李海鸿
广东荣鸿建设有限公司,广东广州，510000
摘要：城市污水管网建设中，井室这道工序施工耗时最久，施工效率低，工期长。公司根据依托项目，针对预制装配式大管径矩形井室施工技术进行研究，以实现井室结构稳定，并提高施工效率及接缝防水效果，最终形成科技成果。
关键词：预制装配式 大管径 矩形顶管井室 施工技术
一、技术工艺原理
1.0.1预制装配式大管径矩形井室采用管中横向分离式，从管中横向分离，底板与下半节井室预制成一个整体，上半节井室单独成一个，安装时上下两部分通过弧形螺栓连接拼装成型，接口采用企口形式，防水处理采用遇水膨胀止水条+防水砂浆。
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1.0.2井室模板通过可调分离式定型钢模，井室结构设计为框架结构，钢筋采用洞口环梁+暗柱梁加强，以增加井室受力部位强度，减少变形，洞口的防水处理采用油麻+石棉水泥。
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图1.0.2-2可调分离式定型钢模模具设计图
二、工艺流程及操作要点
2.1工艺流程
该技术的工艺流程见下图。
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图2.1.1施工流程图
2.2操作要点
2.2.1整体建模
1从管中横向分离，底板与下半节井室预制成一个整体，上半节井室单独成一个，安装时上下两部分拼装成型。
2利用大型计算软件Midas Civil对检查井进行整体建模分析，通过计算，最大内力值为31.1KN*m/m，集中在检查井内侧井身棱边中；最大变形值为0.31mm，集中在检查井井室上部中间。
3自重较轻，上下井室靠自重及人工稳扶安装，安装运输方便，安装精度高。
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图2.2.1矩形井室受力分析图
2.2.2井室连接形式
1在井室内部四个引脚拼接口处设置Φ14弧形螺栓固定连接，螺栓孔位于下节井室以下350mm，长宽等同倒角宽度（250mm）。
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图2.2.2-1矩形井室连接形式
2由于钢筋混凝土检查井主要功能是蓄水、排水，其主控项目之一为防渗水功能，防渗水是预制品施工重中之重，接口设计为企口形式，设置在上下节及上节与盖板连接部位。壁厚30cm，企口设置在壁中斜角15°，尺寸为10×35mm。
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图2.2.2矩形井室企口形式接口
2.2.3预留孔洞、吊装孔
1管道对应检查井预留孔洞外径以上下节井室平分，距离两侧井壁各300mm。考虑到安全要求，吊装孔在上下井室各设置两个。上部井室吊装孔位于井室顶以下700mm，深150mm；下部井室吊装孔位于底板底以上800mm，深150mm；两个吊装孔间距90cm。
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图2.2.3预留孔洞、吊装孔图
2.2.4可调分离式定型钢模模具制作
1可调分离式定型钢模设计模具6mm厚的Q235定型钢模采用拼装组合形式。上半节井室采用9块模板拼装，下半节井室采用8块模板拼装，模板连接采用高强螺栓连接，在多块拼装时，在模板背面增设三道槽钢龙骨加固，提高模板整体稳定性，从而确保产品质量。
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图2.2.4-1模具制作图
2根据以上检查井设计，进行车间模具加工，完成后及时组织进行车间试拼装，主要控制模具拼缝、表面平整度、垂直度、连接牢固情况。
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图2.2.4-2模具拼装图
2.2.5钢筋绑扎加工
1洞口环梁和企口暗柱梁尺寸为30cmx30cm，主筋间距为20cmx20cm，主筋采用 Ф14。
2在底模和侧模上投影出井壁钢筋位置，用石墨笔标出企口暗柱梁、洞口环梁，精确位置，检查钢筋下料型号，无误后开始安装钢筋。
3钢筋受力可靠，受力钢筋箍筋间距：±20mm，弯起点位置：20mm；纵向受力钢筋间距±10mm，锚固长度-20mm，排距±5mm。
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图2.2.5钢筋绑扎加工图
2.2.6装配式矩形井室预制生产
1预制井生产采用普通流塑性混凝土C35P8F150，人工配合插入式振捣，一般情况混凝土浇筑完成12h后开始脱模，夏季高温采用蓄水养护，冬季采用覆盖加温养护，正常养护期不少于7d。
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图2.2.6矩形井室预制生产
2.2.7矩形井室运输、吊装
1养护7d后出厂前进行强度试验和现场实体强度回弹，实体强度达到设计强度75%以上允许吊装、运输，运输采用50T拖板车。
2吊装设备的选择是根据单节预制井的重量为11—16T、施工现场吊车距工作井的距离为3—5m，选用70T吊车吊装。
3吊装采用设吊孔穿束方法。将配套的4个吊具分别插入预制井的吊装孔内，并外露5cm，用四根长度6m，直径不小于φ22钢丝绳在吊点位置套住吊具兜住井室，钢丝绳与井室侧墙夹角控制在60°，防止井室破损。
4吊装时由指挥人员检查构件绑扎、吊索、吊机运转是否正常，并指挥保持构件水平，起升动作平稳。
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图2.2.7矩形井室运输、吊装
