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預(yù)埋件施工技術(shù)及鋅鎳滲層防腐技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用

【概要描述】目前，中國已成為世界上城市軌道交通發(fā)展最快的國家。在我國軌道交通建設(shè)事業(yè)高速發(fā)展的同時，各地軌道交通工程建設(shè)中也暴露出了許多問題和薄弱環(huán)節(jié)，例如設(shè)備、設(shè)施、構(gòu)件安裝施工粗放，對地鐵隧道土建結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重，零部件銹蝕現(xiàn)象非常普遍，致使工程使用壽命大打折扣，同時也增加了日常營運維修難度和成本。這方面的問題已日益引起業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注，開始在借鑒國外發(fā)達(dá)國家成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，探索和實踐相關(guān)的應(yīng)對技術(shù)措

預(yù)埋件施工技術(shù)及鋅鎳滲層防腐技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用

【概要描述】目前，中國已成為世界上城市軌道交通發(fā)展最快的國家。在我國軌道交通建設(shè)事業(yè)高速發(fā)展的同時，各地軌道交通工程建設(shè)中也暴露出了許多問題和薄弱環(huán)節(jié)，例如設(shè)備、設(shè)施、構(gòu)件安裝施工粗放，對地鐵隧道土建結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重，零部件銹蝕現(xiàn)象非常普遍，致使工程使用壽命大打折扣，同時也增加了日常營運維修難度和成本。這方面的問題已日益引起業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注，開始在借鑒國外發(fā)達(dá)國家成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，探索和實踐相關(guān)的應(yīng)對技術(shù)措

