預(yù)制支架與新型預(yù)埋槽道技術(shù)在盾構(gòu)管廊機(jī)電施工中的應(yīng)用

文/王永明、張國超 中國建筑第八工程局有限公司東北分公司 遼寧大連 116000

1、引言

綜合管廊建設(shè)作為現(xiàn)在主流的管廊建設(shè)，其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于管線獨(dú)立鋪設(shè)。對(duì)于管廊后期管理維護(hù)最大的一個(gè)障礙點(diǎn)就是在前期的建設(shè)過程中對(duì)管廊主體結(jié)構(gòu)的一個(gè)破壞性損傷。

地下綜合管廊工程屬于地下結(jié)構(gòu)，空間狹小，但設(shè)備眾多，為滿足后期運(yùn)維要求，必須保證其各專業(yè)設(shè)備的使用性和安全性，這就要求管線要在有限的空間內(nèi)進(jìn)行合理的布局，并盡可能的節(jié)省公共空間。

預(yù)制支架與預(yù)埋槽道技術(shù)在機(jī)電安裝工程的使用，既可以保障管廊主體結(jié)構(gòu)的完整性，不破壞結(jié)構(gòu)本身及鋼筋，又可以節(jié)省管廊內(nèi)部空間，降低施工成本，提高安裝效率，減少現(xiàn)場(chǎng)人工使用，保障工程施工質(zhì)量，更加有利于后期管廊的使用和運(yùn)營。

2、概述

預(yù)埋槽道是預(yù)先在管廊盾構(gòu)管片預(yù)制加工時(shí)提前安置的構(gòu)配件，對(duì)于管廊中機(jī)電設(shè)備基礎(chǔ)安裝的固定效果十分顯著，這是一種便于安裝且可以調(diào)節(jié)的理想固定件。

預(yù)支綜合支架是一種組裝的組裝的支吊架產(chǎn)品，多以工廠預(yù)支零部件在工地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝，最大的特點(diǎn)就是靈活，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用要求，隨時(shí)進(jìn)行標(biāo)高或位置調(diào)節(jié)，在設(shè)備安裝后還能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展。

3、與傳統(tǒng)工藝的對(duì)比

對(duì)于傳統(tǒng)的施工工藝來說，需要對(duì)管片進(jìn)行破壞性的鉆孔，一般使用電錘或者鉆孔機(jī)，然后在進(jìn)行膨脹螺栓、化學(xué)螺栓的安裝，各專業(yè)在依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙現(xiàn)場(chǎng)加工和焊接安裝自己的專業(yè)吊架。

3.1 預(yù)埋槽道與預(yù)支支架的優(yōu)勢(shì)

組合式構(gòu)件安裝、裝配式施工，保持結(jié)構(gòu)完整性、保證機(jī)電設(shè)備整齊美觀行。整個(gè)施工過程無需對(duì)結(jié)構(gòu)鉆眼，無需對(duì)支架焊接，利用構(gòu)件裝配拼接，拆改調(diào)節(jié)可以很方便的進(jìn)行，任意位置都可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行生根連接，并可以對(duì)以后各種擴(kuò)展預(yù)留足夠的空間。 安裝穩(wěn)固、受力可靠。預(yù)埋槽道和預(yù)制支架采用T型螺栓連接，其破壞性小，拉拔強(qiáng)度是膨脹螺栓的兩倍。

3.2 施工效率對(duì)比分析

傳統(tǒng)工藝施工效率低，需在管廊盾構(gòu)管片拼裝成型后，對(duì)管片進(jìn)行打孔、清孔作業(yè)，正常施工情況下每人每天施工進(jìn)度約為0.85米，然后各專業(yè)均各自作業(yè)，并需要根據(jù)管線或橋架的尺寸利用絲桿吊桿、角鋼、槽鋼等材料現(xiàn)場(chǎng)焊接制作，進(jìn)行穿插安裝施工，效率低下。

采用預(yù)埋槽道和預(yù)制支架技術(shù)，管廊盾構(gòu)管片拼接成型后，就可以直接進(jìn)行設(shè)備安裝，無需打孔、清孔、焊接支架、穿插作業(yè)等工序，只需對(duì)槽道進(jìn)行清槽，利用成品T型螺栓固定連接預(yù)制好的綜合吊架即可。施工效率可以達(dá)到每人每天3m,并且各專業(yè)互不影響。

采用預(yù)埋槽道技術(shù)較傳統(tǒng)打孔工藝工程施工效率提高了3倍多，預(yù)制綜合吊架技術(shù)較傳統(tǒng)焊接單一吊架安裝速度更是提高了5倍以上。

3.3 質(zhì)量與安全對(duì)比分析

傳統(tǒng)工藝施工破壞管片結(jié)構(gòu)，傷害鋼筋，使管片千瘡百孔，缺失了本身的防水效果；安裝效率低下，施工質(zhì)量無法保障，支架焊接質(zhì)量參差不齊，焊點(diǎn)不飽滿。安裝過程中會(huì)產(chǎn)生噪音、震動(dòng)、灰塵等影響現(xiàn)場(chǎng)工人健康等。在使用膨脹螺栓的時(shí)候，在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中，使破壞的幾率成倍增加，機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性下降?；瘜W(xué)錨栓施工工藝步驟復(fù)雜，對(duì)鉆孔要求高，質(zhì)量不能有效的保障，對(duì)于后期運(yùn)維和使用安全產(chǎn)生很大隱患。