2.2.8矩形井室安装
1下半节井室安装：先吊装下半节井室，吊装时工作井内不得站人。当吊装井室靠近工作井管道顶部时，人工辅助吊装作业将井室推送至画线位置。当一侧管道已经提前安装，应检查预制井插入管道的两侧空隙要均匀，分别是3cm；管道伸出检查井内壁最少2cm。吊装过程中应注意预制井产品保护，避免撞击。
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图2.2.8-1下半节井室安装
2管道安装：下半节井室安装到位后，根据现有管道管头到检查井内壁的距离，截管道并吊装下管。当管道靠近预制井室内部时，人工辅助吊装作业水平推送至预留位置，用千斤顶调整管子与原管道接口顺接，同时保证管子在预制井预留洞口中心，上下左右空隙各3cm。
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图2.2.8-2管道安装
3上半节井室安装：吊装前，应将上半节井室企口处，以及与上半节井室重合的管道表 面清理干净，并洒水湿润。井室吊装方法和同下半节井室，需注意要将有爬梯位置的一面按流水方向放置准确，同时要将井室推送至下半节井室的企口处，确保上下井室刚好重合。 重合后将企口内外壁外溢的砂浆用刮刀压实、并抹光，以确保井室企口处严密。
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图2.2.8-3上半节井室安装
2.2.9接口处理
1井室安装前，首先将下半节井室企口表面清扫干净，用水充分湿润到位，在下半节井室企口内侧槽内（宽3.5cm*厚0.5cm）埋设橡胶止水带（宽3cm*厚2cm），在止水带外侧铺设1:2水泥砂浆加5%防水剂与止水带略高0.5cm。
2将止水带顶部完全镶嵌在上企口的槽内（宽3.5cm*厚0.5cm），其余接触面按要求铺设1~2cm 厚防水砂浆，要求砂浆饱满、铺设均匀， 重合后将企口内外壁外溢的砂浆用刮刀压实、并抹光，最后用聚硫密封膏在内外壁封堵，以确保井室企口处严密。
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图2.2.9-1整体连接节口防水
3对管口与井室接口处理，上半节井室安装前在管口位置沿管周缠绕两圈油麻绳。上部井室安装完成后，用防水砂浆封堵井室外墙壁洞口，在井室内部用石棉水泥将管缝填打密实，最后用防水砂浆抹面平整。
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图2.2.9-2整体连接洞口防水
2.2.10验收检查
1通过闭水试验，预制装配式检查井安装完成，耗时4h05min，同时现场进行闭水试验检测。
2在已安装完成的检查井两侧管口处采用37砖砌墙进行封堵，养护3天后进行闭水试验，经观察水位下降量40.3cm，渗水量为61.77m3/24h·km，＜63.7m3/24h·km的规范要求，同时闭水试验时外观检测未见明显漏水现象，闭水试验合格。
三、效益分析
1本技术采用预制装配式施工工艺，厂内加工污染少，绿色环保，符合国家政策要求和装配式建筑发展趋势，预制装配式检查井井室整体性好，通过闭水试验验证合格，满足规范要求，井室外观质量、强度等均达到规范标准要求，得到了社会各界认可和各界领导的高度好评，且提升了企业形象，社会效益显著。
2本技术采用装配式检查井室，对传统技术进行创新性改革，提高了现场井室安装速率，施工过程满足进度要求，施工绿色环保，符合国家政策要求和装配式建筑发展趋势，预制装配式检查井井室整体性好，井室外观质量、强度等均达到规范标准要求，具有广阔的应用前景。
四、应用实例
1）、工程概况
三江、江龙及沙庄片区污水管工程，位于广州市增城区增江东岸、南起东江北干流，北至麻车、西至石滩镇中心、东至姚沙头村。
施工内容包括14个子分项，纬一路、纬二路、光明西路、光明东路、上围村、上围东一路、上围东二路、江龙检修厂、元美工业园、沙头村、建设路截污工程、三江片区主干网、江龙沙庄片区主干网，379省道主干网。施工DN500~DN2200管网总长度22.57km，其中III级钢筋混凝土管d1000长度7433m、d2200长度2790m、d800长度4273m，采用顶管施工；II级钢筋混凝土管d800长度942m、d600长度5102m、d500长度3728m。
（2）、施工情况
在本项目开创性研发预制装配式大管径矩形井室施工技术，采用预制装配式矩形井室，实现工厂化装配式井室施工，解决了传统施工中现浇大管径矩形井室质量控制难度大、施工工序复杂的问题，并大幅提高了施工效率，减少人力和机械设备投入。
在该项目实施过程中，利用预制装配式模板，研制一体式现浇检查井，从I级—III 级检查井一次性钢筋、模板、砼施工，制作过程中利用管中横向分离式预制装配式矩形井室，接口设计为企口形式，设置在上下节及上节与盖板连接部位，实现井室防水性能，采用管中横向分离式设计，上、下两节，分内、外模，并采用整体连接节口防水处理—遇水膨胀止水条+防水砂浆。取得了良好的防水成果，工程经竣工验收，工程质量达到合同约定的“合格”标准。
（3）、结果评价
通过采取本技术，施工过程安全可靠，质量符合设计要求，施工进度满足现场要求，具有明显推广价值。
结束语
采用管中横向分离式预制装配式矩形井室方式，实现井室结构稳定、变形小，安装快捷、安装精度高，解决了传统现浇井室施工工序繁琐、效率低的问题。
采用可调分离式定型钢模，通过螺栓加固连接，实现预制井室质量可控，模具安拆便利，解决了砼浇筑过程中宜出现漏浆现象、模具无法重复利用的问题。
采用弧形螺栓整体连接的方式，遇水膨胀止水条+防水砂浆的节口防水及油麻+石棉水泥的洞口防水处理，实现检查井紧密连接，施工快捷，多层防水保护、防水质量好，解决拼接整体抗震性能较差、接口渗水的问题。