大口徑弧型空調(diào)管道施工技術(shù)

徐進(jìn)

【摘要】大型航站樓工程的中央空調(diào)系統(tǒng)組成均較為龐大，空調(diào)水系統(tǒng)多數(shù)由大樓外的能源中心集中制冷，經(jīng)室外埋地管網(wǎng)和室內(nèi)地下管廊輸送至航站樓各末端機(jī)房。而管廊為航站樓的主管線通道，管道施工具有管道口徑大、管線較多、管廊整體呈弧形結(jié)構(gòu)，管道連接呈角度、內(nèi)部空間狹長、吊裝運(yùn)輸難度大、管道要求預(yù)安裝二次鍍鋅等特點(diǎn)，本文綜合以上特點(diǎn)進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】? 航站樓 管廊 空調(diào) 大口徑 弧形 鋼管 施工

1 施工技術(shù)

1.1 施工流程

1.2 預(yù)留預(yù)埋

因空調(diào)水管口徑較大，其支吊架采用前期預(yù)埋鋼板、后期焊接固定的形式其中固定支架鋼板直接埋設(shè)在結(jié)構(gòu)板面，活動(dòng)支座鋼板需埋設(shè)于混凝土支墩頂面。

1.3 測量放線

組織專業(yè)技術(shù)人員對管廊內(nèi)結(jié)構(gòu)標(biāo)高和建筑尺寸進(jìn)行測量復(fù)核，確定各測量點(diǎn)存在的誤差，做好記錄。因本工程結(jié)構(gòu)為弧型管廊，安裝時(shí)需先繪制管道雙線圖，對各管段進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，以便二次安裝時(shí)能夠準(zhǔn)確進(jìn)行管道配對。同時(shí)需確定法蘭焊接的具體位置，以及焊接時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，確保安裝完成后整體呈弧型狀。

1.4 支架制作安裝

支架制作及安裝流程如圖1.4-1所示：

1.4.1 支架選型

如DN1000空調(diào)水管支架，其橫梁只承擔(dān)1根空調(diào)水管。

（1）垂直荷載計(jì)算

初選16槽鋼，Wx=116.8cm3，按10m間距，安全系數(shù)考慮為1.35進(jìn)行計(jì)算，其荷載如表2.3.1-1所示：

（2）橫梁選用：

以支架右側(cè)為例進(jìn)行計(jì)算，初選16b#槽鋼：Wx=116.8cm3（ 查型鋼截面特性表），

根據(jù)國標(biāo)（80k132）計(jì)算橫梁截面抵抗彎矩Wx=（Mx+M槽鋼）/0.85f

Mx1=0.25*F1*（L1+L2）=12059*9*1.575*0.25=42734N.M

M槽鋼1=2*1.35*19.752*10*1575*1575/8/106=165.4N.M，橫梁采用Q235，f=215N/mm2（鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳GB50017-2003 表3.4.1-1）

Wx1= （Mx1+M槽鋼1）/0.85f=（42734+165.4）/185=231cm3<116.8 *2=233.6cm3

因此可選定雙層對焊16b#槽鋼。

1.4.2支架制作

支架尺寸以綜合布置確定的各管道標(biāo)高為基礎(chǔ)，放樣下料時(shí)考慮現(xiàn)場測量中預(yù)埋鋼板、結(jié)構(gòu)偏差等因素。支架制作應(yīng)滿足以下要求：

（1）下料應(yīng)采用砂輪切割機(jī)，不得使用氧乙炔切割。

（2）用臺(tái)鉆鉆孔，不得使用氧乙炔焰吹割孔。

（3）切割過程中造成的毛刺等，要及時(shí)用銼刀清除。

支架制作完成后進(jìn)行防腐處理。

1.4.3 支架安裝

支架安裝分兩種情況處理：

（1）對于前期有預(yù)埋鋼板的區(qū)域，采用焊接方式，支持將支架焊接固定在預(yù)埋鋼板上;

（2）對于前期未預(yù)埋鋼板的區(qū)域，采用膨脹螺柱的方式，先在地面、側(cè)墻和頂板梁上固定鋼板，再將支架焊接在鋼板上。

管廊支架采用槽鋼對焊形式，以DN1000管道支架為例，如圖1.4.3-1中虛線所示。

滑動(dòng)支架的滑動(dòng)面應(yīng)清潔、平整，滑托與滑槽兩側(cè)間應(yīng)留有3～5mm的間隙，其安裝位置應(yīng)從支承面中心向管道位移反方向偏移1/2位移值。對于不影響管道運(yùn)輸安裝的支架，應(yīng)在管道安裝前完成安裝。

