预制混凝土电缆沟在水电工程的应用

李 坤,董柯楠

(1.福建永泰闽投抽水蓄能有限公司，福建 永泰 350700； 2.中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

传统电缆沟一般为砖砌结构或现浇混凝土结构，沟内采用型钢制作电缆支架，顶部采用预制钢筋混凝土盖板。砖砌电缆沟投资较少、施工方便，但人工作业量大，人工熟练度对进度影响较大，同时砌块和砂浆质量也对质量影响较大，另外由于砌体结构整体性相对较差，地面以下部分在干湿交错及机械力的反复作用下易发生局部损坏。现浇混凝土结构虽然克服了整体性较差的缺点，但是施工质量仍然依赖人工熟练度，尤其在强调施工进度的时候易出现质量通病，如裂缝、蜂窝麻面等。近年来，预制装配技术高速发展，其优势有：构配件集中预制，保证加工质量；现场机械化吊装，施工速度快，提高生产效率；现场湿作业少，节能环保等。由此可见，预制电缆沟在水电工程中推广具有良好的经济效益[1]。

1 概述

永泰抽水蓄能电站沿进场公路一侧布置电缆沟，电缆沟采用预制结构，主要工程量为600 mm×800 mm型预制电缆沟3 813块、850 mm×800 mm型预制电缆沟2 810块。由于预制电缆沟数量较多，所需场地大，前期规划的小构件预制场场地无法满足生产需求，后增设预制场地协调解决。另外由于施工标准化要求高、预制构件精度要求高，故对施工方法进行优化，加强施工过程控制，提高预制电缆沟安装精度，取得了良好的效果。本文通过对电缆沟施工过程进行总结，形成一套可操作性强且经济实用的施工方案，供类似工程施工进行参考。

2 预制电缆沟施工工艺流程

预制电缆沟施工工艺流程如图1所示。

图1 预制电缆沟施工工艺流程示意

3 预制电缆沟施工

3.1 施工准备

施工准备过程中的要点是参考类似工程施工经验并结合工程实际情况，综合考虑施工全过程，做好技术准备、物资准备及现场准备，避免出现如作业人员不了解作业内容导致质量问题，或者缺少材料或设备影响正常施工的情况。

本工程在施工准备过程中发现预制场地较小，无法满足生产及储备要求的情况，经协调增加预制加工场地后保证了正常施工，体现出施工准备工作的重要性。

3.2 测量放线

电缆沟尺寸分别为125 cm×95 cm、100 cm×95 cm，根据边沟尺寸采用全站仪分段进行放样，每25 m一段放出电缆沟边桩及中桩，中桩桩顶标记开挖深度，现场洒白灰线控制沟槽开挖宽度与顺直度。在道路转弯及变坡点需进行加密，保证施工精度。

3.3 沟槽开挖及基础处理

1) 沟槽开挖

为满足预制电缆沟施工工艺要求，预制段电缆沟直线段两侧各扩挖10 cm，转弯处扩挖20 cm。根据开挖尺寸及地质情况，现场配置0.3 m3、0.8 m3挖掘机进行开挖，底部预留10 cm厚保护层人工开挖，局部石方采用破碎锤进行处理。开挖过程中测量人员全程跟踪，及时检查开挖尺寸。开挖完成后人工平整、清理，并用手扶式振动碾进行压实，提高基础底部平整度。

开挖的土石方运至弃渣场堆放，不得随意弃渣，破坏环境。基坑开挖完成后组织各方联合验收，验收合格后立即进行碎石垫层及砂浆找平层施工，避免基础面长时间暴露、扰动或降雨等消弱地基承载力。

2) 碎石垫层

① 基槽开挖并验收合格后，测量人员放出基础垫层定位轴线及标高，复测无误后，进行碎石垫层施工。

② 垫层采用级配碎石，满铺厚度为5～10 cm。

③ 级配碎石垫层表面要求平整，采用0.3 m3挖掘机入仓，人工铺平，手扶式小型振动碾压实。

3) 干硬性水泥砂浆找平

级配碎石垫层压实后在垫层上施工30～50 mm厚1:3干硬性水泥砂浆进行找平。砂浆由拌和楼统一拌制，自卸车运至现场，由手推胶轮车运至各工作面，干硬性水泥砂浆坍落度应小于10 mm，以“手捏成团、落地开花”为宜。

