智能臺車工廠化流水線預制電力管溝新技術研究

胡善華

(平潭綜合實驗區城市投資建設集團有限公司 福建平潭 350400)

0 引言

電力管溝是電力輸送工程的重要組成部分，因其埋設于地下，可充分利用地下空間，有效緩解地面擁堵的空間狀況，且具有維護便利、造價相對低廉、使用壽命長等優點而在國內外獲得廣泛的應用[1-2]。

傳統的電力管溝一般為鋼筋混凝土結構，采用“施工區域固定、施工工序循環”的預制模式，且采用自然噴淋方式進行養生，存在著預制場整體占地面積大、養護時間長、生產效率較低等不足。

本文依托中廣核、大唐海上風電輸送路徑電力管溝工程項目(環島路段)，探索“廠房內施工工序固定，施工區域循環”的預制新模式，形成了智能臺車工廠化流水線預制電力管溝新技術，解決了該項目面臨的工期緊張、預制場地嚴重受限、惡劣施工環境引起的特殊問題以及傳統預制電力管溝存在的普遍問題，保質保量地提前完成了預制任務。

1 工程概況

該項目位于平潭綜合實驗區君山片區和蘇平片區，起于冠山村海纜登陸點，途經環島路，終于蘇平路與環島路交叉口，全長3.7km，其中現澆及拉管段約900m，預制段2804m。依據工程進度，需在6個月內預制單節長度2m的鋼筋混凝土電力管溝1402節，標準段凈截面尺寸為1.7m×1.7m和1.85m×1.7m。

該項目途徑旅游景區、森林生態保護區較多，若采用傳統固定臺座預制電力管溝的施工方法，不僅預制場地受限，而且還存在著預制周期長，鋼模板使用量大，臺座利用率低等問題。此外，平潭島位于東亞季風區，常年6級以上風力超過200d，每年平均經受5～7次的臺風襲擊，可施工時間不足180d[3]，施工進度受到嚴重影響，難以按期完成制作任務。

2 智能臺車工廠化流水線預制電力管溝新技術的提出

國內外電力管溝預制施工，一般都采用固定區域內完成全部施工工序的傳統預制生產方式，其主要施工工藝流程：預制場地布置→固定臺座制作→PE 膜/塑料薄膜鋪設→鋼筋制作→內模支設→鋼筋骨架吊裝及綁扎固定→側壁模板支設→鋼筋、模板整體檢查驗收→混凝土澆筑→脫?！炷粮采w噴淋養護→吊裝存儲[4-7]。

為提高施工效率，工程界也進行了一些技術革新，如采用整體鋼筋籠吊裝技術，液壓側模支撐系統等，以減少現場鋼筋綁扎和拼裝模板環節，加快了施工進度[8-10]。然而，這種傳統的固定區域集中預制生產方式，極易受氣候條件、場地大小、人工機械臺班、施工周期等因素制約，且存在各工序銜接或交叉對生產的不利影響，勞動力和機械設備也得不到充分利用，工裝設備使用效率低，且需要占用較大面積的預制場地，整體預制效率較低。

從養護工藝來看，傳統電力管溝采用自然條件下噴淋養生，根據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)要求“預制構件的混凝土強度應達到設計強度的75%后，方可搬運安裝”，其養護齡期一般需7d(溫度較低的冬季養護時間需進一步延長)才可以滿足吊裝存儲和安裝的要求[11]，大致占整體預制時間2/3以上，不利于大規模電力管溝快速預制施工。

為解決傳統預制電力管溝存在的上述問題，提出了智能臺車工廠化流水線作業的電力管溝預制施工新技術，通過對生產線工序集約化設計，施工區域便捷化布局，借助智能臺車將各個獨立，分平行作業的區域有機串聯，并利用蒸汽養生方式大幅減少養護時間，在保證電力管溝質量的同時，實現高效率流水線預制生產。

3 智能臺車工廠化流水線施工工藝

3.1 施工流程

智能臺車工廠化流水線作業施工工序流程：單批次智能臺車就位→安裝內模→將同步制作的單批次電力管溝鋼筋骨架吊裝入?！惭b外?！鷿仓炷痢o停→智能臺車移動至蒸汽養護區→同體養生試塊達到拆模條件→智能臺車移動至脫模區進行脫模→管溝吊至臨時存放點→外觀檢查→成品轉移至存放區→智能臺車進行清理、涂刷脫模劑→智能臺車開始下一循環施工。

