高層建筑豎井內(nèi)大型管道安裝

譚德海

【摘 要】近年來隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑大規(guī)模興起，為了追求更好的舒適度，中央空調(diào)在高層建筑中廣泛使用，為了節(jié)省相對的樓層空間，設(shè)計(jì)院經(jīng)常把通風(fēng)空調(diào)的管道設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)豎井中。結(jié)構(gòu)豎井空間小、高度高，施工人員不變操作，增加了安裝施工難度，從而滿足不了設(shè)計(jì)要求和使用功能。本文介紹了銀都中心豎井內(nèi)大型管道安裝的主要內(nèi)容及控制方法，以確保該工程的質(zhì)量和安全。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；管道豎井；管道安裝；管道焊接；管道保溫

高層建筑由于空調(diào)水系統(tǒng)豎向管道大部分都集中布置在該管井內(nèi)，管道數(shù)量多、管徑大（最大DN600）、且位置小，而且要做好和土建施工單位的相互配合，導(dǎo)致其施工難度大，如不做好相關(guān)控制保證措施將很難保證施工質(zhì)量及安全，造成不必要的損失。因此豎井內(nèi)管道安裝的控制至關(guān)重要，應(yīng)引起重視。現(xiàn)結(jié)合銀都中心改造項(xiàng)目豎井內(nèi)冷凍（冷卻）水供回水管道安裝情況做一簡述。

本項(xiàng)目為銀都中心改造工程（新建），建設(shè)內(nèi)容為酒店綜合體，建筑用途為客房、餐飲、辦公、庫房、車庫等?？偨ㄖ娣e14萬平方米。分為地上和地下兩部分建筑總層數(shù)為22層，其中地上18層，地下4層。辦公樓部分樓高38米，酒店部分樓高75米。

一、豎井內(nèi)管道安裝

對于高層建筑，材料上下運(yùn)輸困難，管道管井也比較窄，再受各層土建誤差影響，施工難度大，為了避免材料上下運(yùn)輸及施工面的影響，保證管道安裝質(zhì)量及進(jìn)度，豎井內(nèi)管道安裝采用倒裝法施工。

首先在管道豎井下安裝一臺(tái)5T卷揚(yáng)機(jī)，先在各層固定各層管架，根據(jù)現(xiàn)場情況及管道在地下一層布置吊裝施工線路，在管井的底部設(shè)置立管管墩（根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計(jì)管墩施工圖）。在地下一層設(shè)立平臺(tái)，根據(jù)管徑做好立管垂直定位模。三點(diǎn)垂直定位模，并在底部這根立管上端同樣做好固定管架定位模，管道通過定位模自動(dòng)對中。在底層安裝另一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)，運(yùn)管道到豎井，然后用5T卷揚(yáng)機(jī)提無縫管一節(jié)節(jié)焊上，一段段提高，直到安裝高度，最后用保溫硬木瓦將管道定位。要做到焊接不影響立管垂直度以及安裝總長度的垂直要求。施工時(shí)采取管道接口處三點(diǎn)靠模定位。垂直方向，三個(gè)方位上下三點(diǎn)看正。從重錘引線到A1、A2、A3位置，測量距離同時(shí)為D值為止，然后定位焊接。如此反復(fù)，將管道一段段提高到安裝高度。

管道重量計(jì)算公式：

kg/m=（Od-Wt）*Wt*0.02466

注：Od-管道外徑，Wt-管道壁厚

冷卻水管管道DN600，Od=630mm，Wt=10mm，所以每米管重為152.89kg/m

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，固定支架放在1層、4層，所以承重按照辦公樓樓高的一半計(jì)算，所以根據(jù)樓高20m計(jì)算，卷揚(yáng)機(jī)最大承重為152.89*20=3057.8kg，根據(jù)安全系數(shù)的選型選用規(guī)格5T的卷揚(yáng)機(jī)。

二、方案實(shí)施的安全措施

1.施工前對操作工人進(jìn)行安全技術(shù)交底，豎井內(nèi)保證照明，避免陰雨天和夜間施工，結(jié)構(gòu)豎井上方做好安全防護(hù)及警示牌。

2.本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)豎井，施工空間狹小，高度高，采取的安全措施是在樓板一面的兩側(cè)墻上設(shè)置安全掛鉤，方便操作人員的安全帶系掛，安全帶長度不夠可用麻繩延伸長度。

三、管道焊接

1.管道安裝前，施工班組應(yīng)先熟悉設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)了解施工現(xiàn)場情況，做好管道安裝前的準(zhǔn)備工作，螺旋焊接鋼管在安裝前需作除銹刷漆處理，并將管內(nèi)的雜物清除干凈，保持內(nèi)外壁干燥。支吊架均涂紅丹漆，調(diào)和漆各兩遍。

2.空調(diào)冷凍（冷卻）水系統(tǒng)管道，當(dāng)管徑大于等于DN80時(shí)，采用無縫鋼管焊接連接；當(dāng)管徑大于等于300時(shí)，采用螺旋焊鋼管焊接連接。空調(diào)冷凍水系統(tǒng)豎向立管最高點(diǎn)設(shè)置排氣裝置，最低點(diǎn)設(shè)置排污閥或絲堵。焊接鋼管的彎頭采用沖壓彎頭。冷凍（冷卻）水管的水平管變徑時(shí)采用偏心大小頭，上平下變，立管采用同心大小頭，以免管道內(nèi)部積污和積氣，影響管道的使用。水管的三通均現(xiàn)場制作。

