供熱管網(wǎng)中隨橋敷設(shè)施工技術(shù)探討

摘? ? 要：為滿足2014年8月15日召開的南京青奧會場館供熱需求，利用華潤電廠排放蒸汽余熱，重新敷設(shè)熱力管網(wǎng)至青奧會場館，節(jié)能減排效果顯著。本工程管線跨度較大，其中隨秦淮河大橋管線敷設(shè)為項目最大難點(diǎn)。本文針對蒸汽管線隨橋敷設(shè)進(jìn)行技術(shù)分析總結(jié)，為今后類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：供熱管網(wǎng);隨橋敷設(shè)

1? 前言

南京青奧會于2014年8月16日在中國南京開幕，作為全球性的體育盛事，共有204個國家的3787名運(yùn)動員參與。南京青奧會主辦方十分注重節(jié)能，為此場館采用集中供熱方式進(jìn)行采暖，集中供熱是建設(shè)現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施。集中供熱不僅能給城市提供穩(wěn)定、可靠的高品位熱源，改善人居環(huán)境條件，而且能節(jié)約能源，降低能耗，減少城市污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

其建設(shè)目的是為2014年南京青奧會場館供氣，工期只有9個月，必須在規(guī)定的節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成。該項目最大的難點(diǎn)也就是秦淮新河大橋段管道隨橋敷設(shè)，若按照常規(guī)施工方法待大橋連通后再進(jìn)行管道的安裝、防腐保溫施工，整個施工周期將冗長交替施工繁復(fù)，且大橋最后連通已是2014年8月1日，再沒有時間留給管道安裝，肯定無法滿足青奧期間供氣的任務(wù);故考慮采用與大橋施工單位緊密配合，與橋梁同時前進(jìn)，并在剩余最后33m未合攏段，采用斜拉吊鎖安裝，本體防腐保溫在地面完成，這樣大大縮短了施工周期，確保了為青奧場館供氣的目的。

而對于隨橋管線敷設(shè)過程中，如果前期缺乏與橋梁設(shè)計和施工單位必要的溝通和現(xiàn)場勘察，很可能在工程施工中發(fā)現(xiàn)管線支架無法準(zhǔn)確進(jìn)行固定和安裝。傳統(tǒng)的施工和技術(shù)很難在機(jī)電安裝工程前期預(yù)先發(fā)現(xiàn)這一問題，往往在后期工程投入運(yùn)行后才發(fā)現(xiàn)場溫度不均，甚至可能導(dǎo)致工程整體制冷或制熱效果不佳的情況。該項目隨橋管線敷設(shè)是整個項目的難點(diǎn)：主要體現(xiàn)在：（1）隨橋敷設(shè)4路管線，最大管徑為DN700;（2）管線敷設(shè)于橋梁結(jié)構(gòu)下方無施工作業(yè)面;（3）蒸汽管線高溫對支架設(shè)置要求高;（4）橋梁也同步處于施工狀態(tài)，最后合攏段無法在工程完工前合攏。

本文在前期參考了大量相關(guān)資料，針對供熱長輸管線跨越河流橋梁等復(fù)雜區(qū)域的地理因素環(huán)境下，如何采取有效安全經(jīng)濟(jì)的施工工藝。

2? 背景工程

南京河西新城集中供熱管網(wǎng)工程主要建設(shè)由南京華潤電廠至河西新城的蒸汽管線，為 2014年8月15日召開的南京青年奧運(yùn)會的場館供氣。一標(biāo)段主管道從南京華潤電廠供氣分氣缸接出，沿廠區(qū)預(yù)留管架→地埋穿越長江二道堤防和濱江大道→沿濱江大道東側(cè)→京滬高鐵大勝關(guān)橋（低支架架空）→板橋河（沿橋梁中間預(yù)留空位）→長江三橋高速公路（兩邊匝道地埋穿越）→秦淮新河大橋（對稱兩側(cè)分布，人行道下方懸掛布置）至北岸引橋止，全長約8.9km，其中主橋面長490m，管徑為DN700及DN250各兩路管線，材質(zhì)為Q235，20#低碳鋼，對接焊口采用手工鎢極氬弧焊封底焊接，采用焊條電弧焊填充及蓋面，管道保溫采用內(nèi)層高溫玻璃棉，外層彩鋼板進(jìn)行保護(hù)。

工程隨橋敷設(shè)施工段為，過秦淮新河大橋主橋段由一根DN350，改為兩根DN250蒸汽管道沿橋梁兩側(cè)架空敷設(shè)（秦淮新河大橋段同步敷設(shè)兩根DN700蒸汽管道、兩根DN250蒸汽管道），下橋后合并為一根DN350蒸汽管道至新河路。

