預制混凝土電纜溝在水電工程的應用

李 坤,董柯楠

(1.福建永泰閩投抽水蓄能有限公司，福建 永泰 350700； 2.中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

傳統(tǒng)電纜溝一般為磚砌結構或現(xiàn)澆混凝土結構，溝內(nèi)采用型鋼制作電纜支架，頂部采用預制鋼筋混凝土蓋板。磚砌電纜溝投資較少、施工方便，但人工作業(yè)量大，人工熟練度對進度影響較大，同時砌塊和砂漿質(zhì)量也對質(zhì)量影響較大，另外由于砌體結構整體性相對較差，地面以下部分在干濕交錯及機械力的反復作用下易發(fā)生局部損壞。現(xiàn)澆混凝土結構雖然克服了整體性較差的缺點，但是施工質(zhì)量仍然依賴人工熟練度，尤其在強調(diào)施工進度的時候易出現(xiàn)質(zhì)量通病，如裂縫、蜂窩麻面等。近年來，預制裝配技術高速發(fā)展，其優(yōu)勢有：構配件集中預制，保證加工質(zhì)量；現(xiàn)場機械化吊裝，施工速度快，提高生產(chǎn)效率；現(xiàn)場濕作業(yè)少，節(jié)能環(huán)保等。由此可見，預制電纜溝在水電工程中推廣具有良好的經(jīng)濟效益[1]。

1 概述

永泰抽水蓄能電站沿進場公路一側布置電纜溝，電纜溝采用預制結構，主要工程量為600 mm×800 mm型預制電纜溝3 813塊、850 mm×800 mm型預制電纜溝2 810塊。由于預制電纜溝數(shù)量較多，所需場地大，前期規(guī)劃的小構件預制場場地無法滿足生產(chǎn)需求，后增設預制場地協(xié)調(diào)解決。另外由于施工標準化要求高、預制構件精度要求高，故對施工方法進行優(yōu)化，加強施工過程控制，提高預制電纜溝安裝精度，取得了良好的效果。本文通過對電纜溝施工過程進行總結，形成一套可操作性強且經(jīng)濟實用的施工方案，供類似工程施工進行參考。

2 預制電纜溝施工工藝流程

預制電纜溝施工工藝流程如圖1所示。

圖1 預制電纜溝施工工藝流程示意

3 預制電纜溝施工

3.1 施工準備

施工準備過程中的要點是參考類似工程施工經(jīng)驗并結合工程實際情況，綜合考慮施工全過程，做好技術準備、物資準備及現(xiàn)場準備，避免出現(xiàn)如作業(yè)人員不了解作業(yè)內(nèi)容導致質(zhì)量問題，或者缺少材料或設備影響正常施工的情況。

本工程在施工準備過程中發(fā)現(xiàn)預制場地較小，無法滿足生產(chǎn)及儲備要求的情況，經(jīng)協(xié)調(diào)增加預制加工場地后保證了正常施工，體現(xiàn)出施工準備工作的重要性。

3.2 測量放線

電纜溝尺寸分別為125 cm×95 cm、100 cm×95 cm，根據(jù)邊溝尺寸采用全站儀分段進行放樣，每25 m一段放出電纜溝邊樁及中樁，中樁樁頂標記開挖深度，現(xiàn)場灑白灰線控制溝槽開挖寬度與順直度。在道路轉彎及變坡點需進行加密，保證施工精度。

3.3 溝槽開挖及基礎處理

1) 溝槽開挖

為滿足預制電纜溝施工工藝要求，預制段電纜溝直線段兩側各擴挖10 cm，轉彎處擴挖20 cm。根據(jù)開挖尺寸及地質(zhì)情況，現(xiàn)場配置0.3 m3、0.8 m3挖掘機進行開挖，底部預留10 cm厚保護層人工開挖，局部石方采用破碎錘進行處理。開挖過程中測量人員全程跟蹤，及時檢查開挖尺寸。開挖完成后人工平整、清理，并用手扶式振動碾進行壓實，提高基礎底部平整度。

開挖的土石方運至棄渣場堆放，不得隨意棄渣，破壞環(huán)境。基坑開挖完成后組織各方聯(lián)合驗收，驗收合格后立即進行碎石墊層及砂漿找平層施工，避免基礎面長時間暴露、擾動或降雨等消弱地基承載力。

2) 碎石墊層

① 基槽開挖并驗收合格后，測量人員放出基礎墊層定位軸線及標高，復測無誤后，進行碎石墊層施工。

② 墊層采用級配碎石，滿鋪厚度為5～10 cm。

③ 級配碎石墊層表面要求平整，采用0.3 m3挖掘機入倉，人工鋪平，手扶式小型振動碾壓實。

3) 干硬性水泥砂漿找平

級配碎石墊層壓實后在墊層上施工30～50 mm厚1:3干硬性水泥砂漿進行找平。砂漿由拌和樓統(tǒng)一拌制，自卸車運至現(xiàn)場，由手推膠輪車運至各工作面，干硬性水泥砂漿坍落度應小于10 mm，以“手捏成團、落地開花”為宜。

