摘要：相對(duì)傳統(tǒng)砌筑和現(xiàn)澆功能井室，預(yù)制裝配式功能井室具有強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)、施工期短、質(zhì)量穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢(shì)。在供熱工程應(yīng)用中能夠有效提高供熱工程的生產(chǎn)效率、降低供熱工程的運(yùn)行成本，同時(shí)還能從根本上改善城市的環(huán)境質(zhì)量，雖然功能井室在供熱工程中應(yīng)用并不廣泛，但其突顯的優(yōu)勢(shì)必將成為供熱工程中功能井室發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：功能井室；預(yù)制裝配式；傳統(tǒng)功能；供熱工程

1概述

我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展要求有效解決工業(yè)生產(chǎn)和居民生活供熱的民生問(wèn)題，而集中供熱以其突顯的優(yōu)點(diǎn)成為主要方式。集中供熱具有：熱源穩(wěn)定可靠、能耗低、污染輕等顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。城鎮(zhèn)的集中供熱系統(tǒng)主要是由熱源、供熱管網(wǎng)和用戶共同構(gòu)成。供熱管網(wǎng)的作用是負(fù)責(zé)將熱介質(zhì)進(jìn)行分配，然后再將熱源輸送至用戶。其中，由熱源至熱力站一般為長(zhǎng)輸熱力管網(wǎng)，涉及閥門(mén)井、泄水井、泄氣井等功能井室。因此，功能井室的質(zhì)量關(guān)系到供熱管線的使用壽命，關(guān)系到城市供熱職能的實(shí)現(xiàn)。為了保障城市供熱工程的正常運(yùn)行，必須重視整個(gè)供熱管網(wǎng)中的功能井室的設(shè)計(jì)、施工和后期維護(hù)。

2預(yù)制裝配式功能井室的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

2.1預(yù)制裝配式功能井室的結(jié)構(gòu)組成

供熱管道最常見(jiàn)的敷設(shè)方式分為地上和地下兩種方式，地下敷設(shè)的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)對(duì)城市環(huán)境和交通造成影響，所以大部分城鎮(zhèn)集中供熱管道都是采用地下敷設(shè)的方式。與地上敷設(shè)方式不同的是，供熱管道在地下敷設(shè)時(shí)，需要在閥門(mén)、防水及放氣等位置的設(shè)備和附件上均設(shè)置相應(yīng)的功能井室，便于對(duì)設(shè)備和附件進(jìn)行維護(hù)和檢修［1］。

預(yù)制裝配式功能井室主要由基礎(chǔ)、井壁、蓋板等構(gòu)件構(gòu)成［2］。井室的基礎(chǔ)主要作用是保證井體的穩(wěn)定性，通?？捎苫炷连F(xiàn)場(chǎng)澆筑，少數(shù)選用鋼材制造。井室的井壁是其主體部分。井壁在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮應(yīng)用需求和環(huán)境的影響，如為檢查和維修提供充足的空間；保證井室內(nèi)空氣的流通；防止地下水的滲入等。在井室上面放置蓋板既能避免井室內(nèi)落入雜物和雨水，也能對(duì)氣體泄漏起到預(yù)防作用。

2.2預(yù)制裝配式功能井室與傳統(tǒng)功能井室的對(duì)比

供熱工程中傳統(tǒng)功能井室（含閥門(mén)井、泄水井、泄氣井等井室）多為磚砌結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。井室施工階段的基坑開(kāi)挖、支模和混凝土澆筑需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，既容易影響到工期，又需要花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間［35］。另外，長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)施工需要臨時(shí)調(diào)整或者關(guān)閉周邊的交通和地下設(shè)施，干擾了居民的正常生活，破壞了周邊的整體環(huán)境。

