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              城市綜合管廊在高壓輸電項目的生產技術與應用

              2019-04-15 08:33:05

              隨著城鎮化進程推進,城市基礎設施建設加快,各類市政管線也在不斷新增擴容。傳統直埋或架空管線敷設方式易導致“馬路拉鏈”和“空中蜘蛛網”等城市問題,已不能滿足當前城市建設的可持續發展要求。城市地下管廊作為管線敷設的載體,能達到充分利用地下空間并提升管線安全水平和防災抗災能力的目的,避免城市地面反復刨挖和地上空間過密化的問題,具有廣闊的發展前景。

              城市地下綜合管廊

              目前我國投入建設和使用的管廊按照工藝措施不同,主要分為現澆和預制2種形式,其中,現澆施工作為傳統的施工方法,其技術應用已較為成熟,但存在建設周期長、環境影響大、經濟效益低等諸多問題。預制管廊作為近幾年新興的結構形式,在生產標準化和施工綠色化等方面優勢相對明顯,符合建筑產業化和綠色建筑的相關要求和規定。本文介紹了預制管廊的主要形式,并通過對地下高壓輸電管廊應用預制裝配式技術的實際情況進行論述,同時評價其實施效果,為促進裝配式地下管廊的全面推廣應用提供參考。

              一、城市地下管廊施工技術

              在城市地下管廊施工技術中,根據場地及周邊工程地質條件、環境條件和設計要求可分為明挖法和暗挖法2種。暗挖法適合在城市中交通繁忙、景觀要求高、無法實施開挖作業的地區,施工形式多以盾構、頂管和淺埋暗挖為主,施工作業面較少、工藝要求與工程造價高。明挖法則具有施工工藝簡單、工程造價低和施工作業面多等特點,但對地面交通和環境影響較大,一般適用于新區管廊建設,常見施工方法包括明挖現澆與明挖預制裝配方法。其中,預制裝配施工與現澆混凝土施工相比,在縮短工期、節約投資和生態環保等方面優勢明顯,對推動城市可持續發展具有重要的現實意義。

              二、預制裝配式管廊分類與特點

              城市地下管廊預制裝配技術是指將管廊主體結構在預制廠預制成型,然后運到施工現場進行拼接組裝形成地下結構體系的技術?,F階段我國預制裝配技術可分為全預制裝配技術和部分預制裝配技術2種類型,全預制裝配按照結構斷面形式又可分為整體預制和分塊預制,兩者在施工過程中幾乎不需要濕作業,且裝配連接方式基本相同,效率較高。同時,由于分塊預制將管廊結構拆分成若干板塊,較之整體預制的節段式管節,運輸和安裝相對便捷,但對預制塊的產品精度和安裝質量要求較高,因此在實際施工中應根據管廊結構斷面尺寸采取不同的預制裝配形式。部分預制裝配則以預制疊合裝配為主,將預制構件與現澆施工相結合,形成完整的地下管廊主體結構。通過預制廠半預制和施工現場疊合現澆,能夠充分發揮預制和現澆工藝的雙重優勢,可解決運輸吊裝、防水控制以及整體結構穩定等難題。

              三、工程實例——鄭州航空港區110kV新苑輸電線路工程

              1. 工程概況

              鄭州航空港區110kV新苑輸電線路工程位于會展路西側,全長3975.62m,起止樁號為K0+000—K3+975.62。施工線路從新苑110kV變電站出線后沿會展路西側向南,途徑倉儲四路、韋三河、新港十一路、瑞空路、和睦路、商登高速等地段,止于商登高速路南約500m附近電纜終端桿處。

              工程擬選取明挖及頂管2種方式在不同工況下進行電纜隧道施工,其中明挖預制段管廊長1340m,均采用鋼筋混凝土單倉箱涵預制拼裝施工。單節預制箱涵每節長2m,內腔凈尺寸2.5m×2.5m(寬度×高度),頂板、底板厚 0.31m,側壁板厚0.28m。箱涵制品混凝土強度C40,抗滲等級P8。標準節段箱涵結構斷面如圖1所示。

              2. 裝配式混凝土管廊預制技術

              2.1 鋼筋加工

              預制混凝土箱涵鋼筋構件內部的鋼筋形狀、規格和數量均嚴格按照施工圖紙及規范要求進行加工,鋼筋加工前應清除鋼筋表面鐵銹及油污,并對成盤或彎曲的鋼筋進行調直,需要按要求長度切斷的鋼筋表面不應有削弱鋼筋截面的傷痕。鋼筋彎制過程采取精細化批量加工。

