电气化集装箱堆场附属设施施工

黄宏宝

（天津港建设工程质量安全监督站，天津 300461）

在采用电气化的集装箱堆场中，主要附属设施大致分为：箱式变电站基础、地面接电箱基础、E-RTG过路电缆槽、电缆转向基础4个主要分项。电气化集装箱堆场的附属设施对于轮胎式龙门吊在生产期电缆的布设及转向等操作起到至关重要的作用。然而在实际施工过程中，各附属设施大多位于集装箱堆存区与道路交界处，以某集装箱堆场为例（如图1所示），交界处多为各工种及工序交叉关键点，相关构筑物较多，本身具有难于组织施工的特点，加之各附属设施体积小、结构相对复杂，在集装箱堆场大面积施工作业中，更加需要同其他各工序相互配合、合理搭接，以保证工程的顺利进行。

1 箱式变电站基础

1.1 施工顺序

图1 某集装箱堆场交界处平面简图

根据图1所示，在进行该处交叉点施工的过程中，因构筑物平面位置相对集中，需合理安排各混凝土构筑物施工顺序，以避免各工序冲突导致施工受阻。遵循自下而上的施工原则，在完成跑道梁两内侧锚锭基础的施工后，应先进行箱式变电站基础的施工，同时，由于跑道梁距离较近，为避免跑道梁处结构层在箱式变电站基础施工过程中遭到破坏，建议对锚锭基础与平缘石之间的施工区域，在结构层标高达到箱式变电站基础底标高后，先行对箱式变电站进行施工（与此同时，相应电力管线需同步进行施工，以保证电力管道及时同箱式变电站基础实现对接），避免在结构层施工至跑道梁底标高后所导致的二次开挖，及结构层破坏导致的质量隐患，在完成箱式变电站基础的施工后，再行进行该处跑道梁四周结构层施工。

1.2 施工注意事项

箱式变电站基础多为薄壁混凝土结构，以某集装箱堆场箱式变电站基础的浇筑为例：

1）施工中需对箱式变电站基础四周砸设接地装置[1]——艾利高（钢芯镀铜棒φ17，长2.44 m）。若将该接地极砸设至规范要求标高，则接地极需贯穿压实度为96%的2 m厚山皮土结构层，而接地极本身刚度无法满足砸设要求，建议采取75 mm×75 mm的等边角钢对艾利高进行加固，见图2所示。利用挖掘机配合人工进行接地极砸设，根据对实际施工的320根接地极砸设情况的统计，除少数接地极无法砸设至规范要求深度外，其余均可满足规范要求深度。同时，经现场接地电阻测试，全部接地电阻均维持在0.03～0.12 Ω（包括无法砸设至设计深度的接地极），满足国家规范要求。

图2 接地极加工示意图

2）箱式变电站基础通常需预留数量不等的百叶窗口，用于内部通风等相关要求的使用，由于百叶窗通常为后期安装，因此，在箱式变电站基础浇筑过程中，应将预留的百叶窗口宽度和高度的尺寸，在图纸基础上各加1～2 cm安装空隙，以便于后期的安装工作。

3）箱式变电站的安装具有一定方向性，因此应明确箱式变电站的安装方位，以保证预留的百叶窗位置及用于后期电缆穿设、设备调试及后期维护过程中所使用的基础内壁爬梯位置准确。

4）箱式变电站与基础的连接方式因设计不同而异。本施工中采用基础顶口预埋18块钢板，后期同箱式变电站采用焊接的方式进行连接，因此应着重对预埋钢板标高进行控制，确保浇筑完成后顶面平整度满足安装精度的要求，如图3所示。

图3 箱式变电站基础浇筑完成后

2 E-RTG过路电缆槽

2.1 施工顺序

E-RTG过路电缆槽作为集装箱堆场过路段保护电缆的装置，在实际生产过程中起着较为重要的作用，而在集装箱堆场施工过程中，E-RTG电缆槽通常紧靠跑道梁，因此需在跑道梁施工完成后进行施工。由于过路电缆槽位于集装箱堆场过路段沥青混凝土路面中（如图4所示），且铺设沥青混凝土作为对温度限制要求较高的一项工序，对整个集装箱堆场施工的进度起着关键作用，因此在过路段跑道梁施工完毕后，应及时组织人力进行过路电缆槽施工。

