CN110943422A - 一种电缆工井 - Google Patents

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周仰东
崔鲁
谭文韬
钮佳伟
顾少平
周佳威
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Abstract

本发明涉及一种电缆工井，包括围成井内空间的底板、侧壁和盖板，侧壁用于连接电缆排管，底板具有沿电缆排管的延伸方向伸出侧壁外缘的外伸部分，电缆排管还包括设置于底板的外伸部分上并用于平衡应力和支撑电缆排管的平衡部。本发明能够较好地解决电缆排管与电缆工井之间的不均匀沉降问题，其施工方便、周期短，所需投资也较少。

Description

一种电缆工井
技术领域
本发明属于电力工程、市政工程技术领域，具体涉及一种电缆工井。
背景技术
根据电力电缆的敷设要求，沿着其路径长度方向每隔一定的距离(一般情况不超过100m)就要设置一座电缆工井(包括电缆检查井或者分支井)，井的内净空要满足电缆敷设、检修的需求，受进人检修的需求，井的内净空高度不低于1.9m，考虑到覆土和底板结构厚度之后，井的底板深度多超过2.5m，考虑到井内电缆敷设、人员检修等需求，井的宽度和长度一般都不小于1.6m和2.5m。此时，由井的底板、四周侧壁和顶板形成的钢筋混凝土结构在地下会形成一个空腔，井体结构及其内部电缆等设备荷载的重量小于被置换部分的土体。
与此同时，电缆工井的侧壁需连接电缆排管。电缆排管的覆土一般在0.5～0.7m之间，其底部多不超过2.0m，且电缆排管四周包封混凝土或回填密室的砂土，而排管内的电缆重量也比排管置换掉的部分荷载要重，这就造成了排管与工井对接处，不仅存在空间对接高度上的高差，而且二者对下部地基土产生的附加应力也有所不同，不同的附加应力也直接导致了排管与工井衔接处的沉降差，在地下水位较高的软弱地基土层中，衔接处的不均匀沉降往往成为工程质量控制的难点问题之一。
为了解决上述电缆排管与电缆工井对接处的不均匀沉降问题，现有手段主要有以下两种：
一是在电缆全线，包括电缆排管2段和电缆井1段，均设置如附图1和附图2所示的搅拌桩/旋喷桩3，或采用其他地基处理措施，将排管及工井下方地基土的压缩模量提高，从而成倍地减小不均匀沉降量值，将之控制在构筑物允许的范围内；二是在工井下方设置如附图3和附图4所示的内有钢筋4的抗拔桩5，用于减小井与排管之间地基土的附加应力差，达到减小不均匀沉降量，亦可以达到变形控制的目的。
现有的这两种解决不均匀沉降的手段存在工期长、投资多、施工不便等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种施工方便且周期较短，所需投资较少的解决不均匀沉降问题的电缆工井。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电缆工井，包括围成井内空间的底板、侧壁和盖板，所述侧壁用于连接电缆排管，所述底板具有沿所述电缆排管的延伸方向伸出所述侧壁外缘的外伸部分，所述电缆排管还包括设置于所述底板的外伸部分上并用于平衡应力和支撑所述电缆排管的平衡部。
优选的，所述平衡部具有与所述底板的外伸部分对接的底面、与所述电缆排管对接的顶面、连接所述顶面和所述底面且垂直所述电缆排管的延伸方向的外侧面，所述外侧面相对所述底面倾斜设置。
优选的，所述外侧面与所述底面所成夹角为45°。
优选的，所述平衡部之上与所述地面之间浇注有混凝土结构。
优选的，所述电缆排管与所述混凝土结构之间设置有遇水膨胀橡胶条。
优选的，所述电缆工井包括四个所述侧壁，分别为一对相对设置的连接侧壁和一对相对设置的支撑侧壁，所述连接侧壁用于连接所述电缆排管，所述支撑侧壁具有沿所述电缆排管的延伸方向伸出所述连接侧壁的外缘的延伸部分，所述延伸部分与所述底板的外伸部分相连接。
优选的，所述平衡部包括由片石或素砼形成。
优选的，所述电缆工井还包括设置于所述底板下方的垫层。
优选的，所述电缆工井还包括设置于所述井内空间中的电缆支架。
优选的，用于连接所述电缆排管的所述侧壁的内侧浇注有内壁。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够较好地解决电缆排管与电缆工井之间的不均匀沉降问题，其施工方便、周期短，所需投资也较少。
附图说明
附图1为现有的设置搅拌桩/旋喷桩的电缆工井的正视示意图。
附图2为现有的设置搅拌桩/旋喷桩的电缆工井的侧视示意图。
附图3为现有的设置抗拔桩的电缆工井的正视示意图。
附图4为现有的设置抗拔桩的电缆工井的侧视示意图。
附图5为本发明的电缆工井的正视示意图。
附图6为发明的电缆工井的侧视示意图。
附图7为发明的电缆工井的俯视示意图。
以上附图中：1、电缆井；2、电缆排管及其包封混凝土；3、搅拌桩/旋喷桩；4、钢筋；5、抗拔桩；
6、底板；7、侧壁；8、盖板；9、垫层；10、电缆支架；11、外伸部分；12、平衡部；13、电缆垫层；14、排管上的混凝土结构；15、延伸部分。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图5至附图7所示，一种电缆工井，包括围成井内空间的底板6、侧壁7和盖板8，还包括垫层9和电缆支架10。该电缆工井包括四个侧壁7，分别为一对相对设置的连接侧壁7和一对相对设置的支撑侧壁7，连接侧壁7用于连接电缆排管。垫层9设置于底板6下方。
