權(quán)永華 楊 超 薛子斌 中建隧道建設(shè)有限公司，重慶 401320

李江靈 張可能 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083

1 引言

在盾構(gòu)施工始發(fā)場地布置上，儲水設(shè)備的安裝布置是非常重要的一環(huán)。盾構(gòu)機(jī)在正常掘進(jìn)時，機(jī)內(nèi)液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)，主驅(qū)動部分及配電柜內(nèi)電器部件等會產(chǎn)生大量的熱量，使電機(jī)、泵等設(shè)備及隧道內(nèi)的環(huán)境溫度升高。一旦溫度過高，就有可能嚴(yán)重影響設(shè)備的正常使用，降低某些元件的使用壽命，增加工程機(jī)械的維修成本，甚至造成設(shè)備損壞和威脅人員安全，影響工程進(jìn)度，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。同時盾構(gòu)機(jī)還需要外部供水，提供給隧道內(nèi)部清潔以及泡沫、注漿等注入系統(tǒng)。盾構(gòu)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要提供大量的水，因此儲水設(shè)備供水能力、供水水質(zhì)對盾構(gòu)施工起著重要的影響。

2 工程概況

長沙地鐵某工區(qū)項(xiàng)目總體包括多個車站及區(qū)間，區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，投入多臺盾構(gòu)機(jī)，工程量大，盾構(gòu)及其他施工所需水量巨大，對儲水設(shè)備需求較高。

3 水箱類型選擇及對比

盾構(gòu)施工中一般以水箱作為儲水設(shè)備，大多數(shù)水箱安裝在盾構(gòu)井負(fù)一層或負(fù)二層，通常水箱采用大型板自行焊接加工或者采購成品水箱直接安裝。

3.1 焊接式水箱優(yōu)缺點(diǎn)分析

焊接式水箱焊一次成型，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，密封性能優(yōu)異，根據(jù)體積的大小，有不同的結(jié)構(gòu)形式。但是現(xiàn)場加工水箱投入人力物力較多，施工速度慢，且焊接精度控制過程相對繁瑣，焊接質(zhì)量與焊工技術(shù)水平直接掛鉤，嚴(yán)重制約了施工進(jìn)度及施工質(zhì)量，造成了資源大幅消耗。

3.2 成品水箱優(yōu)缺點(diǎn)分析

成品水箱由廠家制作，質(zhì)量控制可靠，結(jié)構(gòu)形式多樣，可根據(jù)工程進(jìn)度提前購置，即需即用。但因采購成品水箱運(yùn)輸難度大，因盾構(gòu)施工中大多水箱需安裝在盾構(gòu)井負(fù)一層或負(fù)二層，吊裝大型水箱存在安全隱患，且吊裝過程中易使水箱變形，會導(dǎo)致后期安裝不方便。

3.3 拼裝式玻璃鋼水箱優(yōu)缺點(diǎn)分析

拼裝式玻璃鋼水箱因其質(zhì)量輕，安裝靈活方便，外形美觀，適應(yīng)性強(qiáng)，清洗維修方便，無腐蝕，不滲漏，對水質(zhì)影響小，廣泛適用于工礦、企事業(yè)單位、住宅、賓館、飯店等建筑。拼裝式玻璃水箱在盾構(gòu)施工中使用具有設(shè)備投入、施工周期短，施工質(zhì)量可控，水質(zhì)可保證，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。該類型水箱根據(jù)施工需求理論上最大可組裝成1000m3的水箱。拼裝式玻璃水箱多為SMC玻璃鋼水箱，該材質(zhì)較脆弱，不能碰觸在尖角，也不能用堅(jiān)硬工具敲打，為防止管道膨脹、收縮，箱體上的進(jìn)、出水管宜采用橡膠軟接頭與箱體連接；盡量避免水箱受強(qiáng)烈光線的照射，以防變質(zhì)。

通過以上對比分析可以得出，拼裝式水箱具有施工工藝簡單，安裝效率高，無變形，無滲漏，易養(yǎng)護(hù)，水質(zhì)有保障，美觀大方等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)盾構(gòu)施工要求，且滿足綠色施工要求。