1.5 管道運(yùn)輸?shù)跹b

綜合考慮運(yùn)輸、吊裝、施工空間等現(xiàn)場作業(yè)條件，管道場外運(yùn)輸采用貨車，管材運(yùn)輸至現(xiàn)場吊裝孔附近后，采用汽車吊進(jìn)行管材卸貨，堆放在吊裝孔周邊。卸貨完成后，再利用汽車吊將管材從吊裝孔下吊至管廊內(nèi)。管廊內(nèi)管道水平運(yùn)輸大口徑管道采用自制炮車運(yùn)輸。管廊內(nèi)安裝時(shí)的垂直吊裝采用葫蘆。其余管配件，采用人工運(yùn)輸?shù)姆绞健?/p>

1.5.1 貨車的選用

大口徑管道長度多為12米/根，考慮公路運(yùn)輸安裝，選用28噸貨車（長12.5米*寬2.4米*高2.7米，實(shí)際載重量為28噸）。

1.5.2 汽車吊的選用

DN1000的螺旋焊接鋼管，其長度為12米/根，經(jīng)計(jì)算其單根重量約為3噸。

吊裝荷載：Q=K1（G+ξ1+ξ2）

式中：K1：動(dòng)載系數(shù)1.1;G：管道重量;ξ1：索具重量0.05;ξ2：鉤頭重量0.4。

各吊裝孔周邊均為空地，吊車起吊位置距離吊裝孔中心最遠(yuǎn)距離為12米，吊裝孔進(jìn)行垂直運(yùn)輸時(shí)，采用單根管道起吊，貨車裝卸管道時(shí)，除DN1000的管道外，其余管道可采用2根或多根吊裝，但總重量不超過3噸。經(jīng)計(jì)算，最大吊裝荷載為Q=1.1*（3+0.05+0.4）=3.8噸。初步選擇25噸汽車吊。下表為常用25噸汽車吊的相關(guān)參數(shù)：

表中表示25噸汽車吊在各作業(yè)半徑及吊臂長度下的起吊荷載（噸）。根據(jù)現(xiàn)場起吊半徑12米，臂長20.85米，此時(shí)吊車起吊荷載為4.1噸，因此所選用的25噸汽車吊能夠滿足吊裝需求。

1.5.3 鋼繩的選用

鋼絲繩的選用根據(jù)管道重量的計(jì)算，吊裝方法采用繩索兜底平吊法時(shí)，吊繩與管子的夾角不宜過小，一般夾角應(yīng)大于45°為宜。鋼絲繩的選用應(yīng)根據(jù)其有效破斷拉力Pp來確定，若鋼絲繩的有效破段拉力Pp小于鋼絲繩破斷拉力總和∑P，那么鋼絲繩就可以選用。在施工現(xiàn)場中，鋼絲繩的有效破斷拉力可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算：

Cd2=Pp（式中：C—取55倍），則在最大吊裝荷載時(shí)，鋼絲繩的直徑為：d=（Pp/C）1/2=（3/55）1/2=24mm 。

1.5.4 自制炮車

管廊內(nèi)各專業(yè)管道由吊裝孔吊運(yùn)至管廊端頭后，大口徑管道采用炮車進(jìn)行水平運(yùn)輸，小口徑管道及其它重量較輕的管材采用人工運(yùn)輸?shù)姆绞?，水平運(yùn)輸。

炮車根據(jù)管廊內(nèi)實(shí)際尺寸自制，炮車制作時(shí)需綜合考慮管廊底板支架的混凝土支墩的高度和DN1000鋼管的運(yùn)輸重量。制作的炮車輪軸應(yīng)高于支墩高度，確保炮車可以從支墩上面通過。

1.5.5 葫蘆的選用

管廊內(nèi)管道垂直運(yùn)輸采用電動(dòng)葫蘆，同時(shí)配備手動(dòng)葫蘆，用于運(yùn)輸過程的小角度牽引和吊裝的安全固定。

單根管道吊裝時(shí)在管道兩側(cè)分別設(shè)置1個(gè)電動(dòng)和手動(dòng)葫蘆（其中電動(dòng)葫蘆用于管道垂直提升，手動(dòng)葫蘆用于垂直提升到安裝標(biāo)高后，管道的穩(wěn)定及小角度的水平牽引）。單根管道最大荷載為3噸，吊裝高度為6米以內(nèi)，選用5噸葫蘆。葫蘆的吊點(diǎn)設(shè)置在管廊頂部梁體上，采用膨脹螺栓固定吊耳的形式。