相對(duì)傳統(tǒng)功能井室，預(yù)制裝配式功能井室則具有諸多優(yōu)勢(shì)。在井室施工過(guò)程中：基坑開(kāi)挖只需滿足基礎(chǔ)尺寸，施工面小，不僅降低了施工成本，又能避免給基坑作業(yè)帶來(lái)安全隱患；預(yù)制裝配式井室絕大部分構(gòu)件基本上都是通過(guò)現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，構(gòu)件的尺寸規(guī)范，生產(chǎn)質(zhì)量也比較穩(wěn)定；預(yù)制裝配式井室簡(jiǎn)化了安裝流程，縮短了施工工期，從而減輕了對(duì)周邊環(huán)境和居民的影響。預(yù)制裝配式井室的材料無(wú)論是強(qiáng)度還是抗腐蝕性能都高于傳統(tǒng)材料，既能增強(qiáng)井室的抗壓性能，又能避免地下水對(duì)井室造成腐蝕。因此，預(yù)制裝配式功能井室堅(jiān)固耐用，后期養(yǎng)護(hù)維修概率低，花費(fèi)少；預(yù)制裝配式功能井室對(duì)環(huán)境的要求較低，即便是地下環(huán)境中的地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水豐盈，需要加大埋深，對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生的影響也不大；有利于后期工程改造和升級(jí)，在增加設(shè)備和接入管線時(shí)對(duì)整體破壞性?。豢梢罁?jù)原來(lái)的結(jié)構(gòu)圖紙結(jié)合所需功能，重新預(yù)制新的節(jié)段或組（模）塊，施工時(shí)僅僅是進(jìn)行替換即可，降低了對(duì)結(jié)構(gòu)的改變程度；通過(guò)工廠化制作可精確安裝監(jiān)控和傳感設(shè)施甚至是控制性設(shè)備，有利于功能模塊化組合和集成，進(jìn)行精細(xì)化功能整合，為自動(dòng)化智能化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供技術(shù)保障和支持；多功能整合不僅可降低資金成本，還可減少占地，提高空間利用率，提高整體效率。

3預(yù)制裝配式功能井室在供熱工程中的價(jià)值

3.1提高工程效率，降低工程成本

與傳統(tǒng)的施工相比，預(yù)制裝配式功能井室在施工階段對(duì)外界環(huán)境的要求較低，勞動(dòng)力和材料的使用量也會(huì)大大降低，生產(chǎn)效率更高。預(yù)制裝配式功能井室都是利用高精度的模具直接在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，明顯縮短了生產(chǎn)周期，產(chǎn)品質(zhì)量也能更有保障。即便是大規(guī)模的市政供熱工程，使用預(yù)制裝配式功能井室依然能夠快速完工。再加上這種預(yù)制裝配式功能井室的質(zhì)量和尺寸更有保障，所以才能避免施工階段對(duì)施工方案進(jìn)行更改和調(diào)整。

3.2提高城市的環(huán)境質(zhì)量和居民生活水平

預(yù)制裝配式功能井室在提高環(huán)境質(zhì)量和居民生活水平方面既起到了直接作用，又起到了間接作用。預(yù)制裝配式功能井室屬于城鎮(zhèn)供熱工程的重要結(jié)構(gòu)，與供熱工程管線系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有直接關(guān)系，既能促進(jìn)城鎮(zhèn)的正常運(yùn)行，也能為城鎮(zhèn)居民的生活提供便利，同時(shí)也能減少傳統(tǒng)供熱工程施工階段造成的污染和干擾，對(duì)城市環(huán)境也能起到改善作用。

首先，使用預(yù)制裝配式功能井室能夠直接提升城市的環(huán)境質(zhì)量。采用預(yù)制裝配式功能井室既能對(duì)城市的熱源路線進(jìn)行管理和引導(dǎo)，又對(duì)城市的環(huán)境衛(wèi)生起到了積極的維護(hù)作用。預(yù)制裝配式功能井室在供熱工程中的應(yīng)用既能確保供熱管線的正常運(yùn)行，為用戶提供穩(wěn)定持續(xù)的熱源，又能為城市人員提供溫暖舒適的生活環(huán)境。

