一種預製矩形井室的防水方法與流程

2023-07-11 14:07:26 4

本發明屬於預製矩形井領域，具體涉及一種預製矩形井室的防水方法。

背景技術：

目前我國建築業主體結構施工除了鋼結構和砌體結構外，大部分都是混凝土結構。從全國主要城市反饋的情況看，預製混凝土結構在市場上佔有的份額非常少，目前只有預製路緣石、預製人行道磚在市政領域使用。新環境下除了盾構管片等新型預製構件外，其他預製產品的研發已備受關注。

我國城市基礎設施產業化受到了前所未有的關注，而產業化的實施依賴於市政工業化水平的提高，尤其是預製混凝土構件製造能力和水平的提高。我國的檢查井採用粘土磚製成，強度低，滲漏性高，耐久性差，普通直徑d1000mm圓形檢查井施工周期一般為2-3天，大一點的檢查井周期更長，為城市交通帶來不利影響，收水井的施工情況也一樣。

雖然近幾年有一些新型高品質的預製構件，但大多數構件廠仍然以傳統標準化產品為主。這些產品的生產工藝相對成熟，容易被模仿，導致先進的企業沒有合理的利潤，缺乏創新的動力。在這種趨勢下，我們如何去開發研究更多的預製產品，以滿足城市發展進程和基礎設施產業化的實現。

技術實現要素：

為了解決預製裝配式矩形井室的漏水問題，本發明提供了一種預製矩形井室的防水方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種預製矩形井室的防水方法，包括以下步驟：

步驟一、複測工作坑底基礎標高、橫縱向線位，並用白灰線在坑底做出「十字型」標記，確定出安裝的準確位置；在井底放出縱向和橫向中心線及其外輪廓線，用於吊具在吊裝時與井室的中心線對齊；

步驟二、下節井室按照線位安裝到位，在企口凹面上的鋼板間安設置膨脹止水條，該膨脹止水條用於對兩節井室之間拼接處起到阻水的作用；下節吊裝時採用聚氨酯摻和1:2水泥砂漿進行座漿厚度15mm，使上下兩節形成一個整體；

步驟三、預製矩形井室與管道接口接觸面鑿毛，在管道伸進井室前，在預留孔下部120°範圍內座1:2防水砂漿，厚10-15mm，並用油麻纏繞，擠壓管道使防水砂漿與管道連接密實，以砂漿外溢為準；

步驟四、將管道兩側和上部分別以防水砂漿填滿，插搗防水砂漿直至完全飽滿，最後在管道與井室連接處抹出三角狀防水砂漿，寬度5cm。

上述的一種預製矩形井室的防水方法，所述步驟四還包括：井室拼裝後，檢查管道與矩形井室之間的縫隙，遇管道與井室大於4cm的縫隙使用c35細石砼進行封堵。

上述的一種預製矩形井室的防水方法，所述步驟一種吊具選擇的過程是：

1)根據矩形井室所用混凝土的標號和數量，參考砼的單位重量計算出矩形井室所用混凝土的重量，根據矩形井室所用鋼筋數量、種類，計算矩形井室所用鋼筋的重量；

其中：

g總＝g砼+g鋼，

上下兩節各重＝g總/2；

2)根據步驟1)計算的結果，參考吊車性能參數表，選擇吊車的型號；並根據n＝k1*g/n*1/sinα≤p/k2計算鋼絲繩拉力，式中：

n—每根鋼絲繩索具的受拉力；g—梁板質量一半；n—吊索根數；α—吊索鋼絲繩與板梁水平夾角；p—吊索鋼絲繩的破斷拉力；k1—吊裝時動載係數，取1.2；k2—吊索鋼絲繩的安全係數，取6；

3)將吊裝質量最大支撐時拉力與卡環的最大承載力進行比較，若吊裝質量最大支撐時拉力＜卡環的最大承載力，則該吊具合適，其中：

卡環的最大承載力＝卡環的允許荷載x卡環直徑的平方。

本發明的有益效果：

本發明的井室整體性能好，井室無滲漏現象，因此，本發明在預製矩形井安裝時對拉螺栓處、企口處、管道與檢查井接縫處的處理到位，閉水試驗合格，因此，本發明的防水方法效果明顯，值得推廣應用。