1.6 管道預(yù)安裝

管道吊裝運(yùn)輸至管廊內(nèi)安裝位置后，根據(jù)放線定位進(jìn)行管道焊接法蘭配對。選好法蘭裝在相連接的兩個(gè)管端，將法蘭套在管端后要注意兩邊法蘭螺栓孔是否一致，先點(diǎn)焊一點(diǎn)，校正垂直度，最后將法蘭與管子焊接牢固。平焊法蘭的內(nèi)外兩面都必須與管子焊接。管端不可與法蘭密封面平齊，要根據(jù)管壁厚留出余量。

由于管廊為弧形結(jié)構(gòu)，管道為DN1000螺旋焊接鋼管直管，單根長度為12米，若采用常規(guī)的管道與法蘭呈90度直角的連接形式，不能滿足弧形結(jié)構(gòu)安裝需求。經(jīng)計(jì)算，法蘭與管道呈約89.3度偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行連接（即管道插入法蘭呈一定偏轉(zhuǎn)角），可滿足管廊弧形結(jié)構(gòu)定位要求（如圖2.5-1所示），偏轉(zhuǎn)方向水平偏向圓弧內(nèi)側(cè)，最終管道連接后為偏轉(zhuǎn)角度約179度的多線段形式。

為了滿足本工程大量管道的焊接工藝要求，對常用的兩種焊接工藝：手工電弧焊和CO2氣體保護(hù)焊作對比分析，通過對比分析做出選擇，最終確定大口徑管道采用C02氣體保護(hù)焊進(jìn)行法蘭焊接。

法蘭與管道焊接完成后，進(jìn)行螺栓穿孔，穿入螺栓的方向必須一致，擰緊法蘭需使用合適的扳手，分2-3次進(jìn)行。擰緊的順序應(yīng)對稱、均勻地進(jìn)行擰緊。螺栓長度以擰緊后伸出長度不大于螺栓直徑的一半，且不少于兩個(gè)螺紋。

法蘭連接完成后，為便于拆卸外運(yùn)鍍鋅后對準(zhǔn)確各管段位置，根據(jù)雙線圖編號(hào)進(jìn)行法蘭打碼，如圖2.5-4所示。

1.7 管道拆除外運(yùn)鍍鋅

管道預(yù)安裝完成，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可拆卸外運(yùn)鍍鋅。管道拆卸時(shí)從吊裝孔區(qū)域向管廊內(nèi)進(jìn)行，吊裝運(yùn)輸方式與前述相同。管道吊至管廊外后，由貨車統(tǒng)一運(yùn)至鍍鋅廠進(jìn)行鍍鋅。

1.8 管道正式安裝

鍍鋅完成后的管道，運(yùn)至施工現(xiàn)場經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，從吊裝孔吊入管廊，經(jīng)炮車運(yùn)輸至各安裝位置后，用葫蘆吊至支架上，最終進(jìn)行法蘭螺栓連接。

汽車吊從吊裝孔下料時(shí)，需根據(jù)管段編號(hào)，按照從管廊根部到端部的順序，依次下料，以免造成管廊內(nèi)進(jìn)行多次運(yùn)輸。需要特別注意吊裝中管道與建筑結(jié)構(gòu)碰撞。管廊內(nèi)水平運(yùn)輸時(shí)，在炮車與管道接觸位置鋪設(shè)0.5mm厚橡膠墊。

法蘭孔配對準(zhǔn)確，安裝時(shí)，先上兩顆對稱的螺栓，待管道調(diào)整完畢后，再把所有螺栓擰緊，螺栓應(yīng)對應(yīng)逐步均勻擰緊。對于管徑較小的管道，法蘭螺栓孔較少，可采用手動(dòng)扳手;對于大管徑管道，法蘭螺栓數(shù)量多且規(guī)格較大，可采用電動(dòng)扳手。

2 施工質(zhì)量控制

為保證大口徑空調(diào)水管安裝質(zhì)量，施工過程中從以下幾方面進(jìn)行質(zhì)量控制。

2.1原材料質(zhì)量控制

對進(jìn)場各類原材料（螺旋焊接鋼管、法蘭、型鋼、螺栓等）進(jìn)行嚴(yán)格檢查，自檢合格后及時(shí)進(jìn)行材料報(bào)驗(yàn)，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可使用。

2.2施工過程控制

（1）做好測量放線工作，嚴(yán)格控制測量精度。由具有豐富經(jīng)驗(yàn)工長繪制圖紙，由管道技術(shù)人員現(xiàn)場放線，多次放線進(jìn)行記錄和復(fù)核。

