隔震建筑專用柔性管道技術(shù)探究

韓勇 彭鵬 胡杰

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250014

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對建筑性能有了更高的要求。尤其在經(jīng)歷了多次地震之后，除了對生命安全的基本保障之外，震后建筑功能的可持續(xù)性也已成為一個(gè)人們開始關(guān)注的重要課題。目前關(guān)于隔震技術(shù)的研究較多，包括隔震支座、屈曲約束支撐等技術(shù)，而針對配套機(jī)電管道隔震技術(shù)研究較少。本文就是基于隔震建筑專用柔性管道在機(jī)電工程中的應(yīng)用研究，為后續(xù)工程安裝抗震專用柔性管道提供借鑒。

1 工程概況

阜陽市城南新區(qū)博物館、圖書館及市民廣場地下綜合工程位于安徽省阜陽市城南新區(qū)，八里松路北側(cè)，府前路南側(cè)。本工程為多層建筑，規(guī)劃用地面積65602㎡，工程總建筑面積8.9萬㎡，其中博物館地下一層、地上四層，地上建筑面積2.98萬㎡，地下建筑面積0.9萬㎡。由藏品庫房、員工食堂及配套、報(bào)告廳及配套、設(shè)備用房、地下激動(dòng)車庫、展廳、辦公區(qū)組成。圖書館地下一層、地上四層，地上建筑面積2.67萬㎡，地下建筑面積0.8萬㎡。由書庫及配套、報(bào)告廳及配套、設(shè)備用房、地下機(jī)動(dòng)車庫、閱覽室、架空區(qū)域組成。其中博物館采用隔震技術(shù)，地下室與上部結(jié)構(gòu)中間設(shè)置隔震層，隔振層內(nèi)機(jī)電管線安裝設(shè)計(jì)說明采用專用柔性管道。

2 設(shè)計(jì)概況

給排水、消防水系統(tǒng)以及空調(diào)水系統(tǒng)穿過隔震層以及穿越隔震縫的管道。隔震柔性管道的變形能力均應(yīng)滿足《建筑隔震柔性管道》JG/T541-2017的要求，并提供型式檢驗(yàn)報(bào)告證明。根據(jù)設(shè)計(jì)位移及綜合考慮現(xiàn)場條件，柔性管道變形量按照500mm考慮。

3 技術(shù)應(yīng)用及實(shí)施效果

3.1 應(yīng)用選型

地震的特點(diǎn)是水平晃動(dòng)劇烈，垂直晃動(dòng)很小，在2cm以內(nèi)；針對地震這樣的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)院通過對博物館設(shè)置隔震層，來緩解地震對上部結(jié)構(gòu)的破壞程度。隔震層中包含了隔震支座，抗震軟接等部分。依靠該部分均具有柔性變形特性，來緩解地震水平位移對博物館帶來的破壞程度。本文闡述的隔震柔性管道，從材質(zhì)上劃分，有金屬軟管、橡膠軟管、PVC伸縮管等。金屬軟管的材質(zhì)采用的是進(jìn)口不銹鋼，該種材料具有高強(qiáng)、高延性（316L）。橡膠軟管的材質(zhì)采用的是橡膠，該種材料耐高溫、耐酸耐堿、抗腐蝕性好，重點(diǎn)是伸縮性、延展性能強(qiáng)，從而適應(yīng)地震大跨徑位移。PVC伸縮管采用的是UPVC材質(zhì)，該種材料具有耐高溫、耐燃性等。根據(jù)研究表明，隔震專用柔性管道適用范圍如下：金屬軟管適用給水、暖通、消防、燃?xì)獾葘I(yè)管道；橡膠軟管適用排水、暖通、消防等專業(yè)管道；PVC管適用排水、雨水等專業(yè)管道。據(jù)以上材料特性及應(yīng)用研究，對項(xiàng)目隔震層做如下設(shè)計(jì)深化，新設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)明材質(zhì)、尺寸等，一般機(jī)電設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注均過于籠統(tǒng)，僅示意相應(yīng)位置需要加設(shè)軟接。

3.2 管道試驗(yàn)

