管廊給水工程及支架安裝問題解決措施

李火炬

摘 要：綜合管廊己成為城市集約發(fā)展的必然產(chǎn)物，管廊建成后避免城市道路二次開挖造成人力、物力的浪費(fèi)。本文作者從管廊給水管道安裝、支架設(shè)計(jì)及選型方面提出了實(shí)際施工中碰到的難題，針對(duì)難題的正確解決方案。

關(guān)鍵詞：管廊給水;管廊支架;安裝

1 概述

龍海市南太武濱海新城基礎(chǔ)設(shè)施一期工程（啟動(dòng)區(qū)）項(xiàng)目為中交三航局PPP總包項(xiàng)目，包含7條市政道路、3條規(guī)劃河道及3片景觀綠地等工程。為了消除“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網(wǎng)”等問題，在主干道迎賓大道上設(shè)置了一段長度約為3 357 m的綜合管廊。安裝工程包含了電力、給水、消防、自控、排水等多個(gè)專業(yè)。其中電力工程包含了數(shù)量約為8 550套成品支架工程。設(shè)計(jì)圖紙只對(duì)支架進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，要求承包商進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)。給水工程包含了約7 000 m長度的DN400卷焊鋼管。

2 給水工程施工中存在問題解決措施

本工程管廊給水工程包含了給水及中水管道，主干管管徑均為DN400的螺旋卷焊管，出廊支管管徑為DN100～DN300。以DN400管道為例，設(shè)計(jì)圖紙要求壁厚9 mm以上，防腐要求為內(nèi)防腐采用水泥砂漿襯里，外防腐廊內(nèi)部分采用環(huán)氧富鋅底漆兩度及IPN8710系列面漆兩度，厚度不小于120 μm，廊外埋地鋼管采用四油一布環(huán)氧煤瀝青防腐，厚度不小于400 μm。在施工中存在以下的問題及解決措施：

（1）根據(jù)我司類似項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，管道防腐質(zhì)量的好壞需要特別重視。管廊內(nèi)長期處于潮濕狀態(tài)，如果管道防腐措施不到位，管道返銹經(jīng)常發(fā)生，需要經(jīng)常進(jìn)行二次除銹及防腐，需要消耗大量人力、物力，返工成本甚至可能達(dá)到管道安裝造價(jià)人工費(fèi)的50%以上。

因此，針對(duì)本項(xiàng)目處于沿海地區(qū)，管廊內(nèi)滲水鹽分重。我司建議設(shè)計(jì)單位和業(yè)主單位將環(huán)氧富鋅底漆及IPN8710面漆、埋地采用四油一布環(huán)氧煤瀝青改為3PE防腐。3PE外防腐技術(shù)為三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層（3pe）綜合了熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層和擠壓聚乙烯兩種防腐層的優(yōu)良性質(zhì)，將熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層的界面特性和耐化學(xué)特性，與擠壓聚乙烯防腐層的機(jī)械保護(hù)特性等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，從而顯著改善了各自的性能。我方通過3PE防腐的優(yōu)點(diǎn)與普通油漆等對(duì)比，業(yè)主和設(shè)計(jì)也認(rèn)為防腐效果將得到大幅度提升。最終改為3PE防腐，且未增加成本同時(shí)取得了較好的防腐效果，目前已安裝了長達(dá)半年的管道未見銹跡。

（2）采購管道長度的選擇。本管廊設(shè)置17處投料口，投料口的尺寸為8 300 mm*1 200 mm（雙層），應(yīng)考慮廠家生產(chǎn)的卷焊鋼管長度能順利吊裝入廊，同時(shí)又不增加安裝工程量，節(jié)約成本，所以應(yīng)盡可能采購能入廊的最大長度管道，如果采購6 m長度管材，鋼管焊接時(shí)需要增加較多焊縫，如果采購12 m長度管材可能無法入廊，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量最終確定鋼管入廊長度為9.6 m最合適。因該管道由河北滄州發(fā)至福建龍海，最合適的貨運(yùn)車輛長度為12 m，運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性又下降。經(jīng)過焊口增加人工費(fèi)、運(yùn)輸增加費(fèi)、管道入廊機(jī)械及人工費(fèi)等多方面對(duì)比，發(fā)現(xiàn)還是采購長度為9.6 m卷焊管最為經(jīng)濟(jì)。

