本發(fā)明屬于水管井施工，具體而言，涉及一種水管井施工方法。

背景技術(shù)：

1、水管井是現(xiàn)代建筑中不可或缺的重要組成部分，它承擔(dān)著給排水、消防、供暖等多種管線(xiàn)的垂直輸送功能。隨著建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大和功能的日益復(fù)雜，水管井的設(shè)計(jì)和施工面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的水管井施工方法主要采用現(xiàn)澆混凝土技術(shù)，這種方法雖然應(yīng)用廣泛，但存在諸多問(wèn)題。首先，現(xiàn)澆混凝土施工周期長(zhǎng)，需要現(xiàn)場(chǎng)支模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)步驟，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。其次，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量難以控制，易出現(xiàn)蜂窩、麻面、孔洞等缺陷，影響水管井的防水性能和使用壽命。再者，傳統(tǒng)方法對(duì)施工環(huán)境要求高，受天氣影響大，在寒冷或炎熱季節(jié)施工時(shí)，混凝土的質(zhì)量更難保證。此外，現(xiàn)場(chǎng)施工產(chǎn)生大量噪音、粉塵和建筑垃圾，對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重污染。在管井底部處理方面，常見(jiàn)的做法是采用后澆帶技術(shù)，但這種方法存在諸多不足。后澆帶容易形成冷縫，影響結(jié)構(gòu)整體性；防水處理難度大，易出現(xiàn)滲漏問(wèn)題；且后澆帶施工需要專(zhuān)門(mén)的支模體系，增加了工程造價(jià)和施工難度。

2、近年來(lái)，預(yù)制裝配式技術(shù)在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但在水管井施工中的應(yīng)用還不夠成熟。目前市場(chǎng)上存在一些預(yù)制管井底模產(chǎn)品，但普遍存在以下問(wèn)題：材料性能不佳，抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能難以滿(mǎn)足要求；與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的連接方式不夠可靠，易產(chǎn)生裂縫和滲漏；預(yù)制件的定位精度難以保證，影響管線(xiàn)安裝的準(zhǔn)確性；預(yù)制件與立管的連接處理不當(dāng)，容易成為滲漏的薄弱環(huán)節(jié)。因此，亟需一種新型的水管井施工方法，既能充分發(fā)揮預(yù)制裝配式技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，又能解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種問(wèn)題，提高施工效率和質(zhì)量，降低成本，實(shí)現(xiàn)水管井施工的快速、高效、環(huán)保。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種水管井施工方法，解決了現(xiàn)澆混凝土施工周期長(zhǎng)、操作復(fù)雜的弊端，提高施工效率和質(zhì)量，降低成本。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提供一種水管井施工方法，其中，包括以下步驟：

4、s10、進(jìn)行預(yù)制管井底模深化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)貫通孔洞和非貫通孔洞；

5、s20、采用grc材料制作所述預(yù)制管井底模，內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片，四邊附加鋼筋加強(qiáng)并伸出板面；

6、s30、采用grc材料制作預(yù)制檔條，內(nèi)配鋼筋，上部設(shè)置凹槽；

7、s40、在管井四周框架梁上增加混凝土挑耳，所述預(yù)制管井底模尺寸設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)入挑耳內(nèi)長(zhǎng)度為6厘米；

8、s50、將所述預(yù)制管井底模吊裝至指定管井洞口，采用2臺(tái)垂準(zhǔn)儀同時(shí)定位，通過(guò)人工翹動(dòng)預(yù)制板塊將2個(gè)孔內(nèi)激光點(diǎn)調(diào)整至圓心；

9、s60、采用環(huán)氧樹(shù)脂膠或云石膠將預(yù)制檔條粘接于所述預(yù)制管井底模四周；

10、s70、鋪設(shè)混凝土養(yǎng)護(hù)用薄膜于預(yù)制板面，澆筑結(jié)構(gòu)層混凝土；

11、s80、安裝管井立管，制作并焊接止水環(huán)于鋼套管上，將鋼套管放置于預(yù)制板預(yù)留孔洞上；

12、s90、采用微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行管井結(jié)構(gòu)板混凝土二次澆筑，表面采用二次壓光工藝；