以下將結合附圖及實施例對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明製作場地找平處理示意圖。

圖2是本發明加工區現場布置圖。

圖3是模板設置放線示意圖一。

圖4是模板設置放線示意圖二。

圖5是下節模板設置示意圖。

圖6是模板上的爬梯預留孔示意圖。

圖7是預留孔的結構示意圖。

圖8是模板支撐結構示意圖。

圖9是吊裝孔示意圖一。

圖10是吊裝孔示意圖二。

圖11是吊裝孔詳圖。

圖12是企口構造示意圖。

圖13是汽車吊工作時受力簡圖。

圖中：110、下節井室預埋件；120、下節底模板；210、半圓鋼筋砼管；220、柔性護板；10、對拉螺栓@450x450；20、60x90木方@300；30、腳手鋼管(雙)@450；40、木模板。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特徵及其功效，詳細說明如下。

當一汙三期進廠幹管工程進入工期關鍵點時，正常施工順序明顯無法滿足正常通水條件，我公司提出預製井室的思路，即與機械頂進同時進行，基於預製砼檢查井具有整體性能好，便於吊裝，高功效的特點，後期除w43、46外，其他檢查井一級或二級井室採用預製裝配式檢查井。

調查06ms201-5中未涉及管徑d＞1200mm的預製檢查井圖集，調查05s531圖集對現澆結構設計最大範圍考慮到管徑d＝2000mm，即無論現澆結構還是預製結構，針對本工程管徑d2600mm對應的檢查井圖集是空白。本實施例對本次d2600mm管徑所對應的檢查井形式、加工預製及安裝進行研發。

根據d2600mm管道流量，設計圖給定檢查井尺寸為長2.1m×寬4.2m×高4.6m，內尺寸是3.6m×1.5m，其中壁厚30cm。對d1000-d1200的管徑預製井室進行了分塊設計，以管中為界分割，帶企口形式，井室總高4.6m，本次也是採取分塊設計，分上下兩節，以管中為界。第一節為管中以下2.06米高，第二節為管中以上及頂板2.54米高；考慮預製檢查井的整體性，下節井室帶底板。

井室預製流程：預製場地選擇→模板設計→鋼筋加工、安裝→爬梯安裝→吊裝孔的設置→模板安裝、加固→混凝土澆築→拆模、養生。下半節施工完成後，以此作為基礎，再進行上半節施工。

場地較靈活，可以選擇到預製廠生產，也可以在施工現場空地合理位置生產。本次一汙三期項目是在現場生產預製，場地平整，壓實，排水通暢，並單獨隔離。

1、預製場地的確定

本次預製場地選擇在項目部南側50m×20m的瀝青砼路面上，採用硬質圍擋進行隔離，並設置施工便道，用於製作過程中及後期吊裝使用。

2、實施前先選定一塊長寬大於預製井室外部尺寸各2m的地塊，對其高程進行複測，並用3m直尺測量平整度(誤差<5mm),以保證預製井室接觸地面部分的平整及安裝後接縫緊密，在該地塊上用細砂找平地面後用塑料薄膜鋪面(可避免砼汙染原路面)。

模板設計

1、現有裝配式預製檢查井圖集中，涉及管徑d≤1200mm，宜採用鋼製模板，這也是和小管徑適用的檢查井尺寸固定；一次採購後可以重複使用，使用率高的特點相適用的。但適用於大管徑的檢查井從近年來的設計可以發現，非標井佔大多數，加上現澆結構圖集最大範圍只到d2000mm管道，這也是和市政工程本身具有的特徵及複雜性決定的。由此可以綜合考慮針對大管徑對應的非標井，預製井室模板可以考慮木質模板，質量保證的同時，成本節約。本次一汙三期預製井室因為非標井，所以預製選用木質模板，這個思路也可在今後預製廠的生產用。

2、模板尺寸：下節井室的模板含底板，模板加工尺寸按照長2.1m×寬4.2m×高2.6m(含底板0.3m),上節井室模板不含頂板，模板加工尺寸按照長2.1m×寬4.2m×高2.6m(含頂板0.3m)進行製作。