使用預(yù)埋槽道與預(yù)制綜合吊架技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝施工，對(duì)管廊結(jié)構(gòu)零損傷，有效的保證了主體結(jié)構(gòu)的完整性，延長了使用壽命。槽道上部帶有錨桿，能在預(yù)埋的時(shí)候與管片牢牢的固定。預(yù)制支架采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組裝，無焊接需求，并帶有防腐、防震等功能，減少了現(xiàn)場(chǎng)因技術(shù)問題帶了的質(zhì)量缺陷。施工現(xiàn)場(chǎng)無灰塵、無噪音、無振動(dòng)，可以隨意調(diào)節(jié)安裝位置，使用T型螺栓及標(biāo)準(zhǔn)連接轉(zhuǎn)換件，無需焊接，減少人員工作量，所有配件工廠提前預(yù)制，質(zhì)量能很好的得到控制。同時(shí)預(yù)埋槽道內(nèi)帶有齒形，可以長時(shí)間承受橫縱向的受力，使預(yù)制支架與其能穩(wěn)固連接，并且槽道的承力大，可吊裝大型機(jī)電設(shè)備，有效的保障了管廊內(nèi)部設(shè)備吊裝的安全性。

4、實(shí)例應(yīng)用

4.1 盾構(gòu)管廊預(yù)埋槽道技術(shù)應(yīng)用

沈陽市地下綜合管廊（南運(yùn)河段）工程是采用盾構(gòu)法施工穿越老舊城區(qū)的地下綜合管廊，盾構(gòu)管片寬1.2m,槽道預(yù)埋在管片的中間，根據(jù)管片的型號(hào)，預(yù)埋槽道的長度不同，使用的槽式預(yù)埋件，通常采用一次熱軋成型的全齒半閉口型鋼槽道，尺寸：30/20，材質(zhì)：06Cr17Ni12Mo2Ti或Q235B（禁用沸騰鋼），其中鋼材C含量不大于0.17%，S和P含量均不超過0.045%，Si含量不超過 0.35%，Mn含量不超過1.4%，

材料的要求要有足夠的延展性，斷裂最小延伸率不小于14%，所有槽式預(yù)埋件均采用帶齒型、可適應(yīng)各種吊掛管線及設(shè)備本身及其預(yù)埋區(qū)域的動(dòng)荷載和地震荷載。槽道的拉力，沿槽軸向垂直剪力，沿槽軸向剪力設(shè)計(jì)荷載為11.2kN，其中拉力、沿槽軸向剪力方向的破壞荷載不小于3倍設(shè)計(jì)荷載，軸向力不小于1.8倍設(shè)計(jì)荷載。槽式預(yù)埋件與配套連接的T型螺栓具備連接齒牙構(gòu)造，齒牙深度為1.5mm，間距為3mm，確保槽道與螺栓間的機(jī)械咬合性能，防止力點(diǎn)滑移。螺栓應(yīng)具有足夠長度，所有安裝完成后應(yīng)露出20mm。槽道上表面覆蓋有與槽口同寬、易于拆除的海綿或橡膠密封條，保證槽道能夠有效緊貼模板，并進(jìn)一步防止漏漿。具體槽道布置見下圖：

預(yù)埋槽道示意圖

4.2 施工效率對(duì)比分析

沈陽市地下綜合管廊（南運(yùn)河段）工程共分為六個(gè)艙室，分別為電力艙、天然氣艙、水信艙、熱力艙和兩個(gè)逃生艙。其中電力艙內(nèi)安裝設(shè)備多，空間狹小，這使整個(gè)艙室內(nèi)管線綜合排布十分困難，因此在電力倉內(nèi)采用了預(yù)制綜合吊架，詳見下圖。

電力艙綜合排布示意圖

綜合吊架需要吊裝200x100的通信線槽、300x150的電力線槽和4個(gè)自用10KV電力電纜。空間只有1米寬，而且上部成圓弧狀，如果采用普通單一吊架，則排布后下面預(yù)留給電力產(chǎn)權(quán)單位的空間會(huì)更少，根據(jù)圖紙優(yōu)化設(shè)計(jì)后，整個(gè)管廊全新使用了預(yù)制綜合吊架，節(jié)省空間，縮短工期。綜合吊架主吊桿采用 Φ14螺絲吊桿，各分吊桿采用 Φ10螺絲吊桿，橫擔(dān)分別為290mm、480mm和760mm的角鋼。明確材料和尺寸后提供給預(yù)制廠家生產(chǎn)，各構(gòu)件在工廠加工成品后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，工人根據(jù)圖紙排布結(jié)構(gòu)將各構(gòu)架拼接安裝在管片預(yù)埋槽道上。

安裝步驟為：①對(duì)拼接完成的盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道進(jìn)行清槽處理，去除其內(nèi)部的填充物；②采用成品T型防墜落螺栓在固定點(diǎn)位與槽道連接，并通過螺絲扣鎖死；③根據(jù)圖紙示意將預(yù)制綜合吊架組裝成型；④將可調(diào)節(jié)U型連接件一側(cè)與T型螺栓連接卡死，另一側(cè)與預(yù)制綜合吊架主吊桿和分吊桿連接；⑤調(diào)整U型連接件的角度，使綜合吊架垂直，鎖死各U型連接件中間的連接螺絲，完成一個(gè)吊架的安裝。

全線所有預(yù)制吊架安裝方式相同，完整位置一致，流水裝配式施工，既能很好的控制質(zhì)量，又能節(jié)省空間縮短工期。

總結(jié):

地下綜合管廊機(jī)電設(shè)備的安裝工作不只是按圖施工，在安裝的過程中有著太多的因素限制：施工結(jié)構(gòu)上，施工工藝上，施工工序上都會(huì)導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備管線的安裝返工。所以，地下綜合機(jī)電設(shè)備的施工，一定要結(jié)合新工藝新技術(shù)，結(jié)合原有工藝，有針對(duì)性的配合使用，這樣才能夠保證整個(gè)機(jī)電安裝的順利進(jìn)行。