詳情
　　目前，中國已成為世界上城市軌道交通發(fā)展最快的國家。在我國軌道交通建設(shè)事業(yè)高速發(fā)展的同時，各地軌道交通工程建設(shè)中也暴露出了許多問題和薄弱環(huán)節(jié)，例如設(shè)備、設(shè)施、構(gòu)件安裝施工粗放，對地鐵隧道土建結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重，零部件銹蝕現(xiàn)象非常普遍，致使工程使用壽命大打折扣，同時也增加了日常營運維修難度和成本。這方面的問題已日益引起業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注，開始在借鑒國外發(fā)達(dá)國家成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，探索和實踐相關(guān)的應(yīng)對技術(shù)措施和方法。
　　安裝設(shè)備種類眾多 地鐵機電安裝包括諸多系統(tǒng)，如通風(fēng)空調(diào)、給水排水、消防給水、動力照明、火災(zāi)報警（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控（BAS）、通信、信號、導(dǎo)向等等，需在地鐵隧道內(nèi)安裝及鋪設(shè)的設(shè)備管線眾多且布局復(fù)雜。地鐵工程施工中土建施工周期長，機電安裝工程施工周期短、施工空間異常狹窄，給機電安裝承包商造成巨大的工期壓力，也給現(xiàn)場的施工人員造成很大的生理影響。地鐵機電專業(yè)安裝設(shè)備管線多、相互交叉、錯綜復(fù)雜，如何做好管線布置綜合平衡、合理設(shè)計與應(yīng)用，關(guān)系到整個機電安裝工程的施工進(jìn)度，也制約著地鐵是否能如期開通運營。
打孔施工造成的混凝土管片破損開裂
打孔施工造成的混凝土管片破損開裂
　　設(shè)備安裝打孔多 以盾構(gòu)地鐵隧道為例，目前大部分電纜、管線及設(shè)備的安裝都需要在管片上打孔。這種作業(yè)方法存在以下3方面的弊病：一是施工工效和質(zhì)量低，安裝的質(zhì)量無法得到保障，給今后設(shè)備的使用和運營留下了事故隱患；二是施工作業(yè)時噪聲及粉塵污染嚴(yán)重，影響作業(yè)人員的身體健康。若采用對環(huán)境、施工人員安全和健康影響較小的鉆孔設(shè)備，則施工成本大大增加；三是由于打孔作業(yè)會對管片結(jié)構(gòu)造成永久性的損傷，導(dǎo)致管片結(jié)構(gòu)破壞、開裂、滲漏水等質(zhì)量問題，從而使工程的使用壽命大打折扣，我國地鐵隧道設(shè)備安裝現(xiàn)況令人堪憂。
　　哈芬槽/華盾槽、天盾槽預(yù)埋技術(shù)： 哈芬槽預(yù)埋技術(shù)20世紀(jì)初源于德國，是隨著混凝土工程的快速發(fā)展而研發(fā)應(yīng)用的一種預(yù)埋件技術(shù)，廣泛應(yīng)用于隧道、橋梁工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在軌道交通工程中是接觸網(wǎng)、通信信號及電力設(shè)備等固定安裝的最佳選擇，哈芬槽也適用于所有會發(fā)生動態(tài)承載的固定裝置中，如起重軌或機械固定裝置。哈芬槽是一種適用于各類混凝土構(gòu)筑物的預(yù)埋裝置，其基本工作原理是：先將C型槽鋼預(yù)埋于混凝土中，再將T型螺栓的大頭扣進(jìn)C型槽中，再將要安裝固定的設(shè)備構(gòu)件用T型螺栓固定。國內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)的哈芬槽同類產(chǎn)品有華盾槽、天盾槽等。
地鐵盾構(gòu)隧道內(nèi)密集布設(shè)的各類線路設(shè)施
地鐵盾構(gòu)隧道內(nèi)密集布設(shè)的各類線路設(shè)施
　　哈芬槽具有以下優(yōu)異的質(zhì)量特性：1）高承載能力，最高可達(dá)32 kN/m或128 kN/m。2）可用于靜態(tài)和動態(tài)承載。3）安裝邊距小，最小可達(dá)5 cm。4）安裝便捷，易于調(diào)整。5）安裝作業(yè)無噪音、無塵。6）采用不銹鋼或經(jīng)防腐處理的鋼材，防腐性能好。
　　作為一種十分成熟的混凝土預(yù)埋件技術(shù)，哈芬槽/華盾槽應(yīng)用于地鐵隧道各種設(shè)備安裝時，具有以下顯著優(yōu)點：1）對隧道結(jié)構(gòu)零損傷，可有效延長工程使用壽命。2）雖然預(yù)埋件一次性投入成本費用增加，但從長遠(yuǎn)看降低了設(shè)備的運營維護(hù)費用，設(shè)備安裝及維護(hù)總體成本降低。3）安裝作業(yè)環(huán)境大大改善，設(shè)備安裝效率顯著提高，平均每10 km可縮短工期1個月。4）便于在運營期更換及增加各種設(shè)備。
　　為了驗證哈芬槽/華盾槽、天盾槽預(yù)埋件的施工效率、精準(zhǔn)度及適用性，深圳地鐵集團(tuán)有限公司進(jìn)行了相關(guān)安裝工藝試驗。模型為1:1，5環(huán)管片，7.5 m長。模型安裝試驗證明哈芬槽/華盾槽預(yù)埋件技術(shù)完全可行，適用于盾構(gòu)隧道內(nèi)任意構(gòu)件的安裝。
地鐵設(shè)備部件銹蝕場景
地鐵設(shè)備部件銹蝕場景
　　全面推廣預(yù)埋件技術(shù)，可提高設(shè)備安裝效率，改善安裝作業(yè)環(huán)境，便于設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)，同時也大大降低了因安裝施工而導(dǎo)致的隧道結(jié)構(gòu)損傷，有效延長了工程壽命。
　　深圳地鐵在總結(jié)已有試點工程成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，擬以全面推廣預(yù)埋件技術(shù)為切入點，促進(jìn)地鐵設(shè)備安裝的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理，按計劃2013年6月提交預(yù)埋件設(shè)計手冊，2014年所有新開工項目不允許大范圍打孔，以全面實現(xiàn)工程150年壽命的質(zhì)量目標(biāo)。
　　絕緣尼龍?zhí)坠茴A(yù)埋技術(shù) 絕緣尼龍?zhí)坠茴A(yù)埋技術(shù)是為了便于各類設(shè)備安裝時管子穿過磚墻、混凝土梁、混凝土墻等構(gòu)件，在混凝土澆筑時以預(yù)埋套管的形式在混凝土構(gòu)件上預(yù)留孔洞。該技術(shù)適用于人防、地下工程、化工、鋼鐵、自來水、污水處理等管路穿墻壁要求嚴(yán)密防水之處。
　　預(yù)埋件技術(shù)的比較優(yōu)勢：哈芬槽/華盾槽及絕緣尼龍?zhí)坠艿阮A(yù)埋技術(shù)與傳統(tǒng)的鉆機打孔技術(shù)相比較，預(yù)埋件技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化程度、綜合工效、對混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)等方面均體現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢，鉆機打孔技術(shù)在前期工程造價方面相等較低，但綜合考量工程后期的維修保養(yǎng)費用的投入及工程壽命等因素，預(yù)埋件技術(shù)從整體上說較之傳統(tǒng)的鉆機打孔技術(shù)具有絕對的比較優(yōu)勢。
鋼鐵零部件使用5年后的銹蝕狀況對比 左邊為熱浸鋅處理，右邊是鋅鎳滲層
鋼鐵零部件使用5年后的銹蝕狀況對比 左邊為熱浸鋅處理，右邊是鋅鎳滲層
　　在眾多的地鐵運營系統(tǒng)設(shè)備中，存在大量鋼鐵材質(zhì)的零部件，如各種設(shè)備部件、緊固件等。這些設(shè)備部件和緊固件，由于在制造時缺乏適當(dāng)?shù)姆栏胧又畱?yīng)用環(huán)境條件惡劣，使用過程中往往存在嚴(yán)重的氧化銹蝕現(xiàn)象，對設(shè)備的正常使用產(chǎn)生不良影響，也造成了諸多的設(shè)備安全隱患。地鐵設(shè)備及安裝部件腐蝕現(xiàn)象的普遍存在，是業(yè)內(nèi)亟待解決的一個質(zhì)量通病。
　　解決措施--推廣鋅鎳滲層防腐技術(shù)
　　鋅鎳滲層防腐技術(shù)是一種化學(xué)熱處理技術(shù)，該技術(shù)是在滲鋅技術(shù)的基礎(chǔ)上，為增強滲層的耐磨性和防腐蝕性，在配方中添加鎳、鋁而發(fā)展起來的黑色金屬防腐技術(shù)。該技術(shù)的原理是：在一定溫度條件下鋼鐵件與鋅、鋁、鎳、稀土等多種元素充分接觸加熱，使鋅、鋁、鎳等多元金屬原子均勻擴(kuò)散入鋼鐵制品表面，在制品表面形成鋅、鋁、鎳、鐵比例不同的金屬間化合物-合金共滲層。它的電位低于鐵高于鋅，作為陽極保護(hù)層，其防腐壽命自然長于同樣厚度的純鋅防腐層。鋅鎳滲層處理技術(shù)的各項物理和力學(xué)性能，如抗拉強度、屈服點、抗腐蝕性和表面硬度方面均優(yōu)于不銹鋼材料。
　　工程實踐證明，推廣鋅鎳滲層防腐技術(shù)是解決地鐵設(shè)備及安裝部件腐蝕問題的有效應(yīng)對措施。全面推廣鋅鎳滲層防腐技術(shù)，預(yù)防設(shè)備及安裝部件銹蝕，可有效降低營運成本，提高設(shè)備的完好率和安全性。

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