3、模板定位：安裝模板前，應先在製作區域內進行放線，確定模板安裝位置並劃線，再用長60cm的鋼筋插入地下約5cm深,每根間隔40cm定位井室底板的外部尺寸，防止跑模。

4、模板預留洞口的設置：提前將d2600mm的鋼筋砼管切割成寬30cm的兩個半圓，作為預製井室的洞口內模。

底板完成後，將提前準備好的d2600mm砼管寬30cm的半圓，支設在順管道方向的兩端，作為預製井室下半節的半圓內模。為確保管道與井室接口處接縫的處理，在支設半圓內模時，在半圓外側用30cm寬的竹膠板厚度1cm(有一定柔性可彎曲)加泡沫板壓實後厚度1cm沿著外半圓的方向包裹一層，使澆注成型的半圓比d2600mm的外徑3.12m一周各大出2cm，方便後期處理接口。

井室下半節預製完成後，上半節的預留洞口是將另一個半圓拼接在下半圓上，形成一個完整的圓形後，綁紮上半節的鋼筋支模板，利用下半節企口的凹凸面作為上半節企口的模具，最後澆注砼。

5、爬梯位置的預留：按照設計圖本工程為全流槽，因此除去整個管道高度外，爬梯位置僅考慮剩餘高度，本工程約為4.6-3.1＝1.5米。根據爬梯安裝位置，在內模板上預留出安裝孔，方便安裝。

6、模板固定：側牆內外模板上下左右間距50cm的地方預留圓孔,長27cm，的pvc管穿入側牆上的預留孔內，後安裝對拉止水螺栓，利用對拉止水螺栓既達到止水效果，還起到加固模板和調整模板直順度的效果。模板支撐體系本次僅考慮砼的側壓力較小，模板支撐用鋼管和檁木結合，內外模配斜撐，保證了井室結構不跑模。

預埋件處理

1、爬梯的安裝：本次在鋼筋綁紮完成後，根據設計爬梯位置，將爬梯焊接固定在鋼筋網片上。內模外漏爬梯再用鐵絲與檁木固定，確保爬梯受砼施工衝擊不受影響，保證位置準確。

2、吊裝孔的設置：一級井室上半節井室和下半節井室分別在距頂板端和底板端80cm位置，吊裝孔(15cm×10cm)，提前預埋方鋼管(10cm×10cm×8mm)，吊孔內底處預埋φ150鋼板厚4mm。預埋吊孔兩側用φ10加強鋼筋與受力鋼筋焊接每層4根，共8根長20cm進行加固。上下節各4個，對稱安裝孔中對孔中間距90cm。

3、企口設置：井室上下兩節部分之間拼接處設置為企口型，在企口凹面的鋼筋上預埋兩塊25*15mm的鋼板，能保證上半節構件安裝時搭接處理。預製一級井室砼施工

由於構件高度均在2米以上，採用分次澆注的方法，具體順序為：先進行一級井室下半節底板澆注，待砼達到初凝後，再進行側牆澆注；上半節的預製直接在下半節上利用企口的凹凸面作為上半節企口的模具，進行砼澆注。拆模時間根據同條件及現場回彈強度確定，達到設計值80％拆模。拆模後，將止水螺栓露出壁牆外部進行切割，並向井壁鑿進1cm，用水泥石棉填充打實，表面用1:2防水砂漿封堵抹面。

預製一級井室裝配安裝：

一級井室吊裝

1、選用汽車吊吊裝施工。由於w49和w51工作坑上口尺寸為6m×8m,受場地的限制，吊車只能支設在6米短邊的一側。坑邊距井中距離約為4米，所以吊車工作半逕取6m，綜合考慮起重機的工作幅度，參考吊車性能參數表，選用一臺重型汽車起重機qy50k汽車吊滿足施工要求。