4 拼裝式水箱安裝工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程（圖1）

圖1 整體安裝流程圖

4.2 底部施工

底部基礎(chǔ)是為方便后續(xù)檢修及前期找平措施，可采用型鋼或采用混凝土澆筑。

在基礎(chǔ)上設(shè)置底部托架，采用槽鋼即可，目的是找平及后期水箱蓄水后確保受力均勻，避免水箱板開裂。

4.3 板面安裝

4.3.1 底板安裝

安裝前，要將單板按序排列，安裝時要按序安裝，在兩張單板之間添加密封膠條，用螺栓連接，使底板密封牢固，螺栓加力時要均勻加力，不得一次性用力過猛。用固定角鐵連接底板和槽鋼，使水箱箱體更加牢固地固定在槽鋼底座上。

4.3.2 安裝各邦

根據(jù)水箱單板排序，預(yù)先將水箱幫體按層分開，用螺栓組裝邦體。把水箱板立好，找正，使邦板與底邦形成90度夾角，并且加密封膠條，緊固螺栓。

4.4 檢查

水箱全部安裝完畢后，進(jìn)行統(tǒng)一的檢查，調(diào)整，試水24小時不滲漏玻璃鋼水箱為合格。

4.5 質(zhì)量控制

嚴(yán)格按照單板劃分找出對應(yīng)單板，避免裝錯返工。

單板預(yù)先分好后先用螺栓進(jìn)行組裝，板要立好，找正。

利用三角板，邦板與底邦為90°夾角，并加裝密封條，要用螺栓緊固。

拉筋打孔位置要準(zhǔn)確，避免拉筋安裝不平整，從而使水箱箱體不能平衡。

箱體與拉筋間若有較大誤差，可通過螺栓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整至最小誤差即可。

其他未涉及到的質(zhì)量控制要點(diǎn)參照《國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》JC/T658.1-2007、《國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集》02S101、《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ15-2010及相關(guān)規(guī)范要求。

5 拼裝式水箱應(yīng)用效果分析

在本工程施工中采用拼裝式水箱，減少了常規(guī)鋼板水箱耗時耗工，方便了水箱制作及安裝，所有組裝好的水箱均正常投入使用，并解決了因大量使用電焊、切割焊等傳統(tǒng)工藝造成的污染及材料浪費(fèi)，并達(dá)到了環(huán)保及重復(fù)使用的目的。施工過程中安全系數(shù)高、整體性好、效率高、標(biāo)準(zhǔn)化高，極大地縮短并減少了工序，降低了環(huán)境影響，適用于各種工地臨時用水、施工用水儲存。具體效應(yīng)分析如下：

（1）正常鋼板水箱焊接，需要一個施工班組8人，對鋼板及槽鋼進(jìn)行切割及焊接拼裝，每班8小時，共需4天完成。而拼裝式水箱只需2～4人即可在一天時間內(nèi)快速完成，且不需要大型設(shè)備進(jìn)行搬運(yùn)、吊裝。

（2）同上，電焊機(jī)需要6臺，按照4天32小時完成一個水箱，例如bx630電焊機(jī)按照200A左右焊接電流時，焊接電壓在25V以內(nèi)，焊機(jī)效率一般在80%左右，焊機(jī)實(shí)際功耗=200×25+1200=6.2kW，也就是說連續(xù)不停焊接1小時耗電6.2度，采用拼裝式水箱則可節(jié)省電量6.2×6×32=1190.4 度。

（3）普通鋼板水箱加工，需要對鋼板進(jìn)行切割、焊接，產(chǎn)生大量的邊角料及焊渣，水箱投入使用前需進(jìn)行清理，邊角料廢品處理浪費(fèi)材料，產(chǎn)生垃圾；采用拼裝式水箱只需在安裝過程中調(diào)整好精度，螺栓固定即可，操作簡單、環(huán)保。

（4）普通鋼板水箱在加工過程中因?yàn)殇摪遄灾?，精度不好控制，需要采取槽鋼緊固或支撐對鋼板進(jìn)行固定，加工好一面后，需要使用設(shè)備附屬進(jìn)行另一面的焊接，工序繁瑣，且存在安全隱患較大；拼裝式水箱因其材料自重輕便，在安裝過程中操作靈活，無需借助大型設(shè)備輔助，無安全隱患。

（5）組合水箱安全、環(huán)保，可拆卸后重復(fù)使用，各部件均為不銹鋼環(huán)保材料，過程中不必多次維護(hù)；而鋼板水箱一次使用周期完成后基本切割廢品處理，且過程中需經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。