              標準節段箱涵結構斷面

              圖1 標準節段箱涵結構斷面

              箱涵鋼筋骨架根據設計圖紙要求的鋼筋類型、尺寸和間距等,按規范標準采用制作成型的整體式鋼筋綁扎胎具進行加工,胎具結構必須具有足夠的強度、剛度及穩定性,并使用定位卡槽對鋼筋位置進行定位,以保證鋼筋加工形狀、尺寸和相對位置的準確性。針對鋼筋骨架各交叉點布置的差異性,利用扎絲及點焊的方法連接牢固,使成型的鋼筋骨架可滿足整體穩定性和剛度要求。此外,為保證管節埋設后的耐久性,應提高鋼筋混凝土保護層厚度,主要采取在主筋外緣表面錯開布置C50高強度混凝土墊塊,并用雙層扎絲與主筋固定,保證墊塊在混凝土澆筑振搗過程中不發生移位,且綁扎后的扎絲頭一律彎折向鋼筋內側,不得進入混凝土保護層厚度范圍內。

              2.2 模板安裝

              模板安裝采用定制組合鋼模板進行施工,配備數量為12套。新進場模板拼裝前需進行拋光除銹處理,并組裝試拼檢 驗合格后(含外觀檢查)方可使用。模板安裝過程中,采用人工配合龍門吊進行模板安裝、鋼筋入模,安裝順序為先安裝外模板,外模板安裝完成后將綁扎成型的鋼筋骨架吊裝就位于底座上,然后安裝內模板。模板間及模板與臺座間用雙面止漿帶封堵,防止漏漿。模板間的連接均采用M20高強度螺栓連接,模板頂部與臺座位置設置T20高強拉桿固定內撐與模板桁架。該方案主要采用臥式預制的方式,管節預制完成后可直接吊離預制臺座開展運輸安裝,因此,針對模板吊裝孔位置,提前在箱涵頂板預留4個5t吊具。待模板安裝成型后,對模板位置、垂直度、保護層厚度進行全面檢查,合格后進入下一工序。

              2.3 混凝土澆筑

              預制箱涵混凝土澆筑采用集中拌合、罐車運輸、龍門式起重機吊料入模、插入式振搗的施工工藝。澆筑前對模板、鋼筋、預埋件以及混凝土坍落度等進行檢查,其中坍落度要求 控制在18?20cm內,同時在模板內均勻涂抹一層脫模劑,以利于后期拆模?;炷翝仓^程中安排專人指揮作業,做到 快速、連續施工,使混凝土下料高度在2m以內,并合理控制澆筑施工分段和分層長度和厚度。由于本工程采用的是泵送混凝土,為避免坍落度損失,在混凝土下料入倉后及時用Φ50mm插入式振搗器和附著式高頻振搗器振搗,附著式高頻振搗器安裝于側壁板上,插入式振搗器振搗時應注意插入下層混凝土面深度,并嚴格控制振搗棒的振搗間距和時間,禁止觸碰鋼筋和模板?;炷琳駬v密實后,需要對箱涵頂部進一步環向整平和壓實施工?;炷潦┕ね瓿珊?,迅速用塑料薄膜緊密包裹,減少水分蒸發和熱量散失。

              2.4 成品養護、拆模

              混凝土澆筑完畢并收漿整平后立即進行養護,預制箱涵混凝土養護采用噴淋灑水養護方式。灑水養護在混凝土終凝后進行,撤出前期預先覆蓋的塑料薄膜,采用具有較好吸水保濕性能的土工布進行全覆蓋并灑水使其完全濕透,保證模板接縫處不致失水干燥,同時減少對混凝土水化作用的不良影響。養護期間應有專人進行維護和噴淋補水作業,補水次數應根據混凝土潮濕狀態確定,要求養護用水與拌制水相同。

              箱涵混凝土經過一定養護齡期達到設計規定強度后進行模板拆除作業,模板拆除過程遵循先支后拆、后支先拆的 順序,嚴禁猛力敲打、強扭硬拉、拋扔部件等不當措施,特別要注意對成品混凝土的保護,防止混凝土粘模和棱角損壞、表面沉陷、裂縫等問題,以免影響其精度和使用壽命。對于拆卸下的模板應及時清除灰漿污垢,維修整理并妥善保存,以利周轉使用。

              2.5 箱涵轉運堆放

              預制箱涵拆模、養護一段時間后,在混凝土強度達到設計要求或不低于設計強度的75%時,使用30t龍門吊起吊運輸至存放區。起吊方式采用預埋吊環法四肢吊索起吊,起重吊裝吊索的水平夾角應大于45°,同時沿箱涵頂面呈對角線方向用溜繩拴好吊環。起吊過程中控制其運行速度、方向和姿態,防止碰撞破損。箱涵移動至規劃位置時,平穩平放在其底部側壁板下對應吊環位置的枕木上,并用型鋼支架支撐,防止預制箱涵側翻或倒塌。采取同排相鄰堆放時,間距控制應不小于10cm,存儲期間定期對枕木、型鋼支護變化情況進行檢查,遇松動、偏移或變形等應及時進行補強或者更換。