50t吊車性能參數表

2、索具、卡環等工具的選擇

(1)井室重量計算

井室所用混凝土數量為：c30砼15.7m3，按砼單位重量2.4t/m3計算，g砼＝15.7*2.4*10＝376.8kn。

井室的所用鋼筋數量：壁牆2846kg，底板465kg，頂板308kg。g鋼＝(2846+465+308)*10/1000＝36.19kn

g＝g砼+g鋼＝376.8+36.19＝412.99kn

上下兩節各重＝412.99/2＝206.495kn

(2)鋼絲繩拉力計算

n＝k1*g/n*1/sinα≤p/k2

式中：n—每根鋼絲繩索具的受拉力；

g—梁板質量一半；

n—吊索根數；

α—吊索鋼絲繩與板梁水平夾角；

p—吊索鋼絲繩的破斷拉力；

k1—吊裝時動載係數，取1.2；

k2—吊索鋼絲繩的安全係數，取6。

梁板質量g＝412.99kn，α取45°

n＝k1*g/n*1/sinα＝1.2*206.495/2/2*1/sin45°＝87.6kn

擬選用6*37絲，鋼絲繩φ43mm，公稱抗拉強度1700n/mm2，破斷拉力總和1185kn。

sp＝ψσsi

式中sp——鋼絲繩的破斷拉力，kn；

σsi——鋼絲絲繩規格表中提供的鋼絲破斷拉力的總和，kn；

ψ——鋼絲捻制不均折減係數，對6×37繩，ψ＝0.82。

sp＝0.82*1185＝971.7kn

∵n＝87.6kn87.6kn滿足要求。

因此，採用汽車吊時選用17.5型卡環。

3、抗傾覆驗算

為保證汽車吊在吊裝過程中的穩定，需進行抗傾覆驗算，即需使穩定力矩大於傾覆力矩。查《起重機設計規範》可知：

kgmg+kqmq+kwmw≥0

式中kg——自重加權係數，取1

kq——起升荷載加權係數，取1.15

kw——風動載加權係數，取1

mg、mq、mw為汽車吊自重、起升荷載、風動荷載對傾覆邊的力矩，n·m；

圖12中：g——汽車吊自重，取40.4t；

q——起升物重量，取18t；

w——風動載，按起升物重量的20％考慮；

a——汽車吊重心至支腳傾覆支點的距離，支腿全伸6.6m，故a取3.3m；

r——汽車吊工作半徑，最大取6m；

h——風動載合力點高度。

∑m＝kgmg+kqmq+kwmw

＝1×g×a-1.15×q×(r-a)-1×w×h

＝404000×3.3-1.15×18000×(6-3.3)-0.2×18000×(2+0.2+0.95/2)＝1267680n·m＞0

故穩定性滿足要求。

4、地基承載力驗算

汽車吊工作時最不利的情況是3點著地，也就是3個支腿支持著整臺吊車的重量(包括自重和荷重)，即：

式中：g—汽車吊自重，取50t吊車驗算，為40.4t

q—汽車吊最大荷重(額定荷重)，為36t。

汽車吊對路基的壓強應為：

式中：s—支腿著點面積

因此，50t汽車吊工作時地基承載力的要求為不小於4.24mpa，而處理後的路基地基承載力設計要求不小於30mpa，故滿足吊裝要求。

5、吊裝順序為：將一、二節井室調至平板車-----安裝一級井室下半節-----安裝一級井室上半節

6、用鋼絲繩加卡環索具套入井室的吊孔，吊索與井體之間墊麻袋、木板以及橡膠片等，以免磨損吊索或夾傷井體。徐徐抬升井室使得離開底模一定距離(5—10cm)，工人墊好方木後正式起吊井室至平板車上。用導鏈把井體與平板車綁紮牢固，直接運至吊裝地，平板車時速控制在5km/h以內。

7、井室吊裝採用設吊孔穿束兜板底的吊裝方法。平板車將預製井室運至工作位置，用鋼絲繩在吊點位置(距底板約80cm處)兜住井體，鋼絲繩與井體交角為45°～60°，起吊至離平板車5～10cm停機，由安全指揮人員檢查構件綁紮是否牢固穩定，吊索是否拉緊，吊機運轉是否正常，且待預製井室平穩後才繼續起吊。吊裝過程要保持構件水平，起升動作平穩，操作協調。

