倪曉東

近年來,國際、國內(nèi)地震呈頻發(fā)態(tài)勢,對建筑物內(nèi)部設備和裝修管線造成極大的破壞,筆者榮幸參建了一個帶有隔震層建筑物的施工。下面我淺談一下電氣系統(tǒng)穿越隔震層時的施工方法,使防雷引下線、電氣管線、電纜等穿越隔震層時采用柔性連接,同時滿足最大水平位移,不至于地震發(fā)生時造成管線斷裂。

1 項目概述

本工程位于北京市西城區(qū)三里河三區(qū)12號地,地處三里河中央各大部委行政辦公區(qū)中心位置,集機關辦公、商務寫字樓、國家地震臺網(wǎng)中心、國家抗震救災指揮中心、機關招待所為一體的智能化綜合辦公樓,建筑面積90 992 m2。地下1層,地上8層,本工程采用隔震新技術(shù),隔震層設置在1層與地下1層之間。按要求管線穿越隔震層時采用柔性連接,并滿足最大水平位移應大于400 mm。

2 隔震原理

本工程采用了隔震技術(shù),在地下1層與首層之間設有隔震層。該技術(shù)明顯有效地減輕了結(jié)構(gòu)物的地震反應,并大大提高了地震作用下結(jié)構(gòu)物的安全度。其基本思想是使基礎與上部房屋結(jié)構(gòu)分離,隔離地震能量向建筑物的輸入,實現(xiàn)地震時地動而建筑物基本不動,達到保護建筑物安全的目的。本工程采用的是由橡膠隔震支座和阻尼器組成的隔震層,橡膠隔震支座在垂直方向具有很高的強度,能支撐起建筑物重量,而在水平方向很柔,可以有效隔離地震能量向上部房屋結(jié)構(gòu)的輸入;而阻尼器則可以有效抑制各種情況下共振的發(fā)生。隔震橡膠支座是由一層鋼板一層橡膠層層疊合起來的,并經(jīng)過加工將橡膠與鋼板牢固地粘結(jié)在一起。在隔震層共設置了410個彈性疊層橡膠隔震支座,隔離地上部分與地下結(jié)構(gòu),地震作用時上部結(jié)構(gòu)近乎平動,地震后自動復位。防雷引下線、電氣管線、電纜等穿越隔震層時采用柔性連接,同時滿足最大水平位移應大于400 mm。

3 隔震措施

盡量減少穿越隔震層管線的數(shù)量;將隔震層上下的各類電氣系統(tǒng)盡量分別設置、配置管線;需穿越隔震層的管線集中在一起明敷穿越隔震層。

管線穿越隔震層時采用柔性連接。其允許最大水平位移應大于400 mm。電纜(線)沿金屬線槽豎向穿越隔震層時,改為明敷,電纜(線)要留出至少1 m的預留量。導線穿鋼管需穿越隔震層時,改為穿普利卡管明敷,并要留出至少0.4 m的水平位移預留量。防雷引下線(利用結(jié)構(gòu)鋼筋)在穿越隔震層時,改為明敷,焊接的外露圓鋼(φ≥20)或雙色單芯BV-50 mm2銅線要留出至少0.4 m的水平位移預留量。

4 電氣隔震施工方法

4.1 防雷引下線穿越隔震層施工

在避雷引下線穿越隔震支座的上、下墩處隨鋼筋綁扎各預埋一塊200 mm×100 mm×8 mm鐵件,鐵件外皮緊貼所支模板,待模板拆除后,清除鐵件四周附著的混凝土。

所有防雷引下線(利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)鋼筋)在穿越隔震層時,改為明敷,焊接的雙色單芯BV-50 mm2銅線要留出至少0.4 m的水平位移預留量。在上、下預埋鐵件中心處,各焊接一φ 16螺栓,將雙色單芯BV-50 mm2銅線兩端壓接銅線鼻子通過螺母栓接在焊接螺栓上,從而使防雷引下線在穿越隔震層時,既能上下有效連通,又實現(xiàn)了軟連接。利用柱內(nèi)鋼筋做防雷引下線穿越隔震層做法詳見圖1,圖2,圖3。