其次，使用預(yù)制裝配式功能井室對(duì)提升環(huán)境質(zhì)量也能起到間接作用。如預(yù)制裝配式功能井室是通過(guò)工廠實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)，再加上現(xiàn)場(chǎng)安裝的方法簡(jiǎn)單，安裝過(guò)程中也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的噪聲和灰塵，對(duì)交通也不會(huì)造成影響，自然也能對(duì)城市的環(huán)境質(zhì)量起到改善作用。在工廠統(tǒng)一生產(chǎn)預(yù)制裝配式功能井室還能避免材料浪費(fèi)，同樣也能減少工程建設(shè)對(duì)環(huán)境造成的影響，從而體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念。

最后，預(yù)制裝配式功能井室在提高城鎮(zhèn)居民生活水平方面也起到了間接作用。使用預(yù)制裝配式功能井室就能使城市供熱工程的各類管線實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。再加上這種井室的材質(zhì)具備較強(qiáng)的密封性能和耐腐蝕性能，所以供熱工程的管線系統(tǒng)在運(yùn)行階段更加安全和穩(wěn)定。

4預(yù)制裝配式功能井室在供熱工程中的應(yīng)用研究

預(yù)制裝配式功能井室由于通過(guò)專業(yè)的設(shè)計(jì)和高質(zhì)量的材料，成為供熱工程管線的新接入點(diǎn)和結(jié)出點(diǎn)，供熱工程的管線網(wǎng)絡(luò)也能更加靈活穩(wěn)定地運(yùn)行。在供熱工程中使用預(yù)制裝配式功能井室也能為后期的維護(hù)和修理提供便利條件，如果管線在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)泄漏、堵塞及破裂等故障，相關(guān)的技術(shù)人員只需通過(guò)功能井室就能快速判斷故障的具體位置，從而針對(duì)故障情況采取相應(yīng)的處理措施，進(jìn)一步提高供暖管線的維修效率。盡管目前預(yù)制裝配式功能井室在供熱工程中應(yīng)用并不廣泛，但其突顯的優(yōu)勢(shì)必將成為供熱工程中功能井室發(fā)展的趨勢(shì)。因此，研究預(yù)制裝配式功能井室的材料要求、預(yù)制要求和安裝要求等內(nèi)容具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4.1預(yù)制裝配式功能井室的材料要求

預(yù)制裝配式功能井室的基礎(chǔ)和井壁所用混凝土全部采用商混，有利于提高井室的工程質(zhì)量和縮短工期?；炷磷畹蛷?qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為P6?；炷林兴性牧系馁|(zhì)量必須符合《混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的一系列規(guī)定。功能井室所用鋼筋也要符合《建筑工程施工技術(shù)規(guī)程混凝土結(jié)構(gòu)工程》的相關(guān)規(guī)定。

4.2預(yù)制裝配式功能井室的預(yù)制要求

預(yù)制裝配式功能井室所用模板必須由該領(lǐng)域的模板制作加工企業(yè)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸生產(chǎn)加工，模板的表面要求平整、無(wú)明顯接縫，模板的尺寸偏差必須低于允許量值。模板進(jìn)場(chǎng)之后，相關(guān)人員需對(duì)模板的尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)尺寸參數(shù)符合要求之后才能清理模板的表面，然后再進(jìn)行打磨處理。注意模板支撐點(diǎn)均勻分布，確保整個(gè)模板系統(tǒng)穩(wěn)固可靠，在使用過(guò)程中要經(jīng)常維修保養(yǎng)。

