分析預埋件施工技術及鋅鎳滲層防腐技術在地鐵工程中的應用

劉巍

【摘要】在地鐵隧道管線及設備安裝過程中，目前大多采用人工鉆孔，對環境及施工人員的健康造成嚴重影響的同時，還會造成結構破壞，降低工程壽命，增加運營維護成本。運營地鐵隧道還存在鋼構件及設備腐蝕嚴重的問題。為此，對地鐵隧道電纜、管線、設備安裝及鋼構件、設備腐蝕的現狀進行了調研，指出存在的問題。說明人工鉆孔所帶來的危害，提出預埋件技術這一解決方案，進行了相關實驗； 針對扣件設備腐蝕嚴重的問題，提出了鋅鎳滲層防腐技術。

【關鍵詞】預埋件施工技術；鋅鎳滲層防腐技術；地鐵

全面推廣預埋件技術，可提高設備安裝效率，改善安裝環境。大大降低對結構的損傷，延長工程壽命。運營維護簡便、易行。全面推廣鋅鎳滲層防腐技術，可預防設備及安裝扣件銹蝕，降低營運成本。分析預埋件施工技術及鋅鎳滲層防腐技術在地鐵工程中的應用，能夠保證地鐵工程建設質量。

一、地鐵隧道設備安裝現狀令人堪憂

1.安裝設備種類眾多

地鐵機電安裝包括諸多系統，如通風空調、給水排水、消防給水、動力照明、火災報警（FAS）、環境與設備監控（BAS）、通信、信號、導向等等，需在地鐵隧道內安裝及鋪設的設備管線眾多且布局復雜。地鐵工程施工中土建施工周期長，機電安裝工程施工周期短、施工空間異常狹窄，給機電安裝承包商造成巨大的工期壓力，也給現場的施工人員造成很大的影響。 地鐵機電專業安裝設備管線多、相互交叉、錯綜復雜，如何做好管線布置綜合平衡、合理設計與應用，關系到整個機電安裝工程的施工進度，也制約著地鐵是否能如期開通運營。

2.設備安裝打孔多

以盾構地鐵隧道為例，目前大部分電纜、管線及設備的安裝都需要在管片上打孔。這種作業方法存在以下三方面的弊病：一是施工工效質量低，安裝的質量無法得到保障， 給今后設備的使用和運營留下了事故隱患；二是施工作業時噪聲及粉塵污染嚴重，影響作業人員的身體健康。若采用對環境、施工人員安全和健康影響較小的鉆孔設備，則施工成本大大增加；三是由于打孔作業會對管片結構造成永久性的損傷，導致管片結構破壞、開裂、滲漏水等質量問題，從而使工程的使用壽命大打折扣。

二、解決方案———全面推廣預埋件技術

天盾槽預埋技術和哈芬槽預埋技術二十世紀初源于德國，是隨著混凝土工程的快速發展而研發應用的一種預埋件技術，廣泛應用于隧道、橋梁工程等鋼筋混凝土結構。 在軌道交通工程中是接觸網、通信信號及電力設備等固定安裝的最佳選擇，哈芬槽也適用于所有會發生動態承載的固定裝置中，如起重軌或機械固定裝置。 哈芬槽是一種適用于各類混凝土構筑物的預埋裝置，其基本工作原理是：先將 U 型槽鋼預埋于混凝土中，再將 T 型螺栓的大頭扣進U 型槽中，再將要安裝固定的設備構件用 T 型螺栓固定。 國內研發生產的哈芬槽同類產品有華盾槽、天盾槽等。哈芬槽具有以下優異的質量特性：1）高承載能力，最高可達32 kN/m 或 128 kN/m。 2）可用于靜態和動態承載。3）安裝邊距小，最小可達 5 cm。 4）安裝便捷，易于調整。 5）安裝作業無噪音、無塵。 6）采用不銹鋼或經防腐處理的鋼材，防腐性能好。作為一種十分成熟的混凝土預埋件技術，哈芬槽應用于地鐵隧道各種設備安裝時，具有以下顯著優點：1）對隧道結構零損傷，可有效延長工程使用壽命。2）雖然預埋件一次性投入成本費用增加，但從長遠看降低了設備的運營維護費用，設備安裝及維護總體成本降低。 3）安裝作業環境大大改善，設備安裝效率顯著提高，平均每 10 km 可縮短工期1 個月 。 4）便于在運營期更換及增加各種設備。全面推廣預埋件技術，可提高設備安裝效率，改善安裝作業環境，便于設備的日常維護保養，同時也大大降低了因安裝施工而導致的隧道結構損傷，有效延長了工程壽命。

