大管径矩形检查井室预制装配式施工工法

第第页大管径矩形检查井室预制装配式施工工法1.前言我公司在工程施工中，由于工期设计紧，按照管道顶进完成再进行现浇钠筋检查井的思路，施工周期长，且现浇质量不易控制，综合成本较高，无法完成节点要求。如工程处于砂层地质，且有地下水，使得现浇难度增大。因此我公司积极开展工艺改进，决定采用预制检查井室施工，预制构件现场安装施工效率髙，大幅节约了施工工期，且检查井室整体性好，外观质萤及强度均优于现浇检查井室。经总结后形成“人管径矩形检查井室预制装配式施工工法”，并应用于多个实际工程中，取得了显著的经济效益。该技术经过公路协会组织的科技成果鉴定，获得国内先进水平，具有良好的推广应用前景及意义。2.工法特点1、整体观感性好。预制装配式检查井井室整体性好，且井室外观质量和强度均优于传统现浇检查井。2、施工效率髙。采用预制构件装配式安装，安装效率髙，且养护时间不占用施工工期。3、施工成本低。采用可调分离式钠模板进行预制检查井生产，安装拆除操作便利，减少了作业人员，且一套模具可生产多种井型，节约了直接投入成本。4、稳定性强。对洞口进行环梁加强，浇筑不易变形，增强了洞口强度；对梁柱进行钢筋加强，有效减小井室结构变形，增加井室结构整体强度。5、安全性高。施工工序安排合理，预制构件自重轻，运输方便，安装吊车吨位较小且吊装过程可控，具有极高的安全性能。3.适用范围本工法适用于顶管施工中预制检查井室的施工，尤其适用于工期紧，且现浇施工难度大的顶管检查井室施工。4.工艺原理采用预制工作井室，分为上、下半节预制构件装配而成，预制构件中间设半圆孔，半圆处设为环梁，环梁两端预埋灌浆套筒，两侧为暗柱，暗柱顶部设置企口，安装时先安装下半节构件，再将管道放入半圆孔内，最后吊装上半节构件，安装前先在下部企口面铺设防水砂浆和预埋止水条，安装时下半节井室预埋钢筋插入到套筒内并注浆固定，形成整体井室结构，两侧企口处做最后密封，整个过程以干法工艺为主，施工工序少，构件制作时间不占用工期。（1）钢筋节点加强（2）井室连接图（3）企口处连接图5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程5.2操作要点5.2.1施工准备1、方案分析：设计完整、准确可靠的钢筋受力。经Midascivil力学计算最大内力值、最大变形值；暂不考虑施工现场场地情况，根据最大自重、高度，确定吊车规格，上下井室靠自重及人工扶稳安装，安装精度高，确定该方案可行。内力计算及位移分析图2、材料准备:通过所选方案，确定所需材料，经对比分析，模板采用可调分离式定型钢模，规格为6mm厚Q235定型钢模。节口连接处防水处理采用雨水膨胀止水条加防水砂浆。提前将所需材料运输进场，经检验合格后分类码放整齐。3、施工准备:与技术人员进行详细的技术交底，按照设计图纸要求，确定预制检查井的类型、井壁预留洞口尺寸大小和位置等要求。5.2.2前期设计根据检查井埋深位于地面以下深度，利用midascivil对检查井钢筋配置进行整体分析。由模型计算得到检查井侧墙每延米的绕水平轴的最大弯矩，最大值发生在检查井上部井室侧墙的下缘。井室连接形式设计:由于钢筋混凝土检查井室主要功能是蓄水、排水，所以其主控项目之一为防渗功能，将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。预留孔洞、吊装孔设计：预留孔洞为设计管道，根据对应检查井室预留孔洞外径，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。将预制检查井井室加工制作方式设计为管中横向分离式，采用上下两节设计，分内外模。模具采用拼装组合形式，上下半节井室均采用模板拼装，模板连接采用高强螺栓连接。根据井室设计，在车间进行模具加工，完成后进行试拼装，主要控制模具拼缝、表面平整度、垂直度和连接牢固情况。当拼装后拼缝过多时，在浇筑过程中容易早还曾涨模现象，为保证产品质量，所以在多块拼装时，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。钢模设计制作5.2.3钢筋绑扎利用计算软件midascivil对检查井井室进行整体建模分析，可算出检查井洞口在最不利荷载作用下所受最大弯矩，对其进行加强处理，洞口加强处主钢筋间距18cm×18cm，主筋采用14进行配筋。在底模和侧模上投影处井壁钢筋位置，用石墨笔标出企口暗梁、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班。