電纜工作井的結(jié)構(gòu)和防水設(shè)計(jì)探討

□文/田越

電纜工作井的結(jié)構(gòu)和防水設(shè)計(jì)探討

□文/田越

電纜工作井（以下簡(jiǎn)稱(chēng)工井）是電力設(shè)施的一個(gè)重要部分，目前行業(yè)內(nèi)對(duì)于工作井的設(shè)計(jì)方法較為多樣化。文章以現(xiàn)行鋼筋混凝土規(guī)范為主要設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方法在長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)中證明安全可靠。依據(jù)本文章介紹的方法可以進(jìn)行工井在不同覆土深度情況下的計(jì)算，為工井的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)較為準(zhǔn)確的參考依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)工井的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)對(duì)施工及運(yùn)行中出現(xiàn)的工井內(nèi)存在著大量的積水情況提出了解決的方案。

電纜工井；結(jié)構(gòu)；計(jì)算；防水

在電力設(shè)施運(yùn)行中，電纜工作井作為電力電纜檢修維護(hù)和運(yùn)行的重要通道，是比較重要的部位。為滿(mǎn)足輸電電纜的要求，工作井的形式有直線(xiàn)型、R型、轉(zhuǎn)角型，長(zhǎng)T和短T形等多種形式。在計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多方面的因素,不同的埋深與上部公路等級(jí)所承受的荷載對(duì)于工井的結(jié)構(gòu)配筋形式都有很重要的影響。

1　電纜工井的形式及設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)根據(jù)CJJ 11—2011《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》、JTGD60—2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》對(duì)于車(chē)輛荷載的規(guī)定-公路Ⅰ級(jí)、公路Ⅱ級(jí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

公路Ⅰ、Ⅱ級(jí)汽車(chē)的輪壓荷載及主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)圖1和圖2。

圖1　車(chē)輛荷載布置

圖2　車(chē)輛荷載橫向布置

2　工井的主要受力結(jié)構(gòu)形式圖

在計(jì)算時(shí)需要考慮公路不同等級(jí)的荷載在土中最不利壓力的計(jì)算，見(jiàn)表1和圖3。

表1　公路Ⅰ、Ⅱ級(jí)荷載在土中的垂直壓力計(jì)算公式

圖3　汽車(chē)荷載在土中的壓力分布

1）當(dāng)單輛行車(chē)時(shí)

2）當(dāng)有兩輛汽車(chē)并列時(shí)，相鄰兩車(chē)的輪距取1.3 m，其交叉點(diǎn)深度

以下的算例中取α=30°經(jīng)過(guò)計(jì)算公路Ⅰ、Ⅱ級(jí)行車(chē)后輪壓擴(kuò)散點(diǎn)深度

汽車(chē)荷載的垂直壓力應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)可按表2采用。

表2　汽車(chē)荷載的動(dòng)力系數(shù)β

3　受力形式的分析

在計(jì)算時(shí)首先要進(jìn)行地耐力的計(jì)算，在進(jìn)行地耐力計(jì)算時(shí)應(yīng)該考慮公路Ⅰ、Ⅱ級(jí)荷載在土中的垂直壓力。在天津地區(qū)的地耐力為100kN/m2。計(jì)算公式參考表1中的兩列車(chē)并排的情況下的第一列的情況。同時(shí)也要考慮到結(jié)構(gòu)體的自重和將來(lái)遠(yuǎn)期運(yùn)行的電纜及附件的重量和頂部覆土的綜合情況。然后需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)體的抗浮驗(yàn)算。如果在抗浮驗(yàn)算通不過(guò)的情況下可以考慮增加結(jié)構(gòu)體的自重和增加上部覆土重量的情況來(lái)解決。

3.1配筋計(jì)算

力學(xué)模型是以JTGD30—2004《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》5.4.2-3的進(jìn)行計(jì)算展開(kāi)。

汽車(chē)行駛的方向?qū)τ诠ぞ氖芰σ灿泻艽蟮挠绊?，在?jì)算配筋時(shí)應(yīng)該綜合考慮。在經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算后確定如下車(chē)輛垂直通過(guò)汽車(chē)頂板時(shí)的受力為最大即為方案A的情況下作用力較大，而且根據(jù)規(guī)范其中動(dòng)力系數(shù)應(yīng)該考慮，見(jiàn)圖4。