13、所述grc材料利用多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行配比優(yōu)化，具體步驟包括：

14、s21、獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括多種配比的grc材料以及每一種配比與鋼筋網(wǎng)片制作得到的所述預(yù)制管井底模的物理性能，包括抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B性能和收縮率；所述配比具體是水泥、砂、玻璃纖維、粉煤灰、外加劑的比例；

15、s22、建立考慮grc材料中每一種組分的比例與每一種物理性能的映射關(guān)系，所述映射關(guān)系為包括線(xiàn)性關(guān)系、冪次關(guān)系、倒數(shù)關(guān)系以及對(duì)數(shù)關(guān)系的組合；

16、s23、根據(jù)所述映射關(guān)系，建立每一種物理性能與配比的關(guān)系模型方程組，包括抗壓強(qiáng)度方程、抗折強(qiáng)度方程、抗?jié)B性能方程和收縮率方程；

17、s24、利用所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所述關(guān)系模型方程組進(jìn)行擬合，得到擬合方程組；

18、s25、根據(jù)所述擬合方程組建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，并確定所述多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束條件；

19、s26、求解所述多目標(biāo)優(yōu)化模型，得到10個(gè)非劣解；

20、s27、對(duì)每個(gè)非劣解進(jìn)行小規(guī)模實(shí)驗(yàn)，選擇與鋼筋網(wǎng)片制作得到的所述預(yù)制管井底模的物理性能最優(yōu)的配比作為grc材料的最終配比。

21、所述關(guān)系模型方程組具體表示如下：

22、1.抗壓強(qiáng)度方程：

23、

24、2.抗折強(qiáng)度方程：

25、

26、3.抗?jié)B性能方程：

27、

28、4.收縮率方程：

29、

30、其中，fc,ff,fp,fs分別表示抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B性能和收縮率；x1,x2,x3,x4,x5的含義同上；ak0,aki,bki,cki,dki,ekij(k＝c,f,p,s)為待定系數(shù)；εk(k＝c,f,p,s)為各方程的誤差項(xiàng)。

31、參數(shù)獲取方法：

32、1.x1,x2,x3,x4,x5通過(guò)配比設(shè)計(jì)獲得，范圍為0-1，且滿(mǎn)足

33、2.fc,ff,fp,fs通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取，具體步驟如下：

34、步驟1：按設(shè)計(jì)配比制備grc試件；

35、步驟2：養(yǎng)護(hù)28天后進(jìn)行物理性能測(cè)試；

36、步驟3：抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度按gb/t?17671-1999進(jìn)行測(cè)試；

37、步驟4：抗?jié)B性能按gb/t?50082-2009進(jìn)行測(cè)試；

38、步驟5：收縮率按jc/t?603-2004進(jìn)行測(cè)試。

39、3.待定系數(shù)ak0,aki,bki,cki,dki,ekij(k＝c,f,p,s)通過(guò)最小二乘法擬合獲得，具體步驟如下：

40、步驟1：構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)其中m為試驗(yàn)組數(shù)，fkm為實(shí)測(cè)值，為預(yù)測(cè)值；

41、步驟2：求解

42、步驟3：解上述方程組得到待定系數(shù)值。

43、4.誤差項(xiàng)εk(k＝c,f,p,s)假設(shè)服從正態(tài)分布其中通過(guò)殘差分析估計(jì)得到：

44、

45、式中，p為模型中待定系數(shù)的個(gè)數(shù)。

46、所述多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束條件具體是抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B性能和收縮率的合理范圍，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定。

47、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一種水管井施工方法還可以做如下改進(jìn):

48、其中，所述步驟s10，具體包括以下步驟：

49、步驟101、分析每個(gè)管井立管分布規(guī)律，對(duì)比不同樓層立管位置變化，確定通長(zhǎng)立管位置；

50、步驟102、將通長(zhǎng)立管位置設(shè)計(jì)為貫通孔洞，其余立管位置設(shè)計(jì)為非貫通孔洞；

51、步驟103、建立每個(gè)管井通用板塊模型，包含貫通孔洞與非貫通孔洞；

52、步驟104、設(shè)計(jì)所述預(yù)制管井底模板厚為3厘米，確定采用grc材料制作；

53、步驟105、計(jì)算所需grc板抗壓強(qiáng)度，確保不低于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