同理，计算出检查井暗柱在最不利荷载作用下所受最大弯矩，根据暗柱尺寸25×25，主筋采用14进行配筋。在底模和侧模上投影处井壁钢筋位置，用石墨笔标出暗柱、暗梁精确位置，检查钢筋下料型号，无误后开始安装钢筋。在钢筋绑扎完成后，根据设计爬梯位置，将爬梯焊接固定在钢筋网片上，内模外爬梯再用铁丝与檩木固定，确保爬梯受砼施工冲击不受影响，保证位置准确。吊装孔的设置：上半节井室和下半节井室分别在距顶板端和底板端80cm位置，提前预埋方钢管，吊孔内底处预埋φ150钢板厚4mm。预埋吊孔两侧用φ10加强钢筋与受力钢筋焊接每层4根，工8根长20cm进行加固。上下节各4个，对称安装孔中对孔中间距90cm。企口设置：井室上下两节部分之间拼接处设置为企口型，在企口凹面的钢筋上预埋两块钢板，保证上半节构件安装时搭接处理。环梁及暗柱节点加强5.2.4下料生产由于构件高度均2m以上，采用分次浇注的方法，具体顺序依次为：先进行以及井室下半节底板浇注，待砼达到初凝后，再进行侧墙浇注；上半节的预制直接在下半节上利用企口凹凸面作为企口的模具，进行砼浇注。拆模时间根据同条件及现场回弹强度确定，达到设计值80%拆模。拆模后，将止水螺栓露出壁墙外部进行切割，并想井壁凿进1cm，用水泥石棉填充打实，表面1:2防水砂浆封堵抹面。5.2.5试组合安装现在场内进行现场模拟安装试验，井室安装前，首先将下半节井室企口表面清扫干净，用水充分润湿到位，在下半节井室企口内侧槽内埋设橡胶止水带，在止水带外侧铺设1:2水泥砂浆家5%防水剂与止水带略高0.5cm。注意上下企口连接紧密，将止水带顶部完全镶嵌在上企口的槽内，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。工厂试安装针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。管口处理效果检查5.2.6吊装运输将预制井室运输至施工现场，选用汽车吊进行吊装施工。吊装采用设吊孔穿束方法，将配套的4个吊具分贝插入预制井吊装孔内，并外露5cm，用四根长度6m，直径不小于22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。吊装是有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。5.2.7现场安装为达到地基均匀承载的效果，预制装配式砼检查井室底板下面先铺设5~10cm厚的砂砾垫层。吊装前，复测工作坑底基础标高、横纵向线位，并用白灰线在坑底做出“十字型”标记，确定出安装的准确位置。在井底放出纵向和横向中心线及其外轮廓，便于在吊装时与井室的中心线对齐，提高安装精度。下半节井室安装产品到场后，根据现场工程进展实际情况安装检查井井室，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孔隙要均匀，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保护，避免撞击。管道安装下半节井室安装到位后，根据现有管道管头到位检查井内壁的距离，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，同事保证管子在预制井预留洞口中心，上下左右空隙各3cm。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。安装时采用手拉葫芦进行吊装，上半节井室距下半节井室上方500mm处停止，安装人员用手扶井室指挥缓慢放下，直至预埋钢筋上方，并采用手拉葫芦微调与反光镜配合调整，确保预埋钢筋与套筒定位准确，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。密封灌浆：灌浆前将上下节井室间内侧空隙采用高强砂浆密封，外侧采用硅酮密封胶密封，防止灌浆时漏浆。密封完成后将拌合好的浆液导入注浆泵，待灌浆泵嘴浆液成线状时，将灌浆嘴插入灌浆口，调节气压值开始注浆，待出浆口全部满溢出浆，再用橡胶堵头堵塞出浆孔，完成灌浆。灌浆料应在0.5h内用完，每个孔洞必须一次性注浆完成，不得间隙多次注浆。现场吊装5.2.8接口处处理预制检查井与管道接口接触面均要凿毛，在管道伸进井室前，在预留孔下部120°范围内座1:2防水砂浆，厚10~15mm，并用油麻绳缠绕，挤压管道是防水砂浆与管道连接密实，以砂浆外溢为准。将管道两侧和上部分别以防水砂浆填满，插捣防水砂浆直至完全饱满，最后在管道与井室连接处抹出三角状防水砂浆，宽度5cm。