圖4　兩種輪壓布置比選

土的側(cè)壓力計(jì)算采用主動(dòng)土壓力計(jì)算公式。荷載的受力情況主要為上部的輪壓，兩側(cè)的土壓和車(chē)輛對(duì)側(cè)墻的沖擊荷載。工井的頂板與側(cè)墻一般情況下為整體現(xiàn)澆，計(jì)算時(shí)可以考慮成頂板與側(cè)墻部分按照剛接考慮。

現(xiàn)以埋深為0.6 m的深度進(jìn)行考慮計(jì)算壓強(qiáng)，見(jiàn)圖5。

圖5　壓強(qiáng)布置

經(jīng)過(guò)幾種工況形式的工況組合計(jì)算最后組合見(jiàn)圖6。

圖6　正常使用極限彎矩布置

根據(jù)此工況進(jìn)行配筋計(jì)算的同時(shí)還要滿(mǎn)足最小配筋率的要求。

3.2裂縫寬度的考慮

在計(jì)算時(shí)還應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，因?yàn)榭紤]到裂縫寬度會(huì)引起工井的防水問(wèn)題及鋼材的防銹的問(wèn)題。防水問(wèn)題直接會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行的安全運(yùn)行，維護(hù)可靠。

裂縫寬度驗(yàn)算應(yīng)采用準(zhǔn)永久組合。裂縫寬度應(yīng)主要考慮的位置為頂板支座處、頂板跨中處、側(cè)墻支座處、側(cè)墻跨中處，底板跨中的裂縫寬度。

計(jì)算模型同配筋計(jì)算模型近似一致。采用的計(jì)算公式為GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.1.2中進(jìn)行計(jì)算，與規(guī)范表3.4.5進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)于天津地區(qū)一般情況下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足二類(lèi)b的情況即可：裂縫控制等級(jí)為三級(jí)，滿(mǎn)足0.20mm的要求。

裂縫寬度如果不滿(mǎn)足的情況下可以采取的措施為：

1）加大截面厚度（配筋面積保持不變）；

2）增加縱向受拉鋼筋根數(shù)（加大配筋面積）。

綜上所述，OPC可能通過(guò)抑制PI3K/AKT途徑的活化而誘導(dǎo)死亡的自噬流，可以降低喉癌TU686細(xì)胞的增殖活力。結(jié)合前期研究成果，即OPC通過(guò)自噬途徑促進(jìn)順鉑對(duì)喉癌TU686細(xì)胞的凋亡作用，從細(xì)胞自噬流角度說(shuō)明OPC對(duì)喉癌TU686細(xì)胞的抑癌機(jī)制，并深入研究了在TU686細(xì)胞中，OPC介導(dǎo)的自噬流通暢的調(diào)控機(jī)制與分子途徑。本研究為天然化合物介導(dǎo)喉鱗狀細(xì)胞癌自噬流的研究進(jìn)行了勇敢的嘗試，為探索喉癌臨床治療策略提供新的方向。但本研究也存在一定的局限與不足之處，OPC在TU686細(xì)胞中引起的自噬流與喉癌細(xì)胞遷移、侵襲和耐藥性等生物學(xué)特性之間的關(guān)系，也是下一步研究的重點(diǎn)。

3.3頂板部分撓度的計(jì)算

頂板的撓度在計(jì)算時(shí)也應(yīng)計(jì)算考慮。如果撓度不滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定限值的情況下將會(huì)造成路面的沉陷。根據(jù)GB50010—2010表3.4.4的規(guī)定鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的最大撓度計(jì)算應(yīng)按照荷載的準(zhǔn)永久組合考慮。其計(jì)算公式按照規(guī)范7.2.2-2進(jìn)行考慮，最后進(jìn)行撓度部分的考慮即可。

如果撓度不滿(mǎn)足的話(huà)，可以考慮適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)板的剛度和增加配筋量。

3.4正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算

如果極限狀態(tài)下抗裂驗(yàn)算不滿(mǎn)足要求的話(huà)，可以考慮局部加腋或或增加墻厚度的情況以此進(jìn)行處理。

3.5最佳工井埋深

經(jīng)過(guò)多次計(jì)算分析得出，在公路荷載為Ⅰ、Ⅱ級(jí)的情況下最佳的工作井埋深為0.8～1.0 m左右，可以達(dá)到受力及其他構(gòu)造計(jì)算和經(jīng)濟(jì)性較為合理的要求。但是如果電纜工井布置在綠化帶或者人行道附近時(shí)，則滿(mǎn)足埋深為400mm的情況即可。