預(yù)制裝配式功能井室的混凝土澆筑過(guò)程中必須對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保混凝土的坍落度、含氣量等檢測(cè)指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求之后才能進(jìn)行澆筑。完成澆筑后使用振搗棒將混凝土進(jìn)行振搗，振搗時(shí)保證振搗棒與模板之間保持5～10cm距離，嚴(yán)禁振搗棒觸碰鋼筋骨架。同一井室的混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，完成澆筑后需及時(shí)采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，混凝土符合拆模條件并拆模后要在表面覆蓋一層土工布，并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓^(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員需定期對(duì)模板、鋼筋和預(yù)留孔洞等進(jìn)行檢查，判斷是否出現(xiàn)位移變形或者堵塞等情況，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須采取針對(duì)性的處理措施。預(yù)制裝配式功能井室澆筑完成后，混凝土的表面要平整光滑，且無(wú)任何掉角和缺棱等情況才算符合相關(guān)要求。

預(yù)制裝配式功能井室所用鋼筋在加工前要提前處理干凈鋼筋表面的油漬和銹跡，如果購(gòu)買的鋼筋是盤(pán)條鋼筋則要對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)直處理。安裝和綁扎鋼筋的過(guò)程中，除了要參考設(shè)計(jì)要求調(diào)整鋼筋的位置之外，也要對(duì)鋼筋的間距和保護(hù)層的厚度進(jìn)行合理控制。鋼筋綁扎接頭應(yīng)設(shè)置在井身受力較小的位置，如果鋼筋需要承受同一縱向受力，接頭不能超過(guò)兩個(gè)。安裝鋼筋必須注意安全，嚴(yán)格根據(jù)安全技術(shù)要求操作。

4.3預(yù)制裝配式功能井室的安裝要求

預(yù)制裝配式功能井室的安裝必須確保井室的穩(wěn)定性、功能性和耐久性，整個(gè)過(guò)程需要全面考慮各種實(shí)際因素和工程實(shí)際要求。預(yù)制裝配置功能井室安裝之前，相關(guān)的技術(shù)人員需提前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入分析，并制定好詳細(xì)的安裝規(guī)劃，然后再根據(jù)供熱工程的實(shí)際情況和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整功能井室的位置和布局，既能滿足井室的功能和供暖管道的功能要求，同時(shí)也便于日后的供暖管道檢修和維護(hù)。

（1）基坑開(kāi)挖。施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求和功能井室的尺寸進(jìn)行基坑開(kāi)挖工作。為保證井室穩(wěn)定地安裝就位，一定要精確確定基坑的開(kāi)挖深度和寬度?；娱_(kāi)挖按照先撐后挖的開(kāi)挖順序，盡可能減小基坑無(wú)支撐暴露開(kāi)挖時(shí)間和空間［7］。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中必須全面考慮安全隱患，做好萬(wàn)無(wú)一失的安全措施，如施工人員佩戴安全帽、手套和護(hù)目鏡；基坑周邊還要安裝防護(hù)欄和警示標(biāo)志，避免無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。在基坑開(kāi)挖階段，施工人員還要做好周邊地面的保護(hù)工作，在周邊地面上鋪設(shè)防護(hù)材料或者板條，從而避免周邊地面遭到挖掘機(jī)或者其他設(shè)備的損壞和影響［8］?；娱_(kāi)挖工作完成后，需要按照設(shè)計(jì)要求對(duì)坑底的壓實(shí)度和平整度進(jìn)行處理，地面的壓實(shí)度和平整度經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)之后，其結(jié)果符合要求才能按照施工工序進(jìn)行安裝。

