺變電站－游樂園變電站220kV輸變電電力通道工程位于市區(qū)，只有晚上才能將小方涵運輸?shù)浆F(xiàn)場并進(jìn)行安裝。在施工中每節(jié)小方涵安裝時間為30min，每天可安裝60m。同樣以60m的長度統(tǒng)計，如果以現(xiàn)澆方式施工小方涵，包括鋼筋綁扎、模板安裝、澆筑混凝土及混凝土養(yǎng)生等全部完成需5d時間。

綜合考慮平行流水作業(yè)的因素，預(yù)制方涵結(jié)構(gòu)仍節(jié)約了較多的施工時間。因此，在地下障礙較少的情況下，預(yù)制結(jié)構(gòu)更將大大的縮短工期，同時也減少了溝槽開挖后的敞放時間，減小了施工風(fēng)險，對安全施工起到了積極的作用。

5 結(jié)束語

目前，成都市“虹橋工程”昭覺寺變電站－游樂園變電站220kV輸變電電力通道工程北牽引變電站－張家巷段已進(jìn)入全面實施階段，在施工過程中，預(yù)制方涵吊裝方便，施工快捷，接頭防水性能良好，不失為一種好的城市小型地下通道的結(jié)構(gòu)形式，其成功經(jīng)驗值得在類似工程的設(shè)計和施工中推廣應(yīng)用。

[1]“虹橋工程”昭覺寺變電站－游樂園變電站220kV輸變電電力通道工程（北牽引站段－張家巷）施工圖設(shè)計[R].成都：成都市市政工程設(shè)計研究院，2012.