3.4 预制件加工及养护

预制电缆沟每节电缆沟长50 cm，底板中心位置预埋中直径20 mmPVC灌浆管，用于后期电缆沟与接触面的回填灌浆；每节电缆沟支架侧面边缘预埋5 cm长M12螺帽，用于预制块连接；两侧面中线距顶部30 cm初预埋直径50 mmPVC管，作为吊装孔。电缆沟典型断面如图2所示(图示为850 mm×800 mm型)。电缆沟盖板采用8#槽钢包边，转角处45度角拼接，板内双向单层配筋，四角布置4个M20不锈钢沉头螺母，槽钢、钢筋及螺母均采用焊接连接，焊缝高度为5 mm。盖板典型结构如图3所示(图示为厚8 cm型，15 cm厚采用∠150×8等边角钢包边，双层双向配筋，其余类似)。预制件采用工厂化预制，模板采用树脂模具组合而成，如图4所示。

图2 电缆沟典型断面示意(单位：mm)

图3 预制电缆沟盖板示意(单位：mm)

图4 预制电缆沟模板示意

预制构件加工的要点是保证模板尺寸满足设计要求，预埋件、预留孔洞偏差满足设计及规范要求。浇筑前做好隐蔽工程验收，隐蔽工程检查验收项目包括[2]：① 钢筋的牌号、规格、数量、位置和间距；② 纵向受力钢筋的连接方式、接头位置、接头质量、接头面积百分率、搭接长度、锚固方式及锚固长度；③ 箍筋弯钩的弯折角度及平直段长度；④ 钢筋的混凝土保护层厚度；⑤ 预留孔洞大小、位置及周边加固措施；预留灌浆管的规格、数量、位置及固定措施等。

浇筑完成后及时收面，收面完成后覆盖保湿养护，保证预制件施工质量。

预制电缆沟及盖板制作流程如下：

1) 清洁模具：电缆沟采用树脂模具，使用前将模具的内外用小铲刀铲净，保持模具清洁，在模具内壁以及底面均匀刷薄层脱模剂。盖板以包边槽钢或角钢为侧模，硬化找平地面为底模，底模涂隔离剂。

2) 钢筋制安：电缆沟钢筋加工在加工场实行流水作业，各种钢筋按照设计尺寸下料后组装成钢筋骨架，吊运至预制区整体入模安装。钢筋骨架制作在胎架上进行，胎架采用型钢及钢板制作而成，结构尺寸与构件预制模板相同。钢筋制作时，根据钢筋设计数量和间距在胎架上焊接纵横向定位筋，钢筋安装依靠定位筋完成就位，构件骨架的纵横向钢筋、箍筋及架立筋采用焊接连接。盖板整体在加工场焊接成型，装运至浇筑场地。

3) 搅拌、运输：预制电缆沟及盖板采用C30混凝土，由拌和站按照配料表集中拌制，9 m3搅拌车运输。由于施工期间气温大于25℃，故混凝土从运输到入模的时间不宜超过60 min，不应超过150 min，入仓温度不大于35℃。现场环境高于35℃时，盖板包边槽钢需洒水降温，但不得留有积水[3]。

4) 混凝土通过下料口流入模具，使用Φ30软轴振捣棒分层进行振动密实，每层厚度以15 cm为宜。振捣时应“快插慢拔”，振捣第一层时振捣棒头应应距硬化面5 cm，振捣上层时振捣棒应插入下层混凝土5～10 cm。在模板、钢筋、预埋件附近振捣时，其插入距离宜不小于有效半径的0.5倍，预防钢筋预埋件变形位移，必要时辅以人工振捣。振捣至混凝土不再显著下沉、气泡不再冒出、开始泛浆。最后一层振捣完成后，对表面进行抹光。

5) 养护、脱模：成型的构件初凝后覆盖土工布洒水养护，保证混凝土表面处于湿润状态，36 h后可拆除外侧模及前后侧模，达到设计强度50%或72 h后可拆除内侧模，底模在预制构件吊离后最后取出；拆除的模具搬运至模具清洗区清洗，局部黏连的混凝土或污物采用小铲刀铲净、或草酸清洗，保持模具清洁光泽；脱模好的预制块用人工配合叉车运输至堆存场统一堆存、洒水养护，养护安排专人负责，时间不小于14 d。同时堆放场地应整洁，避免污染。

6) 检验：外观质量不应有严重缺陷，且不应有影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差。预留孔洞的位置数量应符合设计要求[4]。为防止运输途中损坏，运输过程中应用钢丝绳绑扎牢固，卸货时轻拿轻放。