（1）金屬軟管試驗(yàn)。金屬軟管的最大允許位移性能試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：①試驗(yàn)介質(zhì)為水；②試驗(yàn)裝置為試驗(yàn)伸縮臺和控制臺、夾具、滑車、滑車控制臺、加壓泵以及壓力監(jiān)測儀表；③按圖7安裝試件，右端為試驗(yàn)控制臺，外接加壓泵和壓力監(jiān)測儀表；左端為試驗(yàn)伸縮臺，控制轉(zhuǎn)盤速度；金屬軟管彎頭通過卡扣與滑車可靠連接，滑車放置滑車控制臺中央；④啟動(dòng)加壓泵，將水注入管內(nèi)，排盡空氣，關(guān)閉排氣閥，密封試件，然后迅速加壓至設(shè)計(jì)壓力，并保持該壓力至少5min，檢查試件有無滲漏；⑤啟動(dòng)試驗(yàn)伸縮臺，加載速率不宜低于400mm/s，加載方法為轉(zhuǎn)盤勻速旋轉(zhuǎn)；按最大允許位移，至少旋轉(zhuǎn)3圈，在試驗(yàn)過程中檢查試件有無滲漏和異常變形。

（2）橡膠軟管試驗(yàn)。橡膠軟管的最大允許位移性能試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：①試驗(yàn)介質(zhì)為水；②試驗(yàn)裝置為大變形位移性能試驗(yàn)臺、加壓泵、壓力監(jiān)測儀表；③按圖8安裝試件，啟動(dòng)加壓泵，將水注入管內(nèi)，排盡空氣，關(guān)閉排氣閥，密封試件，然后迅速加壓至設(shè)計(jì)壓力，并保持該壓力至少5min，檢查試件有無滲漏；④啟動(dòng)位移性能試驗(yàn)臺，加載速率不宜低于400mm/s，加載方法為位移控制，并一次加載到最大允許位移，往復(fù)加載三次，在試驗(yàn)過程中檢查試件有無滲漏和異常變形。

（3）PVC伸縮管試驗(yàn)。PVC伸縮管的最大允許位移性能試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：①試驗(yàn)介質(zhì)為水；②試驗(yàn)裝置為試驗(yàn)伸縮臺和控制臺、加壓泵、壓力監(jiān)測儀表；③按圖9安裝試件，左端為試驗(yàn)控制臺，外接加壓泵和壓力監(jiān)測儀表；右端為試驗(yàn)伸縮臺，控制轉(zhuǎn)盤速度；④啟動(dòng)加壓泵，將水注入管內(nèi)，排盡空氣，關(guān)閉排氣閥，密封試件，然后迅速加壓至50kPa，并保持該壓力至少5min，檢查試件有無滲漏；⑤將水排出試件，啟動(dòng)試驗(yàn)伸縮臺，加載速率不宜低于400mm/s，加載方法為轉(zhuǎn)盤勻速旋轉(zhuǎn)；按最大允許位移，至少旋轉(zhuǎn)3圈，在試驗(yàn)過程中檢查試件異常變形；⑥重復(fù)④進(jìn)行水密性測試。

3.3 安裝節(jié)點(diǎn)大樣圖

各專用柔性管道安裝要點(diǎn)如下：①金屬管道安裝：在管道彎頭接頭處，采用互動(dòng)環(huán)及導(dǎo)桿安裝在建筑物上部結(jié)構(gòu)上，已保證彎頭的支撐，以及在橫向上的移動(dòng)。②橡膠管道安裝：橡膠管道伸縮特性較好，有較好的伸縮性，只需在建筑物上下部固定好即可。

4 結(jié)語

機(jī)電工程為建筑工程中的重要施工專業(yè)，與建筑物的使用功能關(guān)系密切，對于結(jié)構(gòu)特殊的建筑物，機(jī)電管線連接就不能按照平常做法施工，就如本項(xiàng)目阜陽城南新區(qū)綜合建設(shè)PPP工程項(xiàng)目博物館就存在隔震層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由隔震支座將建筑主體與地面連接，而非直接接觸，在該隔震層中存在機(jī)電各種管線，電氣橋架，給排水管道、消防噴淋管道、通風(fēng)空調(diào)管道等。為保證管道需與主體結(jié)構(gòu)具有相同的變形位移量，該項(xiàng)目根據(jù)具體系統(tǒng)管道采取合適的金屬、橡膠以及PVC材質(zhì)專用柔性軟管，以及采取相應(yīng)滑桿以及滑車等支架形式，充分發(fā)揮管道的柔性變形伸縮特性。