絕緣尼龍套管預埋技術：絕緣尼龍套管預埋技術是為了便于各類設備安裝時管子穿過磚墻、混凝土梁、混凝土墻等構件，在混凝土澆筑時以預埋套管的形式在混凝土構件上預留孔洞。該技術適用于人防、地下工程、化工、鋼鐵、自來水、污水處理等管路穿墻壁要求嚴密防水之處。

預埋件技術的比較優勢，哈芬槽/華盾槽、天盾槽及絕緣尼龍套管等預埋技術與傳統的鉆機打孔技術相比較，預埋件技術在標準化程度、綜合工效、對混凝土結構的保護等方面均體現出了顯著的優勢，鉆機打孔技術在前期工程造價方面相對較低，但綜合考量工程后期的維修保養費用的投入及工程壽命等因素，預埋件技術從整體上說較之傳統的鉆機打孔技術具有絕對的比較優勢。地鐵設備及安裝部件腐蝕現象嚴重在眾多的地鐵運營系統設備中，存在大量鋼鐵材質的零部件，如各種設備部件、緊固件等。 這些設備部件和緊固件，由于在制造時缺乏適當的防腐措施，加之應用環境條件惡劣，使用過程中往往存在嚴重的氧化銹蝕現象，對設備的正常使用產生不良影響，也造成了諸多的設備安全隱患。 地鐵設備及安裝部件腐蝕現象的普遍存在，是業內亟待解決的一個質量通病。

三、解決措施———推廣鋅鎳滲層防腐技術

鋅鎳滲層防腐技術是一種化學熱處理技術，該技術是在滲鋅技術的基礎上，為增強滲層的耐磨性和防腐蝕性，在配方中添加鎳、鋁而發展起來的黑色金屬防腐技術。 該技術的原理是：在一定溫度條件下鋼鐵件與鋅、鋁、鎳、稀土等多種元素充分接觸加熱，使鋅、鋁、鎳等多元金屬原子均勻擴散入鋼鐵制品表面，在制品表面形成鋅、鋁、鎳、鐵比例不同的金屬間化合物-合金共滲層。 它的電位低于鐵高于鋅，作為陽極保護層，其防腐壽命自然長于同樣厚度的純鋅防腐層。 鋅鎳滲層處理技術的各項物理和力學性能，如抗拉強度、屈服點、抗腐蝕性和表面硬度方面均優于不銹鋼材料。工程實踐證明，推廣鋅鎳滲層防腐技術是解決地鐵設備及安裝部件腐蝕問題的有效應對措施。全面推廣鋅鎳滲層防腐技術，預防設備及安裝部件銹蝕，可有效降低營運成本，提高設備的完好率和安全性。

結束語

在地鐵隧道管線及設備安裝過程中，目前大多采用人工鉆孔，對環境及施工人員的健康造成嚴重影響的同時，還會造成結構破壞，降低工程壽命，增加運營維護成本。運營地鐵隧道還存在鋼構件及設備腐蝕嚴重的問題。提出了鋅鎳滲層防腐技術。全面推廣預埋件技術，可提高設備安裝效率，改善安裝環境，降低對結構的損傷，延長工程壽命，使運營維護簡便、易行； 全面推廣鋅鎳滲層防腐技術，預防設備及鋼構件銹蝕，降低營運維護成本。

參考文獻

[1]章關孫，任佑乾.鋅鎳滲層處理鐵路扣件的機械性能及其性價比優勢[C]/ /第十五屆粵、京、港、滬鐵道學會學術年會第八屆世界軌道交通發展研究會年會論文集.北京： 世界軌道交通發展研究會，2011.

[2]劉卡丁.預埋件施工技術及鋅鎳滲層防腐技術在地鐵工程中的應用探討——延長工程壽命降低維護運營成本[J].隧道建設，2013，7（17）

[3]劉卡丁.預埋件施工技術及鋅鎳滲層防腐技術在地鐵工程中的應用[J].市政技術，2014，3（10）

[4]沈東明.地鐵盾構管片吊裝孔預埋件及其抗拔試驗方法研究[J].交通標準化，2012（ 24） ： 105 --107.