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贵州 电力管道大口 径电力管道的应用

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贵州 电力管道大口 径电力管道的应用

发布日期:2018-04-26 00:00 来源:http://www.gzjxsl.com 点击:

贵州电力管道大口 径电力管道的应用


贵州 电力管道以某工程项目为例,介绍了Ф3500钢筋 混凝土管在电力隧道工程中的应用,指出了在设计、生产 和使用过程中遇到的问题和解决办法。


钢筋 混凝土排水管在传统的市政工程行业中有着明显的应用优势,发挥 的作用也越来越大,这些 都得到了人们的认同,随着生产能力的提高,管规格也越来越大,形状也有所突破,由传 统的圆形发展到椭圆形、矩形、甚至是不规则的形状,目前广东省内已经5家生产企业可以做到Φ3500的管道,矩形 管道的内尺寸也达到近7米。

近年来,混凝 土管道的应用范围也不断扩大,已经不限于雨水、污水的排放系统,随着“城市 高压电缆线不准架空”以及“发展综合管廊”等国家政策的出台,更大 大促进了大口径混凝土管道在电力隧道工程的应用。


一、工程概况

1. 本文 以佛山某电力隧道工程为例,并结 合之前的工程进行介绍。该工 程位于广东省佛山市,工程 的目的是要把原先架空的高压线路改迁至地下,设计人员提出了用Φ3500x2500x320 钢筋 混凝土管道作为电缆隧道,采用 非开挖施工工艺进行隧道的铺设,之后 在管内浇筑平台走廊、搭建支架(如下图所示),达到 高压电缆在地下铺设的目的。


2、整条 隧道线路总长超过5000米,共分为4个标段,其中有少部分的Φ2200管,其余全部为Φ3500管,埋深约在9~10米左右,全部 采用泥水平衡式机械顶管(包括4段曲线顶管)。顶段的长度设计为200~600米不等,超过250米的增设中继间。


二、设计阶段

在该工程的设计阶段,我们 与设计师进行了沟通,对工 艺要求进行了分析,结合 到管材生产工艺和现行排水管的国家标准要求,提出了一些建议:

1、首先 是管材的外压荷载级别问题,设计院要求的是达到III级管(裂缝荷载321kN/m,破坏荷载482 kN/m),在国标GB/T 11836《混凝 土和钢筋混凝土排水管》中只给出了最大Φ3000管的参数,而在行标JC/T 640《顶进 施工法钢筋混凝土排水管》中最大规格就有Φ3500管的参数,设计 取值就是按照这个标准来定的。

2、管材 钢筋的配置标准中是没有的,在国 家水泥制品协会出版的《钢筋 混凝土排水管管体结构尺寸与配筋设计图册》中也只提供到最大Φ3000管的配筋参数。考虑最大覆土厚度10米,根据计算,环筋的直径要达到Φ16mm,这对 于当前行业生产设备来说是做不到的,采用 手工的焊接不但无法保证钢筋笼的焊接的质量,也过于耗时、耗工,成本非常高。目前,制作 钢筋笼的自动滚焊机的焊接能力为Φ12mm的环筋,但可 以采用双筋并绕技术(2根环筋并在一起、同时绕焊),这样 就解决了采用小直径环筋时间距过小的问题。最后 钢筋的配置确定为内外笼直筋均采用48Φ12,内环筋采用2Φ[email protected],外环筋采用2Φ[email protected],内外 环筋均采用双筋并绕,钢筋 全部采用冷轧钢筋。这种 处理方法以前在深圳某电站的电缆隧道工程中也有应用,根据 等强度代换的原则把原设计的大直径环筋替换为小直径的环筋,从而 实现了机械化的生产。


3、考虑 到电力管道对防水的要求非常高,设计 混凝土强度等级为C50,抗渗等级达到P10,这对 于工厂预制构件来说不是难事,但如 何确保管节接头的不渗漏?为了达到万无一失,设计采用了多种措施:

首先,普通 排水管标准中接头只设置一道密封胶圈,本工 程则设计了双密封胶圈的钢承口接头(见图5),增加了一道防水。胶圈采用40x28mm的契形,材料为氯丁橡胶,邵氏硬度45~55,接头处强度大于10MPa。