底板6具有沿电缆排管的延伸方向伸出侧壁7外缘的外伸部分11，从而底板6构成扩展型底板6。该电缆排管还包括设置于底板6的外伸部分11上并用于平衡应力和支撑电缆排管的平衡部12。平衡部12包括由片石或素砼形成，它具有与底板6的外伸部分11对接的底面、与电缆排管对接的顶面、连接顶面和底面且垂直电缆排管的延伸方向的外侧面，外侧面相对底面倾斜设置。通常外侧面与底面所成夹角为45°。
平衡部12之上与地面之间二次浇注有混凝土结构。混凝土结构包括两部分，分别是位于电缆排管底部并沿电缆沟延伸的电缆垫层13、位于电缆垫层13之上并向上延伸至地面以平衡附加应力的排管上的混凝土结构14。电缆排管及其包封混凝土设置在排管上的混凝土结构14内。电缆排管与混凝土结构之间设置有遇水膨胀橡胶条。通常排管上的混凝土结构14仅在电缆井处、底板6的外伸部分11之上对应设置。
支撑侧壁7具有沿电缆排管的延伸方向伸出连接侧壁7的外缘的延伸部分15，延伸部分15与底板6的外伸部分11相连接。支撑侧壁7的延伸部分15的长度与底板6的外伸部分11的长度相同。
电缆支架10设置于井内空间中。用于连接电缆排管的侧壁7的内侧浇注有内壁。
上述方案是一种用于控制与电缆排管对接处不均匀沉降的工井结构，其设计包含了用于补偿应力差而设置的扩展型底板6及其上覆的荷载补充回填的碎石或素砼部分的平衡部12结构，外扩部分的空间之间利用了井结构浇筑施工所需的下人空间部分800～1000mm部分的宽度，井、排管及其对地基土的传力路径清晰，相比较于采用地基处理的方式控制不均匀沉降，具有投资小、工期短、施工便利等优点，尤其适用于软弱地基土条件下对衔接处不均匀沉降变形敏感的电缆工井。
该电缆工井主要包含以下几个方面的内容：
(1)井体，包括底板6、侧壁7和盖板8，均为钢筋混凝土结构。当地下水位位于底板6以上时，需要采用自防水混凝土，抗渗等级不低于P6。
(2)用于平衡被置换部分土体的结构由三大部分组成：①钢筋混凝土井结构，包含了井壁四周、顶板及底板6，计算时记为按G1；②井内的设备即支架结构，计算时记为G2；③井底板6外扩部分的结构自重及其上覆的片石或素砼等配重结构，计算时记为G3。
(3)井及其配重结构的确定路线为：
计算排管基底的附加压力P0(kPa)，该部分压力的计算采用排管垫层9上方的电缆、管道及其覆土自重荷载减去开挖前的覆土荷载；
控制排管工井底部的附加压力(kPa)等于排管底部的附加压力，即P1＝P0。
计算工井结构自重G1、井内设备及支架等荷载重量G2，最后通过控制基础底部的外伸长度和配重材料的重度来平衡工井底部的附加应力，将其控制在P0左右，计算公式为：
Figure BDA0002344825070000041
式(1)中：P0——排管基底的附加应力(kPa)
l——井外宽(m)
b——井外长(m)
bw——配重所需的底板6单侧外伸长度(m)
t——外伸底板6厚度，一般情况下等于井的底板6厚度(m)
γg——底板6混凝土重度(kN/m3)
γm——配重材料重度(kN/m3)
γi——未开挖前底板6上方原状土重度(kN/m3)
hi——未开挖前底板6上方原状土厚度(m)
公式(1)只有要给未知数，计算确定bw后，即可确定工井底部附加应力与排管底部附加应力差为0的工井结构。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆工井，包括围成井内空间的底板、侧壁和盖板，所述侧壁用于连接电缆排管，其特征在于：所述底板具有沿所述电缆排管的延伸方向伸出所述侧壁外缘的外伸部分，所述电缆排管还包括设置于所述底板的外伸部分上并用于平衡应力和支撑所述电缆排管的平衡部。
2.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：所述平衡部具有与所述底板的外伸部分对接的底面、与所述电缆排管对接的顶面、连接所述顶面和所述底面且垂直所述电缆排管的延伸方向的外侧面，所述外侧面相对所述底面倾斜设置。
3.根据权利要求2所述的一种电缆工井，其特征在于：所述外侧面与所述底面所成夹角为45°。
4.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：所述平衡部之上与所述地面之间浇注有混凝土结构。
5.根据权利要求4所述的一种电缆工井，其特征在于：所述电缆排管与所述混凝土结构之间设置有遇水膨胀橡胶条。
6.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：所述电缆工井包括四个所述侧壁，分别为一对相对设置的连接侧壁和一对相对设置的支撑侧壁，所述连接侧壁用于连接所述电缆排管，所述支撑侧壁具有沿所述电缆排管的延伸方向伸出所述连接侧壁的外缘的延伸部分，所述延伸部分与所述底板的外伸部分相连接。
7.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：所述平衡部包括由片石或素砼形成。
8.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：所述电缆工井还包括设置于所述底板下方的垫层。
9.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：所述电缆工井还包括设置于所述井内空间中的电缆支架。
10.根据权利要求1所述的一种电缆工井，其特征在于：用于连接所述电缆排管的所述侧壁的内侧浇注有内壁。
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