图4 E-RTG过路电缆槽完成图

E-RTG过路电缆槽通常由两部分组成，①处于沥青混凝土路面中的直线电缆槽部分；②为位于堆场区内的电缆收口导向部分。集装箱堆场的施工具有施工周期短，作业工种多，各工序专业技术性强等特点，跑道梁施工通常处于集装箱堆场施工的中后期，对施工进度要求较高，同时需结合天气及当地气温情况，合理调配时间进行沥青混凝土路面的铺设。通常E-RTG电缆槽施工周期较短，本次施工E-RTG过路电缆槽正值10月中下旬，为保证沥青混凝土路面在冬季施工前铺设完毕，需在半个月内完成场区内全部24道（每道2条，共计48条）过路电缆槽的施工，为此先行集中完成了位于沥青混凝土路面中的直线段过路电缆槽施工，而后再行完成两侧电缆收口导向部分的施工，为后续结构层及沥青混凝土路面的铺设争取了时间。

2.2 施工注意事项

1）借助临侧的跑道梁进行模板支立，模板以竹胶模板结合木方配合拉杆。为防止过路段电缆槽预埋不锈钢槽发生“空鼓”现象，在过路电缆槽预埋件上，每间隔15 cm的基础上打设了直径约3 cm的圆孔，但在实际混凝土浇筑完成后，仍发现大量“空鼓”。过路电缆槽位于场区道路中，在生产期需承受大型集装箱运输车辆的荷载，“空鼓”现象势必对后续使用过程中造成隐患。建议对不锈钢槽埋件所在部位的直线段混凝土顶面预留5 cm（保证预埋钢槽已部分嵌入混凝土中）进行二次浇筑，此法在一次浇筑完成后，可直接拆除模板，不影响后续结构层及沥青混凝土路面的铺设。为保证二次浇筑过程不发生“空鼓”现象，对预留的5 cm采用了高于设计混凝土强度的胶泥进行灌注，采用桥梁中连接垫石与盆式橡胶支座的专用高强胶泥，具有自密实程度高、强度高、硬化快（2 h可达C20混凝土强度）等优点，因此在灌筑完成后较短时间，便可承受施工荷载，为相关后续工序争取了时间。

2）E-RTG过路电缆槽作为道路中预留电缆槽，标高较沥青混凝土路面低，势必导致水流汇集，造成电缆长期浸泡的隐患。为解决后期存水问题，设计之初在电缆槽直线段预留孔径为8 cm的球墨铸铁管，并将其底端砸至山皮土结构层内，以便形成较为流畅的排水通道，经现场施工试验，由于山皮土结构层压实度较高，且上层为强度较高的水泥稳定碎石，球墨铸铁管较难砸设至山皮土内，且场区内尘土（为正常使用过程中浮尘）经常导致球墨铸铁管不明原因的排水不畅；后期为保证过路电缆槽内排水畅通，在直线电缆槽两侧采用水钻洗眼并安装排水软管引至邻近雨水检查井中，获得较理想的效果，如图5所示。

图5 水钻洗眼+安装软管至邻近雨水井

3 地面接电箱基础

3.1 施工顺序

地面接电箱作为轮胎式龙门吊在集装箱场区内的直接供电接口，就如集装箱场区内的“插座”起着承上启下的作用。由于地面接电箱尺寸较小，所以地面接电箱基础的结构尺寸不大，且埋深较浅，本施工场区内地面接电箱基础长1.37 m、宽0.58 m、高0.8 m（其中底板厚0.2 m），采取现场集中预制，待场区内具备安装条件后统一进行吊装的施工方法（由于每个接电箱基础重量仅为0.65 t，故采用场区内普遍使用的挖掘机即可实现其起吊与安装的工作）。根据图纸要求，地面接电箱基础需高出场区地面0.2 m，因此，地面接电箱基础实际埋深仅为0.6 m，其位于相邻跑道梁中间，数量相对较多，且底标高在结构层施工中不易控制，出于对施工进度的整体考虑，通常在完成该处结构层施工后，进行二次开挖，因所需作业面小、开挖量不大，不影响其他相关工序的施工。

3.2 施工注意事项

1)由于地面接电箱基础需同邻近电缆井采用管道连接，通常电缆埋设深度需距地面1.5 m左右，而地面接电箱埋深仅为0.6 m，本施工中地面接电箱预留电缆孔中心距地面仅为0.35 m，同时，邻近电缆井同接电箱基础间距不足10 m，该距离很难实现电缆管道的直接，因此在接电箱基础预制过程中，将电缆管道预留孔制成矩形，同时，在电缆井同地面接电箱基础之间的电缆管道采用可弯曲且环刚度较高的弹簧管进行连接，取得了较好的效果。

