电气隔震施工做法

倪晓东

近年来,国际、国内地震呈频发态势,对建筑物内部设备和装修管线造成极大的破坏,笔者荣幸参建了一个带有隔震层建筑物的施工。下面我浅谈一下电气系统穿越隔震层时的施工方法,使防雷引下线、电气管线、电缆等穿越隔震层时采用柔性连接,同时满足最大水平位移,不至于地震发生时造成管线断裂。

1 项目概述

本工程位于北京市西城区三里河三区12号地,地处三里河中央各大部委行政办公区中心位置,集机关办公、商务写字楼、国家地震台网中心、国家抗震救灾指挥中心、机关招待所为一体的智能化综合办公楼,建筑面积90 992 m2。地下1层,地上8层,本工程采用隔震新技术,隔震层设置在1层与地下1层之间。按要求管线穿越隔震层时采用柔性连接,并满足最大水平位移应大于400 mm。

2 隔震原理

本工程采用了隔震技术,在地下1层与首层之间设有隔震层。该技术明显有效地减轻了结构物的地震反应,并大大提高了地震作用下结构物的安全度。其基本思想是使基础与上部房屋结构分离,隔离地震能量向建筑物的输入,实现地震时地动而建筑物基本不动,达到保护建筑物安全的目的。本工程采用的是由橡胶隔震支座和阻尼器组成的隔震层,橡胶隔震支座在垂直方向具有很高的强度,能支撑起建筑物重量,而在水平方向很柔,可以有效隔离地震能量向上部房屋结构的输入;而阻尼器则可以有效抑制各种情况下共振的发生。隔震橡胶支座是由一层钢板一层橡胶层层叠合起来的,并经过加工将橡胶与钢板牢固地粘结在一起。在隔震层共设置了410个弹性叠层橡胶隔震支座,隔离地上部分与地下结构,地震作用时上部结构近乎平动,地震后自动复位。防雷引下线、电气管线、电缆等穿越隔震层时采用柔性连接,同时满足最大水平位移应大于400 mm。

3 隔震措施

尽量减少穿越隔震层管线的数量;将隔震层上下的各类电气系统尽量分别设置、配置管线;需穿越隔震层的管线集中在一起明敷穿越隔震层。

管线穿越隔震层时采用柔性连接。其允许最大水平位移应大于400 mm。电缆(线)沿金属线槽竖向穿越隔震层时,改为明敷,电缆(线)要留出至少1 m的预留量。导线穿钢管需穿越隔震层时,改为穿普利卡管明敷,并要留出至少0.4 m的水平位移预留量。防雷引下线(利用结构钢筋)在穿越隔震层时,改为明敷,焊接的外露圆钢(φ≥20)或双色单芯BV-50 mm2铜线要留出至少0.4 m的水平位移预留量。

4 电气隔震施工方法

4.1 防雷引下线穿越隔震层施工

在避雷引下线穿越隔震支座的上、下墩处随钢筋绑扎各预埋一块200 mm×100 mm×8 mm铁件,铁件外皮紧贴所支模板,待模板拆除后,清除铁件四周附着的混凝土。

所有防雷引下线(利用结构柱内钢筋)在穿越隔震层时,改为明敷,焊接的双色单芯BV-50 mm2铜线要留出至少0.4 m的水平位移预留量。在上、下预埋铁件中心处,各焊接一φ 16螺栓,将双色单芯BV-50 mm2铜线两端压接铜线鼻子通过螺母栓接在焊接螺栓上,从而使防雷引下线在穿越隔震层时,既能上下有效连通,又实现了软连接。利用柱内钢筋做防雷引下线穿越隔震层做法详见图1,图2,图3。

焊接时,除保证焊接质量、螺栓牢固外,特别应注意保护好橡胶隔震垫,以免火花溅到橡胶隔震垫上造成破坏。

4.2 电缆桥架、电缆穿越隔震层施工

由于隔震层净空最高只有1.7 m,有下返梁处净空更低,因此电缆保护箱600×1 200×600只能采用组装式,否则电缆保护箱将无法运至架空层内。将电缆保护箱600×1 200×600分体运至架空层后进行组装,并用槽钢进行落地安装。同时将穿越隔震层的桥架在电缆保护箱上、下开出相应的豁口并磨光,四周用电缆皮进行保护,以免划破电缆。

电缆经桥架穿越隔震层时,在电缆保护箱内预留至少1 m的余量,以确保满足电缆最大水平位移应大于400 mm。具体做法见图4,图5。

电缆桥架穿越隔震层安装时,吊杆、支架可以用膨胀螺栓固定在顶板上,也可将支架固定在隔震层地面上。桥架的接地线安装可分别在桥架穿越、穿出隔震层电缆保护箱处采用双色多股4 mm2软铜线通过铜线鼻子进行压接,同时保证软铜线有不少于0.4 m的水平位移预留量。

4.3 照明支线穿越隔震缝施工

由于隔震层设置在1层与地下1层之间,所以地下1层的楼梯斜坡形成了隔震缝。照明支路管线穿越隔震缝时,除要参考一般的伸缩缝的做法：隔震缝两端设有两个接线盒,一端固定,另一端接线盒上开长孔,以保证管线能自由伸缩外;同时照明支路管线穿越隔震层时,改为穿普利卡管经两个接线盒明敷,并要留出至少0.4 m的水平位移预留量。支线穿越隔震层做法详见图6。

5 施工方法改进

5.1 预埋件改进

200 mm×100 mm×8 mm预埋铁件原设计图纸为普通钢板,由于隔震也是第一次施工,没有想到选用热镀锌钢板。考虑普通钢板时间长了,易生锈腐蚀,只能对普通钢板除锈、刷防锈漆、银粉漆加以补救,以后再次施工时可将普通钢板改为热镀锌钢板。

5.2 隔震层上下预埋件连接改进

原设计图纸要求所有防雷引下线、接地线(利用结构钢筋)在穿越隔震层时,改为明敷,选用φ≥20圆钢进行连接,后来在样板施工过程中,发现圆钢实际施工时不易操作,易破坏隔震垫,而且难以做到每个圆钢外形保持一致。经与设计、甲方、监理协商,同意将圆钢改为双色单芯BV-50 mm2铜线进行连接,大大降低了施工难度,简化了施工程序,便于施工。

5.3 隔震层600×1 200×600电缆保护箱尺寸改进

受隔震层净空高度限制,电缆保护箱高度不可能做得太高,但为满足电缆在保护箱内1 m预留长度及最大水平位移大于400 mm的要求,可根据穿越隔震层的电缆数量将电缆保护箱的长、宽适当增大,以增大电缆的位移空间。

6 结语

此项隔震技术设计新,规模大,社会价值深远,对于地震时如何保护设备管线有很大的现实意义。隔震减震关键技术通过了北京市科学技术成果鉴定,达到国际领先水平。本工程被建设部评为第五批全国建筑业新技术应用示范工程,整体水平达到国内领先水平,同时该工程被评为2008年度鲁班奖工程。

[1] 李红梅.建筑物电气设施在设计安装使用中存在的隐患[J].山西建筑,2008,34(13)：206-207.