两节井室之间拼接处的企口能起到阻水的作用，企口凹槽内设置橡胶止水带，下节吊装时采用聚氨酯掺和1:2水泥砂浆进行座浆厚度15mm，使上下两节形成一个整体。安装完成后对井段进行闭水试验，从试验结果看，渗水量为小于63.7㎡/24h∙km的规范要求，同时未见渗漏现象，闭水试验合格。6.材料与设备6.1主要材料序号材料牌号/规格单位备注01定型钢板Q235钢t预制检查井钢模板02钢筋/t检查井钢筋绑扎03混凝土C35、P8、F150m³检查井浇筑04注浆套筒Φ14个预制件连接05灌浆料/m³预制件连接灌浆06止水条3×2cmm企口防水07防水砂浆水泥:砂=2.5，水灰比0.5m³拼接处防水08油麻I级t防水6.2主要施工机械设备序号设备名称型号单位数量01汽车吊/台202运输车/台203钢筋切断机/台104电焊机BX-33台105全站仪RTS632H台106经纬仪J2E台107水准仪DS24台17.质量控制7.1工程质量控制标准本工法主要遵照执行的现行规范、规程、标准主要有:1.《预制混凝土检查井》(JCT2241-2014)2.《预制装配式钢筋混凝土检查井技术规程》(DB34/T1786-2012)3.《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)4.《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107-2010)5.《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2016)6.《给水排水构筑物施工及验收规范》(GB50141-2008)7.《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355-2015)7.2质量保证措施7.2.1钢筋绑扎质量控制表洞口环梁钢筋加强检查表项次检查项目允许偏差（mm）检查方法和频率01洞口环梁受力钢筋间距±20尺量：每构件检查2断面02弯起点位置20尺量：每构件检查5~10间距03保护层厚度±5尺量：每构件沿周边检查8处表暗柱钢筋加强检查表项次检查项目允许偏差（mm）检查方法和频率01暗柱梁受力钢筋间距±20尺量：每构件检查2断面02锚固长度-20尺量：每构件检查5~10间距03排距±5尺量：每构件沿周边检查8处7.2.2预制检查井质量控制产品检验同材料、同规格、同工艺生产的成品50套为一批，不足50套时也可作为一批，但至少10套。每套检查井各部件的外观质量和尺寸偏差都必须按检验项目要求进行全检。表检验抽检数量序号质量指标类别检验项目数量备注1外观质量B检查井各部件外(上)表面逐套按批量2检查井各部件内(下)表面逐套3缺陷修补情况逐套4接口端面逐套5表面裂缝逐套6尺寸偏差B内尺寸(d、D1、D2、或L)10采用随机方法抽样7井圈有效高度(h)108调节圈有效高度(h)109收口圈(板)有效高度(h)1010井筒或井室有效高度(h)1011井筒或井室壁厚(t或T)1012顶板厚度(h1)1013尺寸偏差B底板厚度、(h2)10采用随机方法抽样14端面倾斜度1015A保护层厚度(t)216物理力学性能井壁抗渗性能217混凝土28d强度检查生产记录7.2.3钢筋套筒灌浆连接质量控制1、灌浆套筒进厂(场)时，应抽取灌浆套筒并采用与之匹配的灌浆料制作对中连接接头试件，并进行抗拉强度检验，钢筋套筒灌浆来接接头的抗拉强度不应小于连接钢筋抗拉强度标准值，且破坏时应断于接头外钢筋。检查数量：同一批号、同一类型、同一规格的灌浆套筒，不超过1000个为一批，每批随机抽取3个灌浆套筒制作对中连接接头试件。检验方法：检查质量证明文件和抽样检验报告。2、连接钢筋与全灌浆套筒安装时，应逐根插入灌浆套筒内，插入深度应满足设计锚固深度要求。3、钢筋安装时，应将其固定在模具上，灌浆套筒与柱底、墙底模板应垂直，应采用橡胶环、螺杆等固定件避免混凝土浇筑、振捣时灌浆套筒和连接钢筋移位。4、与灌浆套筒连接的灌浆管、出浆管应定位准确、安装稳固。5、应采取防止混凝土浇筑时向灌浆套筒内漏浆的封堵措施。6、预制构件拆模后，套筒及连接钢筋应符合下表规定。表预制构件灌浆套筒和外露钢筋的允许偏差及检验方法项目允许偏差检查方法灌浆套筒中心位置+20尺量外漏钢筋中心位置+20外露长度+20表现浇结构施工后外露连接钢筋的位置、尺寸允许偏差及检验方法项目允许偏差检查方法中心位置+30尺量外露长度、顶点标高+1508.安全措施8.0.1建立以项目经理为组长，专职安全员为副组长的安全领导小组，建立文明施工制度，坚持工地文明施工；值班人员必须做好安全日记，详细记录