該工程施工環(huán)境復(fù)雜，管道沿線伴行公路，沿途有河塘、樹林、綠化帶、農(nóng)田，還要穿過江堤、高鐵、匝道、橋梁，施工難度可想而知，概括起來為高、大、難、緊、繁。

3? 熱力管線隨橋敷設(shè)施工要點(diǎn)

3.1? 施工部署

與參建各方及設(shè)計單位針對施工工藝進(jìn)行確定，組織技術(shù)力量，開始隨橋管道敷設(shè)施工前期各項準(zhǔn)備工作。

根據(jù)施工方案及現(xiàn)場條件，向施工管理人員和班組作業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場施工技術(shù)交底，并做好相應(yīng)記錄，對現(xiàn)場橋梁的施工動態(tài)全面了解。

管道預(yù)制材料應(yīng)根據(jù)要料計劃進(jìn)場，進(jìn)場后必須清點(diǎn)驗收，加工件、外購件必須盡早落實、采購，材料進(jìn)場應(yīng)索要產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。

預(yù)先搭設(shè)施工使用腳手架平臺，待材料進(jìn)場后迅速的開展隨橋敷設(shè)施工工作。

預(yù)先制作好腳手架搭設(shè)用的移動裝卸掛式操作平臺推車?！半S橋敷設(shè)”施工方案確定及各專業(yè)施工安排。

3.2? 施工工藝

3.2.1? 與大橋施工單位施工對接

隨橋管道的敷設(shè)，關(guān)鍵在于與大橋施工單位中交一公局的緊密配合與工作面的協(xié)調(diào)，在項目未開工之初，經(jīng)過與大橋建設(shè)相關(guān)單位對接，通過雙方施工單位及設(shè)計單位的多次會議協(xié)商下，在不影響大橋建設(shè)質(zhì)量的前提下，爭取到了在大橋人行道178個牛腿兩端各預(yù)埋一個M30×400的預(yù)埋螺栓，為后續(xù)施工過程的腳手架搭設(shè)做好條件;預(yù)埋詳圖。

根據(jù)圖紙分析，DN700及DN250兩根管道均分布在人行道正下方，由于大橋跨度達(dá)到490m，整個安裝均處于半空中進(jìn)行，無論是管道支架的安裝還是管道的安裝都具有極大的難度和安全隱患;如圖所示現(xiàn)場施工過程中，（1）確保預(yù)埋構(gòu)件1、2的預(yù)埋;（2）為保障腳手架搭設(shè)的順利進(jìn)行，首先確保吊鉤預(yù)埋無遺漏。

3.2.2? 腳手架搭設(shè)技術(shù)措施

腳手架搭設(shè)前先進(jìn)行預(yù)埋吊鉤的復(fù)核對比，之后需在主橋面上預(yù)制移動裝卸掛式操作推車平臺，便于腳手架工安全操作。

移動推車平臺重量計算如下：

（1）主車身：10#工字鋼：合計長度7×1.3+1.15×4+2.5×4+1×2=25.7（m）。則重量為：M車=25.7m×6.6kg/m=169kg

（2）掛吊籃：10#工字鋼：合計長度1.15×4+0.8×2+0.6×2+4×4=23.4（m）。則重量為：M籃=23.4m×6.6kg/m=154kg

另外掛吊籃有一人操作重量為：75kg

合計重量為M合=229kg

（3）車身加配重時，配重設(shè)置在車身中心線偏左位置，根據(jù)力矩公式，重心越靠左，力臂越長，力矩越大（重心位置高低不影響力矩，可由下面的公式得出），取極限，故車身最下檔中點(diǎn)為最小力矩的重心位置，如圖所示的P點(diǎn)。同理吊籃最大力矩的極限重心位置為Q點(diǎn)，O點(diǎn)為整個系統(tǒng)的平衡點(diǎn)。假設(shè)配重質(zhì)量為m，

則由力矩平衡有：（M車+m）g·cosα·L1=K·M合g·cosβ·L2

K為安全系數(shù)，取K=2

由圖可知cosα·L1 =1250mm? ? ? ? cosβ·L2=1050mm

代入數(shù)據(jù)求得：m=231.75kg

實際放置配重位置偏向于車身左側(cè)，所產(chǎn)生的力矩更大，安全性更高。

利用橋梁施工單位預(yù)埋好的吊鉤預(yù)埋螺栓，進(jìn)行大橋南北兩側(cè)橋段吊腳手同時推進(jìn)搭設(shè)。

利用搭設(shè)施工操作平臺用預(yù)制的鋼鐵板安裝在橋體的吊鉤預(yù)埋螺栓固定處。（用電焊連接），作為腳手架的支撐。

掛式鐵板安裝完畢后，用6m長，￠48㎜腳手架鋼管竄在預(yù)制鐵板的鏜孔內(nèi)，用扣件扣在鐵板兩側(cè)進(jìn)行固定，然后在穿插鐵管用2.5 m鐵管用扣件往下掛2m，在往下2m處用扣件與相鄰兩側(cè)連接，形成腳手架空框形式，下一步搭設(shè)第二部立柱，第二部立柱搭設(shè)完畢后，安裝立柱時在與上橫桿扣件和下橫桿扣件處上加保險扣。用長3 m鋼管進(jìn)行斜撐搭設(shè)，斜撐搭設(shè)角度為45°。