流水線施工工藝主要工序示意和場地規劃布置如圖1～圖2所示。

圖1 智能臺車工廠化流水線預制電力管溝施工工序示意圖

圖2 智能臺車工廠化流水線預制電力管溝施工場地布置示意圖(單位：m)

3.2 施工要點

(1)模板拆裝區施工工藝

智能臺車就位，在模板拆裝區進行電力管溝預制的內外模安裝，待電力管溝完成養護后回到此區域拆除模板并清理。

(2)鋼筋胎模區施工工藝

待智能臺車移至胎模區就位后，開啟所有制動系統固定臺車。使用吊裝分配架，通過室內10T桁吊依次將綁扎好的腹板和底板鋼筋骨架吊運至安裝好內外模臺車上，吊運過程應確保各吊點受力均勻，鋼筋骨架基本不變形。最后，按照施工設計圖要求進行底板和側板鋼筋綁扎、焊接固定。

(3)混凝土澆筑區施工工藝

電力管溝混凝土兩側墻，采用分層對稱澆筑并同步振搗，待混凝土澆筑完成后，覆蓋保溫保濕靜養4h～6h。

(4)蒸汽養護區施工工藝

為縮短蒸養時間，提前對蒸養室輸送蒸汽進行預熱，但應控制室內溫度不能超過電力管溝自身溫度15℃。

蒸養養護包括升溫、恒溫和降溫3個階段，其中升、降溫速率均不超過10℃/h，且室內相對濕度始終保持95%RH以上。當升溫至55℃時，保持恒溫養護約15h。按照《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204-2015)[3]第4.3條第1款規定，混凝土強度達到設計立方體強度標準值的75%，即可拆除支架和模板；待同條件養護試塊的混凝土強度達到吊裝運輸要求，可開始降溫；當電力管溝自身溫度降至與室外溫差小于15℃時，方可移出蒸養室。

采用蒸汽養護技術，可將養護時間縮短至1d以內，并實現單批次電力管溝預制2d內達到吊裝、運輸要求。

(5)存儲區施工工藝

運用叉車將養護完成的電力管溝運送至外觀檢查區，檢查合格后運送至存儲區。

該化流水線預制電力管溝現場照片如圖3所示。

(a)鋼筋骨架胎膜制作 (b)臺車智能移動就位

(c)鋼筋骨架及模板安裝 (d)混凝土澆筑

(e)蒸汽養護 (f)內外模拆除

(g)運輸存儲圖3 智能臺車工廠化流水線預制電力管溝施工圖片

4 與傳統施工技術比較

與傳統電力管溝預制施工方式相比，采用智能臺車工廠化流水線預制電力管溝新技術，其臺座數量、占地面積、施工天數、養生時間和生產效率均具有明顯優勢，具體如表1所示。

表1 兩種預制方式施工性能比較

與電力管溝預制施工方式相比，除了預制廠棚、蒸汽養護棚和水電費投入較高外，其他項目均為智能臺車工廠化流水線預制電力管溝新技術的經濟指標更為優越，兩者經濟性能比較可見表2。

該工程預制時間約4個月，相比于原計劃提前2個月完成(節省33.3%預制時間)，提高了施工效率，并大幅降低了成本(可節省38.7%)，具有良好的經濟社會效益和推廣應用價值。

表2 兩種預制方式經濟性能比較 萬元

5 結論

(1)為解決傳統電力管溝預制施工方法存在的占地面積大、養護時間長、預制效率低等缺點，本文提出“廠房內施工工序固定，施工區域循環”的預制新模式，形成了智能臺車工廠化流水線預制電力管溝新技術。

(2)該新技術通過對生產線工序集約化設計，施工區域便捷化布局，借助智能臺車將各個獨立，分平行作業的區域有機串聯，并利用蒸汽養生方式大幅減少養護時間(1d完成養護，2d可進行吊裝運輸)，在保證電力管溝質量的同時實現高效率的流水線預制生產。

(3)該新技術成功地應用于中廣核、大唐海上風電輸送路徑電力管溝工程項目(環島路段)，可節省33.3%和38.7%的預制工期和成本，具有良好的經濟社會效益和推廣應用價值。