54、步驟106、設(shè)計(jì)預(yù)留孔洞直徑，使其比套管直徑大2厘米；

55、步驟107、設(shè)計(jì)預(yù)制板內(nèi)鋼筋網(wǎng)片，確定鋼筋型號(hào)及間距與管井結(jié)構(gòu)板單層配筋相同；

56、步驟108、對(duì)于孔洞數(shù)量較多的區(qū)域，調(diào)整鋼筋布置以遵循能通則通原則；

57、步驟109、設(shè)計(jì)洞口及四邊加強(qiáng)筋，使四邊加強(qiáng)筋伸出板面作為定位筋；

58、步驟110、在預(yù)制板上設(shè)計(jì)吊環(huán)位置，確保吊裝便利性。

59、進(jìn)一步的，所述步驟s20，具體包括以下步驟：

60、步驟201、準(zhǔn)備grc原材料，包括水泥、砂、玻璃纖維、粉煤灰、外加劑；

61、步驟202、按照優(yōu)化配比稱(chēng)量各種原材料；

62、步驟203、將稱(chēng)量好的原材料按照順序投入攪拌機(jī)中；

63、步驟204、啟動(dòng)攪拌機(jī)，攪拌至grc漿料均勻；

64、步驟205、準(zhǔn)備所述預(yù)制管井底模模具，清理并涂抹脫模劑；

65、步驟206、在模具底部放置鋼筋網(wǎng)片，確保位置準(zhǔn)確；

66、步驟207、將攪拌好的grc漿料倒入模具中，振動(dòng)排氣；

67、步驟208、在grc漿料表面抹平，確保表面平整；

68、步驟209、養(yǎng)護(hù)grc預(yù)制件，時(shí)間不少于7天；

69、步驟210、脫模并檢查所述預(yù)制管井底模質(zhì)量，合格后入庫(kù)。

70、進(jìn)一步的，所述步驟s30，具體包括以下步驟:

71、步驟301、準(zhǔn)備grc原材料，配比同所述預(yù)制管井底模；

72、步驟302、制作檔條模具，包括直線(xiàn)段與轉(zhuǎn)角段；

73、步驟303、在模具中放置直徑6毫米鋼筋，防止檔條斷裂；

74、步驟304、將grc漿料倒入模具中，振動(dòng)排氣；

75、步驟305、在檔條上部成型凹槽，用于擱置結(jié)構(gòu)板面筋；

76、步驟306、根據(jù)管井尺寸確定檔條長(zhǎng)度，避免過(guò)長(zhǎng)；

77、步驟307、計(jì)算檔條高度，使其等于管井結(jié)構(gòu)板厚減去3厘米；

78、步驟308、養(yǎng)護(hù)grc檔條，時(shí)間不少于7天；

79、步驟309、脫模并檢查檔條質(zhì)量，確保無(wú)缺陷；

80、步驟310、按照管井尺寸分類(lèi)存放檔條，便于后續(xù)使用。

81、進(jìn)一步的，所述步驟s40，具體包括以下步驟：

82、步驟401、分析管井四周框架梁結(jié)構(gòu)，確定增加挑耳位置；

83、步驟402、設(shè)計(jì)u型箍筋，確定箍筋直徑為8毫米；

84、步驟403、計(jì)算u型箍筋側(cè)錨入框架梁長(zhǎng)度，確保連接牢固；

85、步驟404、設(shè)計(jì)角筋，采用直徑8毫米三級(jí)鋼；

86、步驟405、確定混凝土挑耳寬度為8厘米；

87、步驟406、設(shè)計(jì)所述預(yù)制管井底模尺寸，使其進(jìn)入挑耳內(nèi)長(zhǎng)度為6厘米；步驟407、計(jì)算預(yù)留誤差調(diào)整空間為2厘米；