（2）根據(jù)測量結(jié)果，準(zhǔn)確進(jìn)行支架放樣制作。

（3）焊接質(zhì)量控制

選派我單位具有豐富操作經(jīng)驗(yàn)的熟練焊工參與本工程管道焊接。焊接前對焊縫雜物進(jìn)行清理，焊縫均勻完整。焊接完成后，對焊縫進(jìn)行打磨處理，對飛濺的焊渣全部清理干凈后才可外運(yùn)鍍鋅。鍍鋅完成的管道進(jìn)入現(xiàn)場需對鍍鋅層厚度、均勻性進(jìn)行仔細(xì)檢查測量，不合格的不能進(jìn)行正式安裝，須返回鍍鋅廠重新進(jìn)行鍍鋅處理。

（4）加強(qiáng)日常巡查、監(jiān)督管理。

3 施工安全控制

針對本工程施工的特殊環(huán)境，需要制定相應(yīng)安全保障措施。

3.1吊裝運(yùn)輸安全保障

由于本工程空調(diào)水管采用預(yù)安裝鍍鋅后再安裝的方式，增加了吊裝作業(yè)量，同一管道需經(jīng)過多次吊裝（預(yù)安裝、拆除、正式安裝）。因此吊裝安全是重中之重。

（1）起重機(jī)械要有超載、變幅和力矩限制器，吊鉤要有保險(xiǎn)裝置。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，將選用不同的起重設(shè)備。起重機(jī)要取得當(dāng)?shù)亟ㄖ踩块T核發(fā)的準(zhǔn)用證或備案證，經(jīng)相關(guān)部門驗(yàn)收合格后，方準(zhǔn)使用。

（2）起重人員必須經(jīng)安全技術(shù)培訓(xùn)，勞動(dòng)部門考核合格，并取得起重特種作業(yè)操作證，方可操作;指揮人員不能干涉起重操作人員對操作機(jī)構(gòu)的選擇，指揮人員對所指定的起重機(jī)械，必須熟悉其技術(shù)性能后方可指揮。

（3）吊裝用的鋼絲繩、鎖具、吊具都應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。損壞程度超過報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)要及時(shí)更換。嚴(yán)禁對吊鉤進(jìn)行補(bǔ)焊。錨固點(diǎn)應(yīng)經(jīng)認(rèn)真的受力分析，設(shè)置合理。管廊內(nèi)吊點(diǎn)利用上層支架，在支架計(jì)算時(shí)，要充分考慮下部管道的荷載，并保留安全裕量。

（4）在預(yù)留孔處吊裝時(shí)，做好臨邊防護(hù)，需要拆除防護(hù)的，及時(shí)拆除及時(shí)恢復(fù)，不留安全隱患。

3.2施工用電及焊接安全保障

搭設(shè)臨時(shí)電源時(shí)，電線應(yīng)架空，過道需用鋼管保護(hù)，不得私拉亂接。臨時(shí)用電搭設(shè)，用電機(jī)具設(shè)備接線，須由專業(yè)電工進(jìn)行操作，且必須持證上崗。所有電動(dòng)機(jī)具所用前都應(yīng)仔細(xì)檢查，避免因機(jī)具損壞造成安全事幫。

本工程需要?jiǎng)踊鹱鳂I(yè)的工作多，如電弧焊、二氧化碳保護(hù)焊、氣焊、氣割等。項(xiàng)目將根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，制定相應(yīng)的防火措施，避免現(xiàn)場施工發(fā)生火災(zāi)事故。

（1）動(dòng)火作業(yè)須申請動(dòng)火證，現(xiàn)場焊接時(shí)清除周圍易燃物，配備足夠的滅火器，并設(shè)專人監(jiān)護(hù)，工作轉(zhuǎn)移時(shí)須確認(rèn)火種已經(jīng)熄滅。

（2）高空焊接作業(yè)時(shí)，焊接周圍和下方應(yīng)采取防火措施，并有專人監(jiān)護(hù)。操作人員使用標(biāo)準(zhǔn)的防火安全帶。

（3）吊裝孔下嚴(yán)禁進(jìn)行焊接作業(yè)。

4 結(jié)語

目前大口徑弧形空調(diào)水管安裝技術(shù)對于大型工程，特別是航站樓工程具有重要意義，主要體現(xiàn)在弧形管道、狹小空間內(nèi)如何保證質(zhì)量和安全的條件下進(jìn)行安裝，值得大家參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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