3.4 預制件加工及養(yǎng)護

預制電纜溝每節(jié)電纜溝長50 cm，底板中心位置預埋中直徑20 mmPVC灌漿管，用于后期電纜溝與接觸面的回填灌漿；每節(jié)電纜溝支架側面邊緣預埋5 cm長M12螺帽，用于預制塊連接；兩側面中線距頂部30 cm初預埋直徑50 mmPVC管，作為吊裝孔。電纜溝典型斷面如圖2所示(圖示為850 mm×800 mm型)。電纜溝蓋板采用8#槽鋼包邊，轉角處45度角拼接，板內(nèi)雙向單層配筋，四角布置4個M20不銹鋼沉頭螺母，槽鋼、鋼筋及螺母均采用焊接連接，焊縫高度為5 mm。蓋板典型結構如圖3所示(圖示為厚8 cm型，15 cm厚采用∠150×8等邊角鋼包邊，雙層雙向配筋，其余類似)。預制件采用工廠化預制，模板采用樹脂模具組合而成，如圖4所示。

圖2 電纜溝典型斷面示意(單位：mm)

圖3 預制電纜溝蓋板示意(單位：mm)

圖4 預制電纜溝模板示意

預制構件加工的要點是保證模板尺寸滿足設計要求，預埋件、預留孔洞偏差滿足設計及規(guī)范要求。澆筑前做好隱蔽工程驗收，隱蔽工程檢查驗收項目包括[2]：① 鋼筋的牌號、規(guī)格、數(shù)量、位置和間距；② 縱向受力鋼筋的連接方式、接頭位置、接頭質(zhì)量、接頭面積百分率、搭接長度、錨固方式及錨固長度；③ 箍筋彎鉤的彎折角度及平直段長度；④ 鋼筋的混凝土保護層厚度；⑤ 預留孔洞大小、位置及周邊加固措施；預留灌漿管的規(guī)格、數(shù)量、位置及固定措施等。

澆筑完成后及時收面，收面完成后覆蓋保濕養(yǎng)護，保證預制件施工質(zhì)量。

預制電纜溝及蓋板制作流程如下：

1) 清潔模具：電纜溝采用樹脂模具，使用前將模具的內(nèi)外用小鏟刀鏟凈，保持模具清潔，在模具內(nèi)壁以及底面均勻刷薄層脫模劑。蓋板以包邊槽鋼或角鋼為側模，硬化找平地面為底模，底模涂隔離劑。

2) 鋼筋制安：電纜溝鋼筋加工在加工場實行流水作業(yè)，各種鋼筋按照設計尺寸下料后組裝成鋼筋骨架，吊運至預制區(qū)整體入模安裝。鋼筋骨架制作在胎架上進行，胎架采用型鋼及鋼板制作而成，結構尺寸與構件預制模板相同。鋼筋制作時，根據(jù)鋼筋設計數(shù)量和間距在胎架上焊接縱橫向定位筋，鋼筋安裝依靠定位筋完成就位，構件骨架的縱橫向鋼筋、箍筋及架立筋采用焊接連接。蓋板整體在加工場焊接成型，裝運至澆筑場地。

3) 攪拌、運輸：預制電纜溝及蓋板采用C30混凝土，由拌和站按照配料表集中拌制，9 m3攪拌車運輸。由于施工期間氣溫大于25℃，故混凝土從運輸?shù)饺肽５臅r間不宜超過60 min，不應超過150 min，入倉溫度不大于35℃。現(xiàn)場環(huán)境高于35℃時，蓋板包邊槽鋼需灑水降溫，但不得留有積水[3]。

4) 混凝土通過下料口流入模具，使用Φ30軟軸振搗棒分層進行振動密實，每層厚度以15 cm為宜。振搗時應“快插慢拔”，振搗第一層時振搗棒頭應應距硬化面5 cm，振搗上層時振搗棒應插入下層混凝土5～10 cm。在模板、鋼筋、預埋件附近振搗時，其插入距離宜不小于有效半徑的0.5倍，預防鋼筋預埋件變形位移，必要時輔以人工振搗。振搗至混凝土不再顯著下沉、氣泡不再冒出、開始泛漿。最后一層振搗完成后，對表面進行抹光。

5) 養(yǎng)護、脫模：成型的構件初凝后覆蓋土工布灑水養(yǎng)護，保證混凝土表面處于濕潤狀態(tài)，36 h后可拆除外側模及前后側模，達到設計強度50%或72 h后可拆除內(nèi)側模，底模在預制構件吊離后最后取出；拆除的模具搬運至模具清洗區(qū)清洗，局部黏連的混凝土或污物采用小鏟刀鏟凈、或草酸清洗，保持模具清潔光澤；脫模好的預制塊用人工配合叉車運輸至堆存場統(tǒng)一堆存、灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護安排專人負責，時間不小于14 d。同時堆放場地應整潔，避免污染。

6) 檢驗：外觀質(zhì)量不應有嚴重缺陷，且不應有影響結構性能和安裝、使用功能的尺寸偏差。預留孔洞的位置數(shù)量應符合設計要求[4]。為防止運輸途中損壞，運輸過程中應用鋼絲繩綁扎牢固，卸貨時輕拿輕放。