斜撐搭設(shè)完畢后，用6m和3m鋼管錯開進(jìn)行搭設(shè)，以及鋪設(shè)鋼網(wǎng)板，然后搭設(shè)護(hù)欄，護(hù)欄設(shè)置三道，高度分別為60㎝，120㎝，200㎝，最后進(jìn)行安全網(wǎng)護(hù)欄。

腳手架搭設(shè)完畢后必須由搭設(shè)隊伍自檢，再由項目經(jīng)理組織施工員及公司主管部門進(jìn)行驗收。驗收按《上海市建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理資料實例》及上海市鋼管腳手架（83）201號（87）525文件規(guī)范要求、和《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130—2001》及本方案的有關(guān)施工，要求制度進(jìn)行驗收。驗收合格后即掛合格牌，交付項目使用。

3.3 管架安裝技術(shù)措施

根據(jù)圖紙及現(xiàn)場實際施工情況管道吊架共計174組，每組管架重約0.52T，多數(shù)是無法使用的吊機(jī)的，在無法使用吊機(jī)的情況下，只能人工或靠手動葫蘆進(jìn)行吊裝，且基本只能在現(xiàn)場安裝無法預(yù)制，預(yù)制完成后重量重、體積大無法移動。

對已經(jīng)下好料的、部分預(yù)制的管道支架，吊裝就位后組對焊接。由于支架單件重量較大，整體吊裝難度較大，需要現(xiàn)場單件組對焊接，施工量較大。

管架現(xiàn)場組對，立柱的垂直度要確保，調(diào)整完成后進(jìn)行焊接。

柱間橫梁的安裝在柱子找正后進(jìn)行，在保證柱子垂直度的情況下安裝柱間橫梁，橫梁不得彎曲。

管架焊接時應(yīng)注意：（1）厚板多層焊時應(yīng)多層施焊，每一層焊道完成后應(yīng)及時清理焊渣及表面飛濺物，發(fā)現(xiàn)缺陷時，應(yīng)清除缺陷后再焊;（2）施焊過程中應(yīng)保證起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將弧坑填滿。角焊縫轉(zhuǎn)角處宜連續(xù)繞角施焊，起落弧點(diǎn)與焊縫端部宜大于10.0mm。

對于焊接完成的管架，項目焊接技術(shù)人員對每個管架進(jìn)行逐一檢查并記錄。

3.4? 管道安裝技術(shù)措施

秦淮新河大橋施工工藝為：主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段采用前支點(diǎn)掛籃現(xiàn)澆施工，邊跨及塔區(qū)0號、1號梁段采用支架現(xiàn)澆施工。 在2號塊開始安裝掛籃，中間主跨270米采用掛籃施工，邊跨采用支架現(xiàn)澆的形式，中跨合攏段采用吊架法施工工藝;據(jù)大橋施工工藝及管道敷設(shè)位置，確定管道安裝施工方法。

在大橋主塔兩側(cè)（靠河岸位置），利用大橋原有臨時道路兩側(cè)搭設(shè)操作平臺，高度在管線設(shè)計的標(biāo)高下方1.5m左右，操作平臺大小為6m×12m，操作平臺共計4個，并由起重技術(shù)負(fù)責(zé)人認(rèn)可。

在每個安裝完成的管道支架上安裝一大一小兩個滾輪輥道，并進(jìn)行固定確保牢固，滾輪能足夠承受管道的重量。

主橋面管線合計490m，去除預(yù)制至五月底未能合攏段為36m計算，主橋面剩余454m，則南北兩岸各227m，現(xiàn)實際每根管道長度為12m左右，則合計單側(cè)管道為19根。考慮到橋面焊接、拍片的難度較大，且工期緊，則利用現(xiàn)場場地盡可能將管道兩根預(yù)制;再利用50T吊機(jī)將管線吊至平臺位置。（合計單側(cè)管道實際段數(shù)為：DN250? 10段，DN700? 10段;共計管道安裝面為4個工作面。）