88、步驟408、繪制挑耳詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖，包括配筋圖；

89、步驟409、制作挑耳鋼筋骨架，確保尺寸精確；

90、步驟410、將挑耳鋼筋骨架與框架梁主筋綁扎固定。

91、進(jìn)一步的，所述步驟s50，具體包括以下步驟：

92、步驟501、使用塔吊將所述預(yù)制管井底模吊裝至指定管井洞口；

93、步驟502、對(duì)照當(dāng)前層立管分布圖，確認(rèn)需開(kāi)洞的非貫通孔洞；

94、步驟503、使用螺絲刀鑿除需開(kāi)洞的非貫通孔洞；

95、步驟504、采用手持角磨機(jī)切斷纖維并打磨修邊；

96、步驟505、使用水平尺復(fù)核預(yù)制板水平度；

97、步驟506、在上下層預(yù)留孔洞上放置定制標(biāo)靶板；

98、步驟507、選擇對(duì)角方向上的孔作為定位孔；

99、步驟508、架設(shè)2臺(tái)垂準(zhǔn)儀，同時(shí)對(duì)準(zhǔn)定位孔；

100、步驟509、啟動(dòng)垂準(zhǔn)儀，在定位孔內(nèi)投射激光點(diǎn)；

101、步驟510、通過(guò)人工翹動(dòng)預(yù)制板塊，使2個(gè)孔內(nèi)激光點(diǎn)均調(diào)整至圓心。進(jìn)一步的，所述步驟s60，具體包括以下步驟：

102、步驟601、清潔所述預(yù)制管井底模四周表面，確保無(wú)灰塵雜質(zhì)；

103、步驟602、準(zhǔn)備環(huán)氧樹(shù)脂膠或云石膠；

104、步驟603、在預(yù)制檔條底部涂抹粘結(jié)劑；

105、步驟604、將預(yù)制檔條對(duì)準(zhǔn)所述預(yù)制管井底模四周邊緣；

106、步驟605、輕輕按壓預(yù)制檔條，確保與預(yù)制板緊密貼合；

107、步驟606、檢查預(yù)制檔條上的凹槽是否對(duì)應(yīng)正確；

108、步驟607、使用夾具固定預(yù)制檔條，保持24小時(shí)以上；

109、步驟608、檢查粘結(jié)效果，確保無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；

110、步驟609、清理多余粘結(jié)劑，保持接縫整潔；

111、步驟610、測(cè)量檔條頂面高度，確保與結(jié)構(gòu)板面標(biāo)高一致。

112、進(jìn)一步的，所述步驟s70，具體包括以下步驟：

113、步驟701、準(zhǔn)備混凝土養(yǎng)護(hù)用薄膜，確保尺寸足夠覆蓋預(yù)制板面；

114、步驟702、清理預(yù)制板面，去除灰塵雜質(zhì)；

115、步驟703、將薄膜鋪設(shè)在預(yù)制板面上，確保無(wú)褶皺；

116、步驟704、在薄膜上均勻?yàn)⑺?，增加重量防止移位?/p>

117、步驟705、檢查薄膜邊緣是否完全覆蓋預(yù)制板；

118、步驟706、準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)層混凝土，按配比進(jìn)行攪拌；

119、步驟707、使用泵送設(shè)備將混凝土輸送至澆筑位置；

120、步驟708、均勻澆筑混凝土，避免集中沖擊預(yù)制板；

121、步驟709、使用振動(dòng)棒振搗混凝土，確保密實(shí)度；

122、步驟710、抹平混凝土表面，與預(yù)制板面齊平。

123、進(jìn)一步的，所述步驟s80，具體包括以下步驟：

124、步驟801、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作止水環(huán)，確保尺寸精確；