3.5 預制件吊裝安裝

1) 預制塊運輸

預制塊達到設計強度后即可翻身吊運，吊運時采用25 t汽車式起重機吊裝、卸車，20 t平板載重汽車運輸至安裝作業(yè)面。運輸過程中要對預制構件進行保護，最大限度地消除和避免構件在運輸過程中的污染和損壞。裝車后用吊帶或專用緊固帶拉牢緊固，形式應為八字形、倒八字形，交叉捆綁或下壓式捆綁，同時采用廢舊輪胎進行保護，以防構件在運輸途中因振動而受損。車輛運輸時應緩慢啟動，保持勻速行駛，嚴禁超速、急轉或急剎等操作。

2) 預制構件吊裝

① 預制構件吊裝采用已進場的25 t汽車式起重機進行吊裝。

② 預制構件吊具為自制鐵扁擔及自制吊鉤(直徑32 mm圓鋼，橡膠包裹)，鋼絲繩選用直徑16 mm，公稱抗拉強度1 770 MPa的6×37S+FC纖維芯鋼絲繩。吊具結構示意見圖5。

圖5 電纜溝吊具示意(單位：cm)

③ 安裝方法：以電纜溝預留吊裝孔洞為吊點，吊鉤穿過吊點吊裝，吊裝過程做到慢起、快升、緩放；構件距離安裝面約0.5 m時，應慢速調(diào)整到安裝位置，緩慢下放后初步就位，就位后用撬棍進一步調(diào)整位置，保證準確定位。吊裝就位完成采用螺栓進行連接。連接時利用預埋于電纜溝內(nèi)側面的M12螺帽作為電纜溝連接孔，采用等邊角鋼∟63×8 mm及M12螺栓連接緊固。連接示意如圖6所示。

圖6 電纜溝安裝連接示意

吊裝施工要點有：① 合理選擇吊裝機械，要根據(jù)場地環(huán)境、安裝對象、起重性能、資源配置及經(jīng)濟效益綜合選擇[5]。既要滿足施工要求，又要避免出現(xiàn)過剩的性能，提高經(jīng)濟性。汽車式起重機機動性好、轉移迅速，適用于電纜溝安裝施工。② 綁扎所用的吊索、卡環(huán)、繩扣等及鋼絲繩的選用均應經(jīng)計算確定，且計算時應考慮沖擊荷載，按照規(guī)范選定按照系數(shù)，保證施工安全。

3.6 注漿、勾縫及封堵

電纜溝安裝結束后，通過底部預留的直徑20 mm注漿孔進行回填注漿，水灰比為2:1。注漿時按水溝坡度自較低的一端開始，向較高的一端推進，進漿量明顯減少且底板較高一側連接縫全縫均有水泥漿流出時結束當前孔注漿，進行下1個孔注漿。注漿完成后進行勾縫及吊裝孔封堵施工，除每隔50 m預留的水煤氣管外，其余吊裝孔均采用同標號細石混凝土回填。為確保電纜溝整體現(xiàn)象美觀，后期回填混凝土應與預制混凝土無色差，細石混凝土由人工現(xiàn)場拌制回填，回填完場后用刮尺將表面殘余的水泥刮去，用木抹子抹平、壓實。

3.7 銅絞線敷設

電纜溝接地銅絞線全線暗敷于電纜溝邊墻外側，每隔50 m通過吊裝孔引出，后期與電纜溝內(nèi)預埋扁鋼連接，預留接地線為1 m。

3.8 混凝土回填

裝配式電纜溝安裝完成、銅絞線敷設完成經(jīng)驗收合格后，即可進行混凝土回填施工。回填混凝土強度C20，在拌和系統(tǒng)拌制完成后由9 m3混凝土攪拌車運輸至工作面，采用0.3 m3挖掘機配合入倉，人工采用Φ50振搗棒振搗密實。

3.9 蓋板安裝

道路岔口部位蓋板厚15 cm，其余路段厚8 cm，采用20 t平板車運輸至作業(yè)面，安裝時人工配合自制小車移動就位。蓋板安裝軸線與水溝軸線相同，兩端支點位置設置50×5 mm的橡膠條，橡膠條采用膠黏劑進行粘貼，粘貼前應清理干凈雜物。蓋板安裝完成后應平穩(wěn)、接縫嚴密。

4 結語

永泰抽水蓄能電站進場公路電纜溝長約3.3 km，按照計劃需在雨季施工，若采用現(xiàn)澆混凝土結構，受天氣影響大，進度難以保證，故采用預制電纜溝結構。預制電纜溝相較于傳統(tǒng)砌體及現(xiàn)澆混凝土結構的優(yōu)勢主要有：在專業(yè)的預制場地預制，使得構件質(zhì)量得到保證；現(xiàn)場安裝施工受天氣影響小，大大提高了生產(chǎn)效率，進度有保障；現(xiàn)場濕作業(yè)少，對環(huán)境影響小，符合綠色施工要求，總體而言具有良好的推廣意義。