該技術與傳統的磚砌、現澆檢查井、收水井相比其特點如下：

(1)裝配式檢查井、收水井強度高、整體性好，耐腐蝕，耐酸鹼，使用壽命長。能有效解決以往磚砌檢查井、收水井強度低、耐久性差的質量缺陷，並減少由此引發的爛眼圈、井周下沉等病害。

(2)採用分體組裝結構，可全天候施工，工期縮短。傳統做法是在施工管道安裝完成後再進行施工，無論人工作業時間還是產品養護都是順序作業，工期長；而預製井可以根據地理環境及工程條件，在設計圖明確後就可以加工製作，並可實施快速安裝，能節省施工時間縮短主工期，早日通行，減緩了交通壓力。

(3)環保節能。目前粘土磚因環境汙染及節能問題已逐步淘汰，鋼筋砼產品是目前最好的代替。而且一旦道路排水改造，預製圓形井筒、收水井如果未達到使用年限，可重複使用。

(4)預製井如果屬工廠化預製，養護環境相比工地現場易於控制，能很好保證檢查井、收水井的強度。此外預製場電壓等較為穩定，能很好保證振動設備運行，保證預製井的外觀及內在質量。

(5)裝配式井身與管道接口處後期處理方式，很好的克服了現澆鋼筋混凝土由於模板與管道接口不嚴密而引起的接口漏漿問題，有效防止漏水，具有優越的水密性。

(6)環境適用性強。包括地質結構複雜、地下水豐富的地層，比現澆結構的優勢明顯。雨水口安裝便捷，省工省時，除大雨天外四季均可施工，大大提高了施工效率。

一級井室安裝

1、為達到地基均勻承載的效果，預製裝配式砼檢查井室底板下面先鋪設5--10cm厚的砂礫墊層。

2、吊裝前，複測工作坑底基礎標高、橫縱向線位，並用白灰線在坑底做出「十字型」標記，確定出安裝的準確位置。在井底放出縱向和橫向中心線及其外輪廓線。便於在吊裝時與井室的中心線對齊，提高安裝精度。

3、企口處安裝處理：

下節井室按照線位安裝到位後，關鍵點就是接縫的處理。兩節井室之間拼接處的企口能起上到阻水的作用，企口凹面上的鋼板間安設置膨脹止水條，下節吊裝時採用聚氨酯摻和1:2水泥砂漿進行座漿厚度15mm。使上下兩節形成一個整體。

4、管道與一級井室連接處理

預製檢查井與管道接口接觸面均要鑿毛，在管道伸進井室前，在預留孔下部120°範圍內座1:2防水砂漿，厚10-15mm，並用油麻纏繞，擠壓管道使防水砂漿與管道連接密實，以砂漿外溢為準。將管道兩側和上部分別以防水砂漿填滿，插搗防水砂漿直至完全飽滿，最後在管道與井室連接處抹出三角狀防水砂漿，寬度5cm。井室拼裝後，如遇管道與一級井室大於4cm的縫隙使用c35細石砼進行封堵。

1.本實施例是按照d2600mm管道對應的2.1*4.2m的矩形檢查井進行設計、預製及安裝展開研發的，實際二級井室也是矩形預製井室，從目前實施效果，該工藝最終效果滿足使用功能，可以推廣。針對d1200--d2000mm管道的預製裝配式一級井室，可以根據圖集現澆結構尺寸進行預製生產，也可以按設計圖非標井給定的尺寸進行預製生產。d＞2000mm管道的檢查井室可以按本實施例的方式進行生產，這填補了06ms201-5裝配式預製井的空白。

2、本實施例解決一級井室形式多樣性問題，有效降低檢查井模具的數量和種類，能形成系統的系列產品，到時用剛模具一定會達到高效、節能效果，從而達到標準化產品。

3、當管道埋深小於6米時，一級井室可能會涉及三通、四通，這時就要根據實際考慮預留洞口位置。而當管道埋深大於6米時，按照目前預埋管道高度設置，一級井室一般為矩形直線井室，往往會在二級井室考慮預留洞口。

4、本實施例的預製井室不僅適用於頂管工程，也適用於明開槽管溝。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。