              3. 裝配式混凝土管廊拼裝技術

              3.1 管節運輸

              預制箱涵采用平板車運輸,裝車前應在箱涵底部設置橡膠墊塊,防止裝卸和運輸過程中受附加應力而導致結構損壞。

              裝車過程中按照箱涵拼裝姿態起吊至平板車指定位置固定,不得出現支點受力不均、結構扭曲等情況。為防止預制箱涵發生相對位移和傾覆事故,在裝車后需要配備托架和專用緊固裝置進行臨時固定,并宜在預制箱涵外側設置液壓抓手向下方夾緊,將托架與液壓抓手組合形成支撐夾緊裝置,以降低運輸過程中對箱涵的沖擊、碰撞。

              3.2 箱涵安裝

              預制箱涵進場拼裝前,首先進行基坑墊層、防水及防水保護層、首節段定位施工,待施工完畢后,在保護層上涂抹一層石蠟而達到潤滑效果,實現對管節吊裝就位的精確控制。箱涵吊裝前選用80t汽車式起重機就位,汽車式起重機工作幅度結合現場施工環境及時調整,確保吊裝安全。起吊、轉向、變幅等全過程動作應當緩慢進行,防止碰撞基坑的鋼支撐等,使管廊預制件平穩吊裝到基坑混凝土基礎墊層上。安裝過程中用木板保護好箱涵構件的棱角等部位,以免磕碰損壞成品。預制箱涵拼裝順序要從大樁號到小樁號依次進行吊拼,不得混淆預制件及節段的安放順序和位置。第1節段的安裝位置嚴格按照管廊控制軸線進行擺放,同時保證箱涵豎向垂直和水平方向與混凝土墊層面的無縫接觸。箱涵對接完成后,應對其頂面、兩側面實施準確控制,使其能夠處于同一平面上避 免錯臺的產生。

              3.3 接縫處理

              預制裝配式管廊涵節間采用承插口橡膠圈連接方式,其“柔性”接頭能夠承受1.0~2.0MPa的抗滲要求,且當管廊發生不均勻沉降或外力荷載作用時,仍能保持前后節箱涵之間接縫處良好的水密性能。箱涵拼裝完成后,為更好地解決預制裝配式管廊的防水問題,應按照設計形式對安裝拼縫進行處理,接縫的通常處理方法是用水沖洗其兩側的混凝土表面,保持縫壁處濕潤,再在內側接縫間填充一定深度的M10水泥砂漿,外側采用瀝青麻絮填塞。涵身外側防水主要采用外包法止水帶施工,通過在接縫兩側粘貼背貼式橡膠止水帶形成一道封閉防水線,可大大增強接縫的抗滲能力。止水帶粘貼用膠需覆蓋其寬度均勻涂刷,保證止水帶與箱涵混凝土結構結合平整、牢固,提高止水效果。

              四、應用效果分析

              通過對整體預制裝配式混凝土管廊技術在鄭州航空港區110kV新苑輸電線路工程中的應用,使工程綜合效益得到進一步提高。

              1)質量效益

              采用預制裝配式建造方式能有效控制施工質量。通過在工廠內集中標準化、規?;a,使各節段箱涵質量得到更大程度的監管,保證了成品加工精度和施工效率,從而大大提高了管廊施工質量,降低工程質量事故的出現概 率。此外,預制混凝土箱涵為整體現澆,管節拼裝部位采用承插口橡膠圈柔性連接,并結合防水砂漿、止水帶、接縫膠等材料進行封堵,具有良好的整體性、抗震性和抗滲性。

              2)經濟效益

              主要包括人、機、料、工期4點影響因素。由于預制裝配式施工通過工廠制作分擔了大部分工程量,加之采用大型精細化機械設備,減少了人工操作,使現場施工人員數量明顯減少,從而減輕了施工管理難度,縮短了施工周 期,降低了人力費用和管理成本。同時,預制箱涵的工廠化生產降低了鋼材、混凝土、水等資源的損耗率,避免了以往受現場施工條件等原因造成的較大浪費,提高材料使用效率的同時降低了工程資金投入。

              3)環境效益

              預制裝配式地下管廊施工減少了廢模板、 廢棄混凝土和砂漿等固體廢棄物垃圾的污染,同時預制箱涵在生產過程中節約了大量建造主材,實現了節能環保的目標。與傳統現澆施工相比,工業化預制構件從一定程度上減少了 施工現場運輸等環節產生的揚塵和噪聲污染,環境影響優勢明顯,符合當前綠色施工的建設理念。

              五、結語

              在國家大力推進建筑工業化和發展綠色建筑的背景下,預制裝配式技術已逐漸成為我國建筑業未來發展的必然趨 勢,而裝配式技術作為城市地下管廊建設的主要途徑之一,正日益受到關注。本文在鄭州航空港區110kV新苑輸電線路管廊工程建設中,結合施工現場實際情況,綜合考慮施工質量、安全、經濟、環保、工期等諸多因素,因地制宜地選擇了節段式箱涵預制拼裝施工技術,保證了城市地下基礎設施管廊建設的綠色化、低碳化和高效化,實現了綜合效益最大化的目標,為我國城市地下管廊從傳統施工建造向標準化和工業化方向的發展提供了技術參考,具有很大的推廣意義。

              標簽: 管廊 生產
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