其次,在钢 承口的内侧还设计有一道遇水膨胀胶圈,防止 水分沿着钢承口与混凝土之间的缝隙渗入。材料采用缓膨胀橡胶,用202氯丁 橡胶黏结剂粘贴在钢承口的内侧。


另外,管子 的注浆孔和压浆孔等钢铁预埋件都要采取防水措施,设计 时采用了焊环板的办法,类似 于土建工程中的止水钢带,阻止 水分沿注浆孔钢管外侧渗入管内。


4、贵州 电力管道施工面位于城市道路旁边,要穿越3处主干道,为了保证道路的畅通,在顶 段长度和顶进线路的设计上都进行了优化,部分 顶段为了避开管道、基础等,采用了曲线顶管,顶段的长度也达到600多米。要求 在顶进过程中加强注浆润滑处理,视土 质变化增设中继间,把顶进力控制在13000kN以内。

5、曾经在其他项目中,设计在管内壁预埋了2道钢圈,电缆 支架在管内进行焊接固定,之后再进行防锈处理,但实际上焊接不方便、环境恶劣,而且2年后钢圈锈蚀严重,难以保证效果。所以在本项目中,采用了内壁预埋螺帽(两排各12对,共96支),螺帽采用聚酰胺材料,支架 和螺栓则采用不锈钢材料,安装 时仅需要拧紧螺栓就可以了,很好 地保证了支架不生锈 。


三、生产阶段

设计 时考虑了种种情况,增加了一些加强措施,但在 实际生产过程中能否确保每一项措施的落实将影响到管道的最终质量和工程的安全。所以,在生 产阶段仍要注意做好以下几方面的工作:

1、成型过程。

1.1钢筋笼制作:尽管 钢筋笼是采用机械滚焊,但内外笼是分开做的,还要组合成一个整体,这时 要注意内外笼要同心、间距要均匀,并确保定位准确、钢筋 保护层厚度符合设计要求。我们 用型钢做一个底座,按设 计要求对内外笼进行定位,这样 就可以保证焊接成整体后的尺寸准确。另外 在预埋螺母及吊装孔、注浆 孔等位置有可能会与环向钢筋有冲突,要把 钢筋弯曲移位或切断后在旁边加焊补强,不能 简单地把该位置的钢筋切断。

1.2 模具安装:本项 目管道采用立式振捣成型模具生产,在模 具安装前要把内外模清理干净、涂刷脱模剂,钢圈 尺寸与底座要配合,防漏胶条要安装到位,防止漏浆。遇水 膨胀胶条要粘贴牢固,并按设计要求焊Φ6mm钢筋防护。钢筋笼套入内模后,再加焊钢圈锚固筋,之后安装预埋螺母、注浆孔等。预埋 件全部固定好再紧固模具的合缝螺栓,并检 查各部位是否合适、牢固、密封。

1.3 混凝土配制:C50、P10的混 凝土对于工厂来说难度不大,但对 原材料要严格把关,并严 格按照设计配合比配料(采用 蒸汽养护的不得掺引气型减水剂),这样 才能保证混凝土的强度。对于立式振捣工艺,混凝土的塌落度(一般为20~50mm)及和易性很重要,在下料时应分层进行,并保证有2支以 上的震动棒同时对称插捣,快下慢上,使整 个断面都能振捣充分。对最后500mm高度 范围的混凝土可以适当调整配比,增加粗骨料比例,防止 最上端混凝土砂浆过多造成局部强度不足。成型 后还要在表面混凝土初凝结束时进行端面的二次处理:搓压、抹平及收光。

2、混凝土养护。

2.1 为了 保证产品的强度和生产效率,目前 大部分厂家都采用蒸汽养护,这的 确大大缩短了生产周期,但养 护过程也要有所控制,不能操之过急。一般可以分为:静停—升温—恒温—降温 四个阶段,静停阶段时间要足够,最小不得少于1.5小时,升温 的速度也不能过块,一般控制在25oC/小时以内,恒温温度约为78~83 oC,时间约为2~4小时,之后可以自然降温,寒冷天气应注意保温、防止 混凝土降温过快而出现裂纹。