焊接時,除保證焊接質(zhì)量、螺栓牢固外,特別應注意保護好橡膠隔震墊,以免火花濺到橡膠隔震墊上造成破壞。

4.2 電纜橋架、電纜穿越隔震層施工

由于隔震層凈空最高只有1.7 m,有下返梁處凈空更低,因此電纜保護箱600×1 200×600只能采用組裝式,否則電纜保護箱將無法運至架空層內(nèi)。將電纜保護箱600×1 200×600分體運至架空層后進行組裝,并用槽鋼進行落地安裝。同時將穿越隔震層的橋架在電纜保護箱上、下開出相應的豁口并磨光,四周用電纜皮進行保護,以免劃破電纜。

電纜經(jīng)橋架穿越隔震層時,在電纜保護箱內(nèi)預留至少1 m的余量,以確保滿足電纜最大水平位移應大于400 mm。具體做法見圖4,圖5。

電纜橋架穿越隔震層安裝時,吊桿、支架可以用膨脹螺栓固定在頂板上,也可將支架固定在隔震層地面上。橋架的接地線安裝可分別在橋架穿越、穿出隔震層電纜保護箱處采用雙色多股4 mm2軟銅線通過銅線鼻子進行壓接,同時保證軟銅線有不少于0.4 m的水平位移預留量。

4.3 照明支線穿越隔震縫施工

由于隔震層設置在1層與地下1層之間,所以地下1層的樓梯斜坡形成了隔震縫。照明支路管線穿越隔震縫時,除要參考一般的伸縮縫的做法：隔震縫兩端設有兩個接線盒,一端固定,另一端接線盒上開長孔,以保證管線能自由伸縮外;同時照明支路管線穿越隔震層時,改為穿普利卡管經(jīng)兩個接線盒明敷,并要留出至少0.4 m的水平位移預留量。支線穿越隔震層做法詳見圖6。

5 施工方法改進

5.1 預埋件改進

200 mm×100 mm×8 mm預埋鐵件原設計圖紙為普通鋼板,由于隔震也是第一次施工,沒有想到選用熱鍍鋅鋼板?？紤]普通鋼板時間長了,易生銹腐蝕,只能對普通鋼板除銹、刷防銹漆、銀粉漆加以補救,以后再次施工時可將普通鋼板改為熱鍍鋅鋼板。

5.2 隔震層上下預埋件連接改進

原設計圖紙要求所有防雷引下線、接地線(利用結(jié)構(gòu)鋼筋)在穿越隔震層時,改為明敷,選用φ≥20圓鋼進行連接,后來在樣板施工過程中,發(fā)現(xiàn)圓鋼實際施工時不易操作,易破壞隔震墊,而且難以做到每個圓鋼外形保持一致。經(jīng)與設計、甲方、監(jiān)理協(xié)商,同意將圓鋼改為雙色單芯BV-50 mm2銅線進行連接,大大降低了施工難度,簡化了施工程序,便于施工。

5.3 隔震層600×1 200×600電纜保護箱尺寸改進

受隔震層凈空高度限制,電纜保護箱高度不可能做得太高,但為滿足電纜在保護箱內(nèi)1 m預留長度及最大水平位移大于400 mm的要求,可根據(jù)穿越隔震層的電纜數(shù)量將電纜保護箱的長、寬適當增大,以增大電纜的位移空間。

6 結(jié)語

此項隔震技術(shù)設計新,規(guī)模大,社會價值深遠,對于地震時如何保護設備管線有很大的現(xiàn)實意義。隔震減震關鍵技術(shù)通過了北京市科學技術(shù)成果鑒定,達到國際領先水平。本工程被建設部評為第五批全國建筑業(yè)新技術(shù)應用示范工程,整體水平達到國內(nèi)領先水平,同時該工程被評為2008年度魯班獎工程。

[1] 李紅梅.建筑物電氣設施在設計安裝使用中存在的隱患[J].山西建筑,2008,34(13)：206-207.