3.5 预制件吊装安装

1) 预制块运输

预制块达到设计强度后即可翻身吊运，吊运时采用25 t汽车式起重机吊装、卸车，20 t平板载重汽车运输至安装作业面。运输过程中要对预制构件进行保护，最大限度地消除和避免构件在运输过程中的污染和损坏。装车后用吊带或专用紧固带拉牢紧固，形式应为八字形、倒八字形，交叉捆绑或下压式捆绑，同时采用废旧轮胎进行保护，以防构件在运输途中因振动而受损。车辆运输时应缓慢启动，保持匀速行驶，严禁超速、急转或急刹等操作。

2) 预制构件吊装

① 预制构件吊装采用已进场的25 t汽车式起重机进行吊装。

② 预制构件吊具为自制铁扁担及自制吊钩(直径32 mm圆钢，橡胶包裹)，钢丝绳选用直径16 mm，公称抗拉强度1 770 MPa的6×37S+FC纤维芯钢丝绳。吊具结构示意见图5。

图5 电缆沟吊具示意(单位：cm)

③ 安装方法：以电缆沟预留吊装孔洞为吊点，吊钩穿过吊点吊装，吊装过程做到慢起、快升、缓放；构件距离安装面约0.5 m时，应慢速调整到安装位置，缓慢下放后初步就位，就位后用撬棍进一步调整位置，保证准确定位。吊装就位完成采用螺栓进行连接。连接时利用预埋于电缆沟内侧面的M12螺帽作为电缆沟连接孔，采用等边角钢∟63×8 mm及M12螺栓连接紧固。连接示意如图6所示。

图6 电缆沟安装连接示意

吊装施工要点有：① 合理选择吊装机械，要根据场地环境、安装对象、起重性能、资源配置及经济效益综合选择[5]。既要满足施工要求，又要避免出现过剩的性能，提高经济性。汽车式起重机机动性好、转移迅速，适用于电缆沟安装施工。② 绑扎所用的吊索、卡环、绳扣等及钢丝绳的选用均应经计算确定，且计算时应考虑冲击荷载，按照规范选定按照系数，保证施工安全。

3.6 注浆、勾缝及封堵

电缆沟安装结束后，通过底部预留的直径20 mm注浆孔进行回填注浆，水灰比为2:1。注浆时按水沟坡度自较低的一端开始，向较高的一端推进，进浆量明显减少且底板较高一侧连接缝全缝均有水泥浆流出时结束当前孔注浆，进行下1个孔注浆。注浆完成后进行勾缝及吊装孔封堵施工，除每隔50 m预留的水煤气管外，其余吊装孔均采用同标号细石混凝土回填。为确保电缆沟整体现象美观，后期回填混凝土应与预制混凝土无色差，细石混凝土由人工现场拌制回填，回填完场后用刮尺将表面残余的水泥刮去，用木抹子抹平、压实。

3.7 铜绞线敷设

电缆沟接地铜绞线全线暗敷于电缆沟边墙外侧，每隔50 m通过吊装孔引出，后期与电缆沟内预埋扁钢连接，预留接地线为1 m。

3.8 混凝土回填

装配式电缆沟安装完成、铜绞线敷设完成经验收合格后，即可进行混凝土回填施工。回填混凝土强度C20，在拌和系统拌制完成后由9 m3混凝土搅拌车运输至工作面，采用0.3 m3挖掘机配合入仓，人工采用Φ50振捣棒振捣密实。

3.9 盖板安装

道路岔口部位盖板厚15 cm，其余路段厚8 cm，采用20 t平板车运输至作业面，安装时人工配合自制小车移动就位。盖板安装轴线与水沟轴线相同，两端支点位置设置50×5 mm的橡胶条，橡胶条采用胶黏剂进行粘贴，粘贴前应清理干净杂物。盖板安装完成后应平稳、接缝严密。

4 结语

永泰抽水蓄能电站进场公路电缆沟长约3.3 km，按照计划需在雨季施工，若采用现浇混凝土结构，受天气影响大，进度难以保证，故采用预制电缆沟结构。预制电缆沟相较于传统砌体及现浇混凝土结构的优势主要有：在专业的预制场地预制，使得构件质量得到保证；现场安装施工受天气影响小，大大提高了生产效率，进度有保障；现场湿作业少，对环境影响小，符合绿色施工要求，总体而言具有良好的推广意义。