2.2 蒸养 后混凝土强度一般可以达到38~45MPa,可以放在原地、或转 移到其他场地继续进行淋水养护,直至 达到设计强度为止,一般3~5天就可以。

3、附属配件。

3.1 管道 养护完成经检验合格后,在准 备出货前还要把附属的配件处理好。首先 钢承口侧的凹槽要填满聚硫密封膏,填充时要注意饱满、也不要污染管端面。其次要贴木垫板,因为木板厚重,除了 涂胶水粘贴外还要用膨胀螺丝固定(一般每块板不少于2颗)。之后,钢圈 及外露的预埋件要涂刷防锈层,设计要求为:环氧富锌底漆2度,每度30µ,环氧沥青面漆2度,每度80µ。最后就是2道密封胶圈,要求 在胶圈底面及插口胶圈槽表面都要涂刷胶水,粘贴 前应把整条胶圈拉均匀,整个圆周要松紧一致,防止 局部过紧压缩量不足、或局部过松造成脱槽。

3.2 为了保护预埋螺母,每一 个螺母都要加上塑料盖子。注浆孔、压浆孔都要拧上堵头。


四、工程应用

产品 在运到工地使用前,要经 过外压荷载和内水压试验,同时 对留存的混凝土试块进行强度检验。外压 试验架要有足够的强度和高度,按照2.5米长的III级管计算,试验用的加荷设备(千斤顶)最大加荷能力应达到150吨以上。水压 试验可以采用两端封堵方式,也可 以参考新的试验方法标准采用内水压试验环来进行局部试验。尽管 在设计和生产阶段采取了一定的措施和改良,但实 际应用时还是遇到了一些问题,在随 后的生产过程中也逐一进行了解决。

1、钢圈 与管身混凝土的连接位置有松动。这在 个别的管节上出现,尽管 有遇水膨胀胶圈的阻挡,不一定有渗水的可能,但影响了外观。这主 要是钢圈的尺寸偏差或吊起管节时碰撞引起,钢圈 过小自然无法安装,若钢圈偏大一点,安装 模具时是勉强可以的,但拆 模时会出现钢圈外径与管外径相同或更大,由于 钢铁材料的弹性比混凝土的要大,就会 造成钢圈与混凝土接触的地方离空,所以 钢圈板条的下料必须准确,外半 径应按设计要求比管子外半径小2mm,同时吊装时应注意,避免钢圈发生碰撞,或把 钢圈侧靠在其他物件上进行翻转。

2、注浆 孔和吊装孔周边渗水。贵州 电力管道在试验过程中发现,个别 的注浆孔有渗水现象,仔细 观察发现水分是沿着预埋钢管的外侧渗进来的,尽管 设置了止水钢环板都无法完全有效。为了 保证电力管道内滴水不漏,我们 又专门订做了一个小的遇水膨胀胶圈,套在 注浆孔钢管的外边,这样 才有效地解决了问题。而吊 装孔后的渗水则是由于定位钢筋直接顶到了内模具,造成 钢筋周边形成了渗透通道,后来 我们把定位钢筋切断,不顶在内模具上,而是 直接焊在钢筋笼上,之后 也没有发生吊装孔后渗漏的现象。  


3、在Φ3500隧道的顶进过程中,施工 单位对注浆工序进行了强化,在整 个顶进的过程中总的顶力都可以控制在10000kN左右,符合设计要求。曲线 顶管也顺利地穿越了道路,管节 没有出现破损现象。尽管 放置了多个中继间,但由 于顶进过程中总顶力没有超过预警范围,所以 也没有启动中继间。


五、结束语

此次Φ3500混凝 土管道在电力隧道工程的应用可以说是很成功的,尽管 在广东省内已经不是第一次使用,但这 次应用的经验也使我们对大直径管道的开发和应用有了一个更深的认识,也大 大促进了行业的发展。目前该工程已完成了2000多米的隧道工程,贵州 电力管道部分已经进行了分项验收,正在 进行支架安装和其他的配套工程,隧道 内没有出现漏水现象,工作环境良好。



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