（2）將功能井室進(jìn)行拼裝。預(yù)制裝配式功能井室在運(yùn)輸、堆放和拼裝階段必須要做好成品保護(hù)工作，避免對(duì)井室的構(gòu)件造成損壞，尤其是要保護(hù)好井室的陽(yáng)角位置和上口，這些位置很容易出現(xiàn)崩邊和破損。井室拼裝過(guò)程中要提前預(yù)留出足夠的作業(yè)空間，并且還要使用小型挖機(jī)［9］，構(gòu)件在拼裝之前都要提前進(jìn)行清理，安裝位置也要準(zhǔn)確調(diào)整。拼裝是井室質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于井壁、井蓋與蓋板之間的接縫全部是用企口進(jìn)行連接，所以在拼裝過(guò)程中就要在企口中加入遇水膨脹的止水條，然后再用新型環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行密封處理，確保接縫之間沒(méi)有空隙，才能避免井室出現(xiàn)滲漏，從而實(shí)現(xiàn)最佳的防水目標(biāo)。預(yù)制裝配式功能井室在拼裝過(guò)程中必須要對(duì)井室的垂直度進(jìn)行合理控制，井室預(yù)留的軸線也要與管道的軸線相對(duì)應(yīng)。安裝蓋板的過(guò)程中，既要保證蓋板的平整度，也要保證蓋板與井壁部分連接在一起，這樣才能使井室內(nèi)部成為一個(gè)密封安全的空間。

（3）最后的施工環(huán)節(jié)就是基坑回填。然后還要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求控制回填后的壓實(shí)度。井室周邊的回填材料主要是由中粗砂、石粉和地域規(guī)定值的碎石進(jìn)行回填，每層的回填厚度也要控制在允許值以內(nèi)，回填以后還要采用人工+機(jī)械［10］的方式進(jìn)行夯實(shí)。整個(gè)夯實(shí)過(guò)程不能過(guò)于用力，避免井室接口造成損壞?；靥顣r(shí)，保證基坑內(nèi)無(wú)積水，同時(shí)應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行回填土的回填，防止功能井室在不均勻壓力作用下產(chǎn)生井室壁的偏移。如果回填井室基坑時(shí)剛好在雨季，應(yīng)采取分段施工的方式縮短回填作業(yè)的施工周期?；右脖M量不要在冬季進(jìn)行施工，如果必須要在冬季施工，回填之后也要采取相應(yīng)的防凍措施，才能符合相應(yīng)的施工要求。

整體安裝結(jié)束后，相關(guān)人員還要對(duì)井室采取一系列的檢查和實(shí)驗(yàn)，如通過(guò)壓力測(cè)試、密封性檢查、井室環(huán)境檢查等，只有經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)和檢查后才能將井室投入使用。

4.4預(yù)制裝配式功能井室的維護(hù)

預(yù)制裝配式功能井室由于采用了高強(qiáng)材料，充分考慮了抗?jié)B防漏，設(shè)計(jì)優(yōu)良，堅(jiān)固耐用，整體性好，后期維護(hù)相對(duì)較簡(jiǎn)單，工作人員可以進(jìn)入井內(nèi)進(jìn)行維護(hù)工作，節(jié)省時(shí)間和精力。一般情況下，只需要安排專業(yè)人員定期檢查井室內(nèi)環(huán)境，定期對(duì)井壁進(jìn)行清洗，檢查井室的井蓋等內(nèi)容，能夠節(jié)省很多維護(hù)費(fèi)用。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)預(yù)制裝配式功能井室進(jìn)行研究，對(duì)我國(guó)供熱工程的發(fā)展起到了積極作用。預(yù)制裝配式功能井室的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)井室性能，也為后期的維護(hù)提供了便利條件，既能提高供熱工程的效率，又能降低施工成本。雖然預(yù)制裝配式功能井室的研究對(duì)我國(guó)供熱工程的發(fā)展提供了新的思路，但是井室在材料、設(shè)計(jì)和施工方面仍然還存在一些問(wèn)題。未來(lái)的研究應(yīng)重點(diǎn)對(duì)這幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，才能充分發(fā)揮預(yù)制裝配式功能井室的作用。

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作者簡(jiǎn)介：覃學(xué)才（1985—），男，苗族，貴州思南人，本科，工程師，研究方向：市政工程技術(shù)。

*通訊作者：孟娜娜（1990—），女，漢族，山東東營(yíng)人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：熱能與動(dòng)力工程。