智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝新技術(shù)研究

胡善華

(平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)城市投資建設(shè)集團(tuán)有限公司 福建平潭 350400)

0 引言

電力管溝是電力輸送工程的重要組成部分，因其埋設(shè)于地下，可充分利用地下空間，有效緩解地面擁堵的空間狀況，且具有維護(hù)便利、造價(jià)相對(duì)低廉、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛的應(yīng)用[1-2]。

傳統(tǒng)的電力管溝一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用“施工區(qū)域固定、施工工序循環(huán)”的預(yù)制模式，且采用自然噴淋方式進(jìn)行養(yǎng)生，存在著預(yù)制場(chǎng)整體占地面積大、養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率較低等不足。

本文依托中廣核、大唐海上風(fēng)電輸送路徑電力管溝工程項(xiàng)目(環(huán)島路段)，探索“廠房?jī)?nèi)施工工序固定，施工區(qū)域循環(huán)”的預(yù)制新模式，形成了智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝新技術(shù)，解決了該項(xiàng)目面臨的工期緊張、預(yù)制場(chǎng)地嚴(yán)重受限、惡劣施工環(huán)境引起的特殊問題以及傳統(tǒng)預(yù)制電力管溝存在的普遍問題，保質(zhì)保量地提前完成了預(yù)制任務(wù)。

1 工程概況

該項(xiàng)目位于平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)君山片區(qū)和蘇平片區(qū)，起于冠山村海纜登陸點(diǎn)，途經(jīng)環(huán)島路，終于蘇平路與環(huán)島路交叉口，全長(zhǎng)3.7km，其中現(xiàn)澆及拉管段約900m，預(yù)制段2804m。依據(jù)工程進(jìn)度，需在6個(gè)月內(nèi)預(yù)制單節(jié)長(zhǎng)度2m的鋼筋混凝土電力管溝1402節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)段凈截面尺寸為1.7m×1.7m和1.85m×1.7m。

該項(xiàng)目途徑旅游景區(qū)、森林生態(tài)保護(hù)區(qū)較多，若采用傳統(tǒng)固定臺(tái)座預(yù)制電力管溝的施工方法，不僅預(yù)制場(chǎng)地受限，而且還存在著預(yù)制周期長(zhǎng)，鋼模板使用量大，臺(tái)座利用率低等問題。此外，平潭島位于東亞季風(fēng)區(qū)，常年6級(jí)以上風(fēng)力超過200d，每年平均經(jīng)受5～7次的臺(tái)風(fēng)襲擊，可施工時(shí)間不足180d[3]，施工進(jìn)度受到嚴(yán)重影響，難以按期完成制作任務(wù)。

2 智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝新技術(shù)的提出

國(guó)內(nèi)外電力管溝預(yù)制施工，一般都采用固定區(qū)域內(nèi)完成全部施工工序的傳統(tǒng)預(yù)制生產(chǎn)方式，其主要施工工藝流程：預(yù)制場(chǎng)地布置→固定臺(tái)座制作→PE 膜/塑料薄膜鋪設(shè)→鋼筋制作→內(nèi)模支設(shè)→鋼筋骨架吊裝及綁扎固定→側(cè)壁模板支設(shè)→鋼筋、模板整體檢查驗(yàn)收→混凝土澆筑→脫?！炷粮采w噴淋養(yǎng)護(hù)→吊裝存儲(chǔ)[4-7]。

為提高施工效率，工程界也進(jìn)行了一些技術(shù)革新，如采用整體鋼筋籠吊裝技術(shù)，液壓側(cè)模支撐系統(tǒng)等，以減少現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎和拼裝模板環(huán)節(jié)，加快了施工進(jìn)度[8-10]。然而，這種傳統(tǒng)的固定區(qū)域集中預(yù)制生產(chǎn)方式，極易受氣候條件、場(chǎng)地大小、人工機(jī)械臺(tái)班、施工周期等因素制約，且存在各工序銜接或交叉對(duì)生產(chǎn)的不利影響，勞動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備也得不到充分利用，工裝設(shè)備使用效率低，且需要占用較大面積的預(yù)制場(chǎng)地，整體預(yù)制效率較低。