125、步驟802、清理鋼套管表面，去除油污銹蝕；

126、步驟803、在鋼套管上標(biāo)記止水環(huán)焊接位置；

127、步驟804、將止水環(huán)套在鋼套管上，對(duì)準(zhǔn)焊接位置；

128、步驟805、使用焊機(jī)將止水環(huán)焊接在鋼套管上；

129、步驟806、清理焊縫，去除焊渣；

130、步驟807、檢查焊接質(zhì)量，確保無(wú)漏焊現(xiàn)象；

131、步驟808、將鋼套管小心放置于預(yù)制板預(yù)留孔洞上；

132、步驟809、檢查鋼套管是否居中，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整；

133、步驟810、安裝管井立管，確保與鋼套管同心。

134、進(jìn)一步的，所述步驟s90，具體包括以下步驟：

135、步驟901、配制微膨脹細(xì)石混凝土，強(qiáng)度比結(jié)構(gòu)混凝土高一級(jí)；

136、步驟902、清理管井結(jié)構(gòu)板表面，確保無(wú)雜物；

137、步驟903、檢查鋼套管周?chē)舛虑闆r，防止漏漿；

138、步驟904、澆筑微膨脹細(xì)石混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高；

139、步驟905、使用振動(dòng)棒振搗混凝土，確保與預(yù)制板結(jié)合緊密；

140、步驟906、用刮尺刮平混凝土表面，保持平整；

141、步驟907、待混凝土初凝后進(jìn)行第一次壓光；

142、步驟908、在適當(dāng)時(shí)間進(jìn)行第二次壓光，提高表面平整度；

143、步驟909、養(yǎng)護(hù)混凝土，保持表面濕潤(rùn)；

144、步驟910、檢查成型效果，確保達(dá)到建筑裝飾層要求。

145、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種水管井施工方法的有益效果是：

146、首先，本發(fā)明采用grc(玻璃纖維增強(qiáng)水泥)材料制作預(yù)制管井底模，顯著提高了預(yù)制件的性能。通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行配比優(yōu)化，使得grc材料在抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗?jié)B性能和收縮率等方面達(dá)到最佳平衡，滿(mǎn)足了水管井的各項(xiàng)性能要求。這不僅解決了傳統(tǒng)預(yù)制件材料性能不佳的問(wèn)題，還提高了預(yù)制件的耐久性和使用壽命；

147、其次，本發(fā)明設(shè)計(jì)了創(chuàng)新的預(yù)制管井底模結(jié)構(gòu)，包括貫通孔洞和非貫通孔洞的設(shè)計(jì)，以及四邊附加鋼筋加強(qiáng)并伸出板面的設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大提高了預(yù)制件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的連接可靠性，有效防止了裂縫和滲漏的產(chǎn)生。同時(shí)，預(yù)留孔洞的設(shè)計(jì)便于后續(xù)管線(xiàn)的安裝，提高了施工的靈活性和適應(yīng)性；

148、再者，本發(fā)明采用雙垂準(zhǔn)儀定位技術(shù)，結(jié)合預(yù)制板塊的人工翹動(dòng)調(diào)整，極大地提高了預(yù)制管井底模的安裝精度。這解決了傳統(tǒng)預(yù)制件定位精度不高的問(wèn)題，確保了管線(xiàn)安裝的準(zhǔn)確性，為后續(xù)施工奠定了良好基礎(chǔ)；

149、此外，本發(fā)明創(chuàng)新性地采用預(yù)制檔條與預(yù)制管井底模配合使用的方法，有效解決了預(yù)制件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間的連接問(wèn)題。預(yù)制檔條上的凹槽設(shè)計(jì)，為結(jié)構(gòu)板面筋提供了良好的擱置空間，進(jìn)一步增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性；

150、在管井立管的安裝方面，本發(fā)明通過(guò)在鋼套管上焊接止水環(huán)，并采用微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行二次澆筑的方法，有效解決了立管與預(yù)制板連接處的防水問(wèn)題，大大降低了滲漏風(fēng)險(xiǎn)；

151、最后，本發(fā)明的施工方法顯著提高了施工效率，縮短了施工周期。預(yù)制件的工廠化生產(chǎn)不僅保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還大大減少了現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間。同時(shí)，這種方法極大地降低了現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)環(huán)境的影響，減少了噪音、粉塵和建筑垃圾的產(chǎn)生，符合綠色建筑的理念；

152、綜上所述，本發(fā)明的水管井施工方法在材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝精度、連接可靠性、防水性能、施工效率和環(huán)境友好性等方面都取得了顯著進(jìn)步，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種問(wèn)題，為水管井施工提供了一種全新的、高效的解決方案。