3.管道安裝完畢后，必須清洗管道，清洗時(shí)打開旁通閥，關(guān)閉所有風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)、出口閥，讓水在主管道內(nèi)不斷循環(huán)，以清除雜質(zhì)，清洗合格后，關(guān)閉旁通閥，打開風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)、出口閥，然后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，其試驗(yàn)壓力對管道系統(tǒng)為1.5倍，10分鐘內(nèi)壓力不得下降，再將壓力降至工作壓力，在60分鐘內(nèi)壓力不得下降，且外觀檢查無滲漏為合格。

四、管道支架安裝

1.冷卻水雙管固定支架

由于冷卻水立管管徑較大（DN600），負(fù)載相當(dāng)大（在專項(xiàng)冷卻水管道技術(shù)交底中做具體型鋼參數(shù)確定）。為了保證管道和結(jié)構(gòu)的安全性；支架必須滿足配重要求。

2.固定支架選型

（1）計(jì)算管道重量

按設(shè)計(jì)管道支吊架間距內(nèi)的管道自重、滿管水重、保溫層重及10%的附加重量（管道連接件等）計(jì)算；

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，固定支架安裝在1層、4層，計(jì)算水重為：

1/4π（DN）2h=1/4*3.14*0.612*20=5.84噸

固定支架為兩根冷卻水管，單個(gè)固定支架總承重為：

（5.84+3.06）*2=17.8噸

（2）設(shè)計(jì)載荷

垂直荷載：考慮制造、安裝等因素，采用支吊架間距的標(biāo)準(zhǔn)荷載乘以1.35的荷載分項(xiàng)系數(shù)；

水平荷載：水平荷載按垂直荷載的0.3倍計(jì)算；

不考慮風(fēng)荷載。

（3）橫擔(dān)抗彎強(qiáng)度計(jì)算

橫擔(dān)存在水平推力時(shí)抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算

橫擔(dān)不存在水平推力時(shí)抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算

式中：rx、ry——截面塑性發(fā)展系數(shù)

1）承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載時(shí)，rx=ry=1.05。

2）直接承受動(dòng)力荷載時(shí)，rx=ry=1。

Mx、My——所驗(yàn)算截面繞x軸和繞y軸的彎矩（N·mm）

Wx、Wy——所驗(yàn)算截面對x軸和對y軸的凈截面抵抗矩（mm3）

f——鋼材的抗彎、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）

已知管道的基本參數(shù)見下表一：

表一：

（4）固定支架槽鋼選型，根據(jù)槽鋼重量計(jì)算公式：

槽鋼kg/m=0.00785*[hd+2t（b-d）+0.349（r2-r2）]

式中：h為高，b為腿長，d為腰厚，t為平均腿厚，r為內(nèi)弧半徑，r為端弧半徑

⑴預(yù)設(shè)采用20號(hào)槽鋼，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得知基本參數(shù)

g=25.77kg/m=0.2577kg/cm，W=191.4cm3（單位長度重g、截面模量W）

⑵查普通槽鋼的容許應(yīng)力b，Q235型號(hào)的碳素鋼結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力b=1400kg/cm3

⑶承受彎矩最大計(jì)算

1/8GL2-1/8gL2

（L=208cm，G：計(jì)算最大均布荷載，g：同前）

⑷因?yàn)镸/W=b，所以：

W*b=M=1/8L2（G-g）*b：

G-g=191.4*1400*8/2082=49.549kg/cm

G=49.549+0.2577=49.807kg/cm=4981kg/m

所以管井內(nèi)四根槽鋼承重為：

4981*2.08*4=41442kg>17800kg，所以槽鋼能滿足承重要求。

（5）膨脹螺栓受力計(jì)算

查閱規(guī)范16毫米膨脹螺栓最大承受剪力16250N，預(yù)設(shè)使用16個(gè)16毫米膨脹螺栓，（墻上承擔(dān)一半的剪力）則總承受剪力為

16250*8*2=260000N=260KN>178KN

所選膨脹螺栓能滿足承重要求。

除立管上的固定支架，其它導(dǎo)向、活動(dòng)支架可采用常規(guī)的雙“U”扁鋼卡或圓鋼抱卡和槽鋼的形式。

五、管道保溫

1.凡空調(diào)系統(tǒng)中的冷凍水管、冷凝水管均要保溫，要確實(shí)做好保溫層。從運(yùn)行管理方面，保溫的好壞關(guān)系著節(jié)能節(jié)電的多少；從維修方面，保溫層施工質(zhì)量差，容易引起管子外壁結(jié)露產(chǎn)生大量凝結(jié)水，污染天棚與墻壁；同時(shí)會(huì)造成保溫層自身破壞；更嚴(yán)重的是由于凝結(jié)水的作用，管外壁腐蝕加劇，管子使用年限縮短。

2.管道保溫應(yīng)注意的事項(xiàng)如下：

（1）垂直管道的保溫必須結(jié)合各層支架作好防止保溫管套下滑脫落工作，在保溫管殼與支、吊支架木墊塊間留10mm左右間隙用泡沫橡塑帶填實(shí)粘牢，作溫度變形補(bǔ)償。其填充高度等于該管保溫層厚度，縫外表面用膠帶貼牢密封，以確保工程質(zhì)量與安全。

（2）水管支架處應(yīng)墊以木墊，木墊厚度與保溫層厚度相同。木墊應(yīng)經(jīng)熱瀝青浸泡處理。

六、結(jié)束語

綜上所述，高層建筑空調(diào)豎井內(nèi)大型管道安裝應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的方案論證比選，合理有效的施工方案，不僅能更好的保證質(zhì)量和安全，而且能加快施工進(jìn)度，節(jié)約成本，達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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