2）在前述箱式变电站基础进行接地极施工过程中，由于地面接电箱基础及箱式变电站基础平面位置相对集中，因此可集中进行接地极砸设，接地极砸设通常选在箱式变电站基础、两侧跑道梁施工完毕，接电箱基础吊运安装完毕，电缆管道的安装连接完成后进行。接地极按照前述方式加工，而后利用挖掘机集中对接地极砸设区域进行开挖，并配合人工进行接地极砸设（见图6）。在完成后，应尽快组织人力采用气焊将接地极端头处等边角钢割除（使得接地极露出等边角钢5 cm左右），并进行接地极之间扁铜带的焊接工作，以本次施工中的经验，该工序配备两组焊接人员（每组2人），3～4 d即可完成场区内60个接电箱基础及13个箱式变电站基础共计1850 m扁铜带及2350个铜焊点的施工。

图6 人工配合挖掘机砸设接地极

3）地面接电箱基础通常在浇筑过程中需预埋槽钢，用以后期同接电箱之间进行机械连接，通常需对槽钢进行打孔处理后，采用螺栓同接电箱进行连接。该工序常在地面接电箱基础预制完成后进行，并应根据接电箱螺栓安装位置及时制作定位板，以便在接电箱基础的预埋槽钢上准确打孔，避免后期安装过程中因孔位不准导致无法安装的状况出现。

4 电缆转向基础

4.1 施工顺序

根据图1，电缆转向基础位于地面接电箱基础两侧，主要用于处理电气化轮胎式龙门吊所使用电缆在经过地面接电箱时电缆翻转的问题，在先后完成箱式变电站基础、E-RTG过路电缆槽及地面接电箱施工后，可供电缆转向基础施工的空间已相对较小（如图7所示），同时，由于电缆转向基础距地面接电箱较近，且地面接电箱因埋深较浅导致该处电缆管道埋设较浅，若在接电箱基础完成施工后进行，极易导致电缆管道破损，容易造成地面接电箱基础的接地装置因挖掘机超深开挖导致的隐蔽性破坏。建议在完成地面接电箱基础安装及接地装置埋设后，立即对电缆转向基础展开施工，因后期需安装电缆转向装置，对于平整度及场区平面位置要求较高，建议采用现场浇筑方式进行施工。

图7 E-RTG地面接电箱及电缆固定装置平面布置图

4.2 施工注意事项

1）由于电缆转向装置主要对电缆在轮胎式龙门吊运行过程中起翻转作用，因此，能否使转向装置平滑顺利在实际使用中发挥作用，便是电缆转向基础的施工关键。本施工中，电缆转向装置属于后期变更项目，为保证装置顺利发挥作用，配合设备安装人员进行了多次现场试验，认为转向装置的搁置角度（最佳转向角为15°～20°）是整个转向装置成败的关键。在现场浇筑时，建议进行两次浇筑，同时对顶面止口处搁置角度采用定型模板（竹胶模板即可）进行浇筑。

图8 电缆转向装置基础断面图（平面图见图7）

2）由图8可见，由于电缆转向基础为槽型基础结构，为保证槽内及时排水以防止转向装置及电缆被水浸泡，在施工过程中需埋设DN80球墨铸铁管，并将其砸入山皮土层以形成及时的排水通道，在管口处设置防堵地漏以防止杂物掉入其中阻断排水通道。该方法在施工完成后的初期使用中排水效果较好，但由于集装箱场区为相对开放型的平面区域，地表杂质较多，在长期使用过程中仍出现排水通道堵塞现象。因电缆转向基础本身埋深较浅，数量相对较多（本施工的电缆转向基础共计135个），较难与雨水井建立合理的排水通道，对于该转向装置的排水问题仍有待进一步探讨。

5 结语

随着公众对于环境保护观念的日益深化，各国政府在各个行业纷纷展开对清洁能源的开发与讨论，无论是出于环境保护亦或生产经营成本的考虑，对于现代化集装箱堆场而言，电气化装卸设施的使用将取缔原有柴油化装卸设施走上历史的舞台。而由于设计使用要求及对场区相关后续发展等因素的考虑，对于电气化集装箱堆场附属设施的配置及选型势必趋于多样化。文中仅以某电气化集装箱堆场附属设施施工为例进行阐述，具体施工仍应根据现场实际情况进行综合考虑及多方协商，以便进行科学合理的工程决策，确保工程进度、质量以及成本的最优化。

[1]03D501-4，接地装置安装[S].

[2]张永金，石啸.重箱堆场地下管网施工[J].中国港湾建设，2009（3）：41-44.

[3]中交第一航务工程局.港口工程施工手册[M].北京：人民交通出版社，1994.

[4]JTS257-2008，水运工程质量检验标准[S].