SMC玻璃钢拼装式水箱在盾构施工中的应用

权永华 杨 超 薛子斌 中建隧道建设有限公司，重庆 401320

李江灵 张可能 中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083

1 引言

在盾构施工始发场地布置上，储水设备的安装布置是非常重要的一环。盾构机在正常掘进时，机内液压系统、润滑系统，主驱动部分及配电柜内电器部件等会产生大量的热量，使电机、泵等设备及隧道内的环境温度升高。一旦温度过高，就有可能严重影响设备的正常使用，降低某些元件的使用寿命，增加工程机械的维修成本，甚至造成设备损坏和威胁人员安全，影响工程进度，造成巨大的经济损失。同时盾构机还需要外部供水，提供给隧道内部清洁以及泡沫、注浆等注入系统。盾构机的正常运转需要提供大量的水，因此储水设备供水能力、供水水质对盾构施工起着重要的影响。

2 工程概况

长沙地铁某工区项目总体包括多个车站及区间，区间采用盾构法施工，投入多台盾构机，工程量大，盾构及其他施工所需水量巨大，对储水设备需求较高。

3 水箱类型选择及对比

盾构施工中一般以水箱作为储水设备，大多数水箱安装在盾构井负一层或负二层，通常水箱采用大型板自行焊接加工或者采购成品水箱直接安装。

3.1 焊接式水箱优缺点分析

焊接式水箱焊一次成型，结构坚固，密封性能优异，根据体积的大小，有不同的结构形式。但是现场加工水箱投入人力物力较多，施工速度慢，且焊接精度控制过程相对繁琐，焊接质量与焊工技术水平直接挂钩，严重制约了施工进度及施工质量，造成了资源大幅消耗。

3.2 成品水箱优缺点分析

成品水箱由厂家制作，质量控制可靠，结构形式多样，可根据工程进度提前购置，即需即用。但因采购成品水箱运输难度大，因盾构施工中大多水箱需安装在盾构井负一层或负二层，吊装大型水箱存在安全隐患，且吊装过程中易使水箱变形，会导致后期安装不方便。

3.3 拼装式玻璃钢水箱优缺点分析

拼装式玻璃钢水箱因其质量轻，安装灵活方便，外形美观，适应性强，清洗维修方便，无腐蚀，不渗漏，对水质影响小，广泛适用于工矿、企事业单位、住宅、宾馆、饭店等建筑。拼装式玻璃水箱在盾构施工中使用具有设备投入、施工周期短，施工质量可控，水质可保证，绿色环保等优点。该类型水箱根据施工需求理论上最大可组装成1000m3的水箱。拼装式玻璃水箱多为SMC玻璃钢水箱，该材质较脆弱，不能碰触在尖角，也不能用坚硬工具敲打，为防止管道膨胀、收缩，箱体上的进、出水管宜采用橡胶软接头与箱体连接；尽量避免水箱受强烈光线的照射，以防变质。

通过以上对比分析可以得出，拼装式水箱具有施工工艺简单，安装效率高，无变形，无渗漏，易养护，水质有保障，美观大方等优点，能适应盾构施工要求，且满足绿色施工要求。

4 拼装式水箱安装工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程（图1）

图1 整体安装流程图

4.2 底部施工

底部基础是为方便后续检修及前期找平措施，可采用型钢或采用混凝土浇筑。

在基础上设置底部托架，采用槽钢即可，目的是找平及后期水箱蓄水后确保受力均匀，避免水箱板开裂。

4.3 板面安装

4.3.1 底板安装

安装前，要将单板按序排列，安装时要按序安装，在两张单板之间添加密封胶条，用螺栓连接，使底板密封牢固，螺栓加力时要均匀加力，不得一次性用力过猛。用固定角铁连接底板和槽钢，使水箱箱体更加牢固地固定在槽钢底座上。

4.3.2 安装各邦

根据水箱单板排序，预先将水箱帮体按层分开，用螺栓组装邦体。把水箱板立好，找正，使邦板与底邦形成90度夹角，并且加密封胶条，紧固螺栓。

4.4 检查

水箱全部安装完毕后，进行统一的检查，调整，试水24小时不渗漏玻璃钢水箱为合格。

4.5 质量控制

严格按照单板划分找出对应单板，避免装错返工。

单板预先分好后先用螺栓进行组装，板要立好，找正。

利用三角板，邦板与底邦为90°夹角，并加装密封条，要用螺栓紧固。

拉筋打孔位置要准确，避免拉筋安装不平整，从而使水箱箱体不能平衡。

箱体与拉筋间若有较大误差，可通过螺栓进行调整，调整至最小误差即可。

其他未涉及到的质量控制要点参照《国家建材行业标准》JC/T658.1-2007、《国家建筑标准设计图集》02S101、《建筑给排水设计规范》GBJ15-2010及相关规范要求。

5 拼装式水箱应用效果分析

在本工程施工中采用拼装式水箱，减少了常规钢板水箱耗时耗工，方便了水箱制作及安装，所有组装好的水箱均正常投入使用，并解决了因大量使用电焊、切割焊等传统工艺造成的污染及材料浪费，并达到了环保及重复使用的目的。施工过程中安全系数高、整体性好、效率高、标准化高，极大地缩短并减少了工序，降低了环境影响，适用于各种工地临时用水、施工用水储存。具体效应分析如下：

（1）正常钢板水箱焊接，需要一个施工班组8人，对钢板及槽钢进行切割及焊接拼装，每班8小时，共需4天完成。而拼装式水箱只需2～4人即可在一天时间内快速完成，且不需要大型设备进行搬运、吊装。

（2）同上，电焊机需要6台，按照4天32小时完成一个水箱，例如bx630电焊机按照200A左右焊接电流时，焊接电压在25V以内，焊机效率一般在80%左右，焊机实际功耗=200×25+1200=6.2kW，也就是说连续不停焊接1小时耗电6.2度，采用拼装式水箱则可节省电量6.2×6×32=1190.4 度。

（3）普通钢板水箱加工，需要对钢板进行切割、焊接，产生大量的边角料及焊渣，水箱投入使用前需进行清理，边角料废品处理浪费材料，产生垃圾；采用拼装式水箱只需在安装过程中调整好精度，螺栓固定即可，操作简单、环保。

（4）普通钢板水箱在加工过程中因为钢板自重，精度不好控制，需要采取槽钢紧固或支撑对钢板进行固定，加工好一面后，需要使用设备附属进行另一面的焊接，工序繁琐，且存在安全隐患较大；拼装式水箱因其材料自重轻便，在安装过程中操作灵活，无需借助大型设备辅助，无安全隐患。

（5）组合水箱安全、环保，可拆卸后重复使用，各部件均为不锈钢环保材料，过程中不必多次维护；而钢板水箱一次使用周期完成后基本切割废品处理，且过程中需经常进行维护。