首先利用吊機(jī)和輥道將第一段管道（DN250及DN700）移至1#梁與2#梁之間，并需要在支架上部利用2T葫蘆進(jìn)行保護(hù)和提供助力;第二段管道上平臺位置后需與第一根管線進(jìn)行焊接組對完成后，當(dāng)天晚上進(jìn)行焊口的探傷。其次在第三段管道開始吊裝前，需在支架上部安裝小型5T卷揚(yáng)機(jī)，將之前組對好的前二段管道往前方緩慢滾動，并移動至準(zhǔn)確位置。（專人注意牛腿的變化，以防破壞橋體。）再將第三段管道與就位好的前兩段管道組對焊接，完成后當(dāng)天晚上進(jìn)行焊口的探傷。之后同樣利用2T葫蘆和5T卷揚(yáng)機(jī)將連接好的前三段管道往前方緩慢滾動，并移動至準(zhǔn)確位置，當(dāng)天將第四段管道與就位好的前三段管道組對焊接，完成后當(dāng)天晚上進(jìn)行焊口的探傷。并利用2T葫蘆和5T卷揚(yáng)機(jī)將連接好的前四段管道往前方緩慢滾動，并移動至準(zhǔn)確位置（該段由于管線較長，重量較重，能度很大，需在支架位置多設(shè)置兩個葫蘆），當(dāng)天將第五段管道與就位好的前四段管道組對焊接，完成后當(dāng)天晚上進(jìn)行焊口的探傷。以此類推最后將全部組對完成的十段管道緩慢移動至最后剩余未合攏段位置。

管線安裝就位完成后，及時跟進(jìn)進(jìn)行探傷，合格后即開始保溫。

未合攏段36m，采用拉鎖形式臨時過橋方案進(jìn)行，等青奧會完成大橋貫通后，重新進(jìn)行組對安裝。

未合攏段管道施工必須經(jīng)過設(shè)計單位，并應(yīng)考慮管道水平懸臂自重擾度的影響。

3.5? 保溫防腐施工技術(shù)措施

依據(jù)設(shè)計圖紙要求管道保溫材料采用高溫玻璃棉多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，并設(shè)置兩層阻燃鋁箔玻纖布，管道保溫外保護(hù)層采用0.5mm葉綠色彩鋼板;DN700管道保溫后外徑為1220mm、DN250管道保溫后外徑為573mm，管道金屬保護(hù)層的膨脹縫環(huán)向接縫部位，應(yīng)能滿足熱膨脹要求，不得加置固定件，做成活動接縫，保溫層留有膨脹縫的部位，金屬保護(hù)層亦應(yīng)留設(shè)。

3.6? 腳手架拆除施工技術(shù)措施

腳手架拆除前由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織各專業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場驗收，確保無遺漏項目及無整改內(nèi)容，再通知監(jiān)理、設(shè)計、業(yè)主單位進(jìn)行復(fù)查，方可進(jìn)行大橋腳手架的拆除工作，腳手架拆除必須有專人指揮，在拆除過程中不得中途換人，不得單人拆除較重桿件，必須由河岸中間向兩側(cè)進(jìn)行拆除，拆除順序是后搭設(shè)的部件先拆，嚴(yán)禁采用推到或拉倒的拆除方法，拆除的部件應(yīng)及時運(yùn)至地面，嚴(yán)禁拋下。

4? 結(jié)語

南京河西新城集中供熱管網(wǎng)工程一標(biāo)段項目最終意義是為 2014年8月15日召開的南京青年奧運(yùn)會的場館供氣，是中國繼2008年北京夏季奧運(yùn)會后又一大國際體育盛會，此次長輸蒸汽管線隨橋敷設(shè)工法在多方面創(chuàng)新實踐，精心策劃，嚴(yán)謹(jǐn)組織，在實踐施工生產(chǎn)過程中順利完成了預(yù)定施工計劃，不論是施工周期，施工質(zhì)量，施工安全性方面均達(dá)到預(yù)計所能達(dá)到的效果，集中供熱工程在我國北方大部分地區(qū)日趨成熟，在建設(shè)過程中由于地區(qū)環(huán)境因素，施工困難都將越來越大，本文所得到的各項結(jié)論希望能對今后類似工程提供參考依據(jù)和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文忠，關(guān)于集中供熱工程施工質(zhì)量控制的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（7）.

[2] 世博，集中供熱系統(tǒng)施工中應(yīng)注意的問題[J].黑龍江科技信息，2011（7）.

[3] 呂愛軍，城市集中供熱管網(wǎng)敷設(shè)方式探討[J].科技致富向?qū)В?013（29）.

[4] 張莉娟，架空熱力管道特殊跨越桁架設(shè)計探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（13）.

作者簡介：

丁雪峰（1982—）工程師，男，本科，上海市安裝工程集團(tuán)有限公司總承包部，上海市塘沽路390號。