4　工作井的防水問(wèn)題

4.1主體部分的防水考慮

根據(jù)GB50108—2008《地下工程防水設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，3.1.4地下工程迎水面主體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用防水混凝土并應(yīng)根據(jù)防水等級(jí)的要求采取其他防水措施。工井的使用年限一般情況下滿(mǎn)足30 a即可，根據(jù)工井的使用情況判斷，防水等級(jí)按照三級(jí)防水進(jìn)行考慮，防水等級(jí)采用P6的情況較為合理。

從建筑做法上來(lái)說(shuō)，在外墻面應(yīng)該涂刷1∶2的防水砂漿層20mm。結(jié)構(gòu)層的厚度滿(mǎn)足防水要求。根據(jù)GB50108—20084.1.7規(guī)范的要求，防水主體結(jié)構(gòu)層厚度為250 mm；裂縫寬度不得＞0.2 mm并不得貫通；鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的耐久性和工程環(huán)境選用，墻、頂板為30mm，底板為40mm。

從材料上來(lái)說(shuō)用于防水混凝土的水泥應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）水泥品種宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，采用其他品種水泥時(shí)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；

2）在受侵蝕性介質(zhì)作用時(shí)，應(yīng)按介質(zhì)的性質(zhì)選用相應(yīng)的水泥品種；

3）不得使用過(guò)期或受潮結(jié)塊的水泥并不得將不同品種或強(qiáng)度等級(jí)的水泥混合使用。

4.2接口處防水的處理

根據(jù)施工后現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)的情況，在當(dāng)?shù)厮惠^高的地方，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工作井內(nèi)部積水的情況。根據(jù)反饋回來(lái)的情況，判斷主要的問(wèn)題出現(xiàn)在排管的接口處與工作井連接口處連接不嚴(yán)密，造成出現(xiàn)漏水的情況。而主體結(jié)構(gòu)進(jìn)水的概率和可能性不是很大，對(duì)于該種情況建議在接口處采用以下兩種方式進(jìn)行，見(jiàn)圖7和圖8。

圖7　接口處防水方式一

圖8　接口處防水方式二

該兩種方式的有效結(jié)合可以較好的處理工井內(nèi)的防水問(wèn)題。

工井與管材連接時(shí)，連接應(yīng)牢固，不得扭曲變形和錯(cuò)位，連接時(shí)一定要牢固。接口處可以加橡膠止水帶或無(wú)紡布進(jìn)行包裹，然后抹防水涂料。同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足以下方面：

1）金屬止水環(huán)應(yīng)與主管或套管滿(mǎn)焊密實(shí)，采用套管式穿墻防水構(gòu)造時(shí)，翼環(huán)與套管應(yīng)滿(mǎn)焊密實(shí)，并應(yīng)在施工前將套管內(nèi)表面清理干凈；

2）相鄰穿墻管間的間距應(yīng)＞300mm；

3)穿墻管線(xiàn)較多時(shí)，宜相對(duì)集中并應(yīng)采用穿墻盒方法，穿墻盒的封口鋼板應(yīng)與墻上的預(yù)埋角鋼焊嚴(yán)并應(yīng)從鋼板上的預(yù)留澆注孔注入柔性密封材料或細(xì)石混凝土。

4.3墻體施工縫的考慮

在電纜排管工程中，工井結(jié)構(gòu)為現(xiàn)場(chǎng)整體澆筑，只設(shè)一道水平施工縫，它的位置不宜低于底板與墻身交接處500mm。墻體有頂留孔洞時(shí)，施工縫距孔洞邊緣不應(yīng)＜300mm。

對(duì)水平施工縫，在開(kāi)始澆搗新的混凝土前，應(yīng)將原有的混凝土上面的雜質(zhì)除去、洗凈，然后涂純水泥漿二遍，再鋪10mm厚的水泥砂漿（用原混凝土配合比，去掉石子），過(guò)0.5h左右再繼續(xù)澆搗新混凝土，要控制砂漿的鋪設(shè)不能過(guò)厚，以免形成一個(gè)強(qiáng)度較弱的接縫，引起滲漏，甚至開(kāi)裂，還要做好養(yǎng)護(hù)的工作。

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)工井的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和防水問(wèn)題的探討，認(rèn)識(shí)到只有設(shè)計(jì)合理、施工正確和符合要求的材料保障，才能保證工井在電力運(yùn)行中正常工作。

[1]浙江大學(xué).建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.02.029

□TU29

□C

□1008-3197（2015）02-77-04

□2015-01-14

□田越/男，1984年出生，工程師，天津電力設(shè)計(jì)院，從事電力工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。