從養(yǎng)護(hù)工藝來看，傳統(tǒng)電力管溝采用自然條件下噴淋養(yǎng)生，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)要求“預(yù)制構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，方可搬運(yùn)安裝”，其養(yǎng)護(hù)齡期一般需7d(溫度較低的冬季養(yǎng)護(hù)時(shí)間需進(jìn)一步延長(zhǎng))才可以滿足吊裝存儲(chǔ)和安裝的要求[11]，大致占整體預(yù)制時(shí)間2/3以上，不利于大規(guī)模電力管溝快速預(yù)制施工。

為解決傳統(tǒng)預(yù)制電力管溝存在的上述問題，提出了智能臺(tái)車工廠化流水線作業(yè)的電力管溝預(yù)制施工新技術(shù)，通過對(duì)生產(chǎn)線工序集約化設(shè)計(jì)，施工區(qū)域便捷化布局，借助智能臺(tái)車將各個(gè)獨(dú)立，分平行作業(yè)的區(qū)域有機(jī)串聯(lián)，并利用蒸汽養(yǎng)生方式大幅減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在保證電力管溝質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高效率流水線預(yù)制生產(chǎn)。

3 智能臺(tái)車工廠化流水線施工工藝

3.1 施工流程

智能臺(tái)車工廠化流水線作業(yè)施工工序流程：?jiǎn)闻沃悄芘_(tái)車就位→安裝內(nèi)模→將同步制作的單批次電力管溝鋼筋骨架吊裝入?！惭b外?！鷿仓炷痢o?！悄芘_(tái)車移動(dòng)至蒸汽養(yǎng)護(hù)區(qū)→同體養(yǎng)生試塊達(dá)到拆模條件→智能臺(tái)車移動(dòng)至脫模區(qū)進(jìn)行脫?！軠系踔僚R時(shí)存放點(diǎn)→外觀檢查→成品轉(zhuǎn)移至存放區(qū)→智能臺(tái)車進(jìn)行清理、涂刷脫模劑→智能臺(tái)車開始下一循環(huán)施工。

流水線施工工藝主要工序示意和場(chǎng)地規(guī)劃布置如圖1～圖2所示。

圖1 智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝施工工序示意圖

圖2 智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝施工場(chǎng)地布置示意圖(單位：m)

3.2 施工要點(diǎn)

(1)模板拆裝區(qū)施工工藝

智能臺(tái)車就位，在模板拆裝區(qū)進(jìn)行電力管溝預(yù)制的內(nèi)外模安裝，待電力管溝完成養(yǎng)護(hù)后回到此區(qū)域拆除模板并清理。

(2)鋼筋胎模區(qū)施工工藝

待智能臺(tái)車移至胎模區(qū)就位后，開啟所有制動(dòng)系統(tǒng)固定臺(tái)車。使用吊裝分配架，通過室內(nèi)10T桁吊依次將綁扎好的腹板和底板鋼筋骨架吊運(yùn)至安裝好內(nèi)外模臺(tái)車上，吊運(yùn)過程應(yīng)確保各吊點(diǎn)受力均勻，鋼筋骨架基本不變形。最后，按照施工設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行底板和側(cè)板鋼筋綁扎、焊接固定。

(3)混凝土澆筑區(qū)施工工藝

電力管溝混凝土兩側(cè)墻，采用分層對(duì)稱澆筑并同步振搗，待混凝土澆筑完成后，覆蓋保溫保濕靜養(yǎng)4h～6h。

(4)蒸汽養(yǎng)護(hù)區(qū)施工工藝

為縮短蒸養(yǎng)時(shí)間，提前對(duì)蒸養(yǎng)室輸送蒸汽進(jìn)行預(yù)熱，但應(yīng)控制室內(nèi)溫度不能超過電力管溝自身溫度15℃。

蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)包括升溫、恒溫和降溫3個(gè)階段，其中升、降溫速率均不超過10℃/h，且室內(nèi)相對(duì)濕度始終保持95%RH以上。當(dāng)升溫至55℃時(shí)，保持恒溫養(yǎng)護(hù)約15h。按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50204-2015)[3]第4.3條第1款規(guī)定，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%，即可拆除支架和模板；待同條件養(yǎng)護(hù)試塊的混凝土強(qiáng)度達(dá)到吊裝運(yùn)輸要求，可開始降溫；當(dāng)電力管溝自身溫度降至與室外溫差小于15℃時(shí)，方可移出蒸養(yǎng)室。

采用蒸汽養(yǎng)護(hù)技術(shù)，可將養(yǎng)護(hù)時(shí)間縮短至1d以內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)單批次電力管溝預(yù)制2d內(nèi)達(dá)到吊裝、運(yùn)輸要求。

(5)存儲(chǔ)區(qū)施工工藝

運(yùn)用叉車將養(yǎng)護(hù)完成的電力管溝運(yùn)送至外觀檢查區(qū)，檢查合格后運(yùn)送至存儲(chǔ)區(qū)。

該化流水線預(yù)制電力管溝現(xiàn)場(chǎng)照片如圖3所示。

(a)鋼筋骨架胎膜制作 (b)臺(tái)車智能移動(dòng)就位

(c)鋼筋骨架及模板安裝 (d)混凝土澆筑

(e)蒸汽養(yǎng)護(hù) (f)內(nèi)外模拆除

(g)運(yùn)輸存儲(chǔ)圖3 智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝施工圖片

4 與傳統(tǒng)施工技術(shù)比較

與傳統(tǒng)電力管溝預(yù)制施工方式相比，采用智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝新技術(shù)，其臺(tái)座數(shù)量、占地面積、施工天數(shù)、養(yǎng)生時(shí)間和生產(chǎn)效率均具有明顯優(yōu)勢(shì)，具體如表1所示。

表1 兩種預(yù)制方式施工性能比較

與電力管溝預(yù)制施工方式相比，除了預(yù)制廠棚、蒸汽養(yǎng)護(hù)棚和水電費(fèi)投入較高外，其他項(xiàng)目均為智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更為優(yōu)越，兩者經(jīng)濟(jì)性能比較可見表2。

該工程預(yù)制時(shí)間約4個(gè)月，相比于原計(jì)劃提前2個(gè)月完成(節(jié)省33.3%預(yù)制時(shí)間)，提高了施工效率，并大幅降低了成本(可節(jié)省38.7%)，具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。

表2 兩種預(yù)制方式經(jīng)濟(jì)性能比較 萬(wàn)元

5 結(jié)論

(1)為解決傳統(tǒng)電力管溝預(yù)制施工方法存在的占地面積大、養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、預(yù)制效率低等缺點(diǎn)，本文提出“廠房?jī)?nèi)施工工序固定，施工區(qū)域循環(huán)”的預(yù)制新模式，形成了智能臺(tái)車工廠化流水線預(yù)制電力管溝新技術(shù)。

(2)該新技術(shù)通過對(duì)生產(chǎn)線工序集約化設(shè)計(jì)，施工區(qū)域便捷化布局，借助智能臺(tái)車將各個(gè)獨(dú)立，分平行作業(yè)的區(qū)域有機(jī)串聯(lián)，并利用蒸汽養(yǎng)生方式大幅減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間(1d完成養(yǎng)護(hù)，2d可進(jìn)行吊裝運(yùn)輸)，在保證電力管溝質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率的流水線預(yù)制生產(chǎn)。

(3)該新技術(shù)成功地應(yīng)用于中廣核、大唐海上風(fēng)電輸送路徑電力管溝工程項(xiàng)目(環(huán)島路段)，可節(jié)省33.3%和38.7%的預(yù)制工期和成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。