（3）3PE管道補(bǔ)口施工問題解決方案。3PE管材施工存在的一個(gè)最大質(zhì)量控制點(diǎn)，為焊接口需要進(jìn)行補(bǔ)口防腐，損傷部位需要補(bǔ)傷。管道3PE防腐全部在工廠內(nèi)完成，可流水化操作，施工質(zhì)量有保證。補(bǔ)口工作需要現(xiàn)場(chǎng)操作完成，但由于施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及材料、施工環(huán)境復(fù)雜程度和操作人員技能存在較大差異，熱收縮套補(bǔ)口不可避免的會(huì)存在一些質(zhì)量問題。因此我方采用如下技術(shù)措施進(jìn)行保證：

1）補(bǔ)口前必須對(duì)補(bǔ)口部位進(jìn)行清理，將環(huán)向焊縫及其附近的毛刺、焊渣、污物、油及其雜物清理干凈。對(duì)補(bǔ)口部位表面進(jìn)行除銹處理，表面除銹處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)，不低于GB8923規(guī)定的Sa2.5～Sa3.0級(jí)?？蛇x用噴沙或電動(dòng)工具除銹。補(bǔ)口搭接部位的聚乙烯層應(yīng)打磨至表面粗糙，其端部進(jìn)行坡口處理，坡角不大于30度，然后用火焰加熱器對(duì)補(bǔ)口部位進(jìn)行預(yù)熱。防腐3PE熱縮套與聚乙烯防腐層搭接寬度應(yīng)不小于100 mm。如果濕度大于85%或下雨、雪天應(yīng)停止施工。

2）防腐3PE熱縮套或纏繞帶的質(zhì)量檢驗(yàn)補(bǔ)口外觀應(yīng)逐個(gè)檢查，防腐3PE熱縮套或纏繞帶表面應(yīng)光滑平整、無皺折、無氣泡，兩端坡角處與熱縮套貼合緊密，無空隙，表面沒有碳化現(xiàn)象。3PE熱縮套周向應(yīng)有熱熔膠粘劑均勻溢出。補(bǔ)口處應(yīng)用火花檢漏儀逐個(gè)進(jìn)行針孔檢查，檢漏電壓15 kV，如出現(xiàn)針孔，應(yīng)重新補(bǔ)口。防腐3PE熱縮套的粘接力應(yīng)符合要求，在管體溫度25左右5度時(shí)的剝離強(qiáng)度應(yīng)不小于50 N/cm。

3）防腐涂料（底漆）的質(zhì)量主要是漏點(diǎn)檢測(cè)，在涂層完全固化且冷卻至環(huán)境溫度下，對(duì)每個(gè)補(bǔ)口進(jìn)行檢測(cè)。用火花檢測(cè)儀器，檢測(cè)電壓：普通級(jí)2 kV，加強(qiáng)級(jí)2.5 kV，測(cè)試頭在接觸涂層時(shí)，以大約0.2 m/s的速度移動(dòng)。

3 管道支架設(shè)計(jì)及安裝方式的選擇

本工程設(shè)計(jì)要求采用裝配式綜合支架系統(tǒng)，由立柱、托臂等構(gòu)成，要求總包單位確認(rèn)供應(yīng)商后進(jìn)行二次深化。

3.1 我方在明確供應(yīng)商后，立即進(jìn)行了支架的深化計(jì)算，計(jì)算如下（廠家相關(guān)材料特性表此處不列舉）

由于橋架管線的種類繁多，現(xiàn)對(duì)20*φ150橋架進(jìn)行驗(yàn)算。支架間距為0.8 m，橋架及其電線的自重為2.1*20=42 kg/m，橋架放置在托臂的正中間，托臂選用1 m*C62的槽鋼，C62的橫截面積為410.2 mm2，T型螺栓選用M12，預(yù)埋槽鋼選用 NPY38/23（廠家型號(hào)）。

0.8 m管線自重標(biāo)準(zhǔn)值G=0.8×42×9.8=329.28 N，取1.35的安全系數(shù)。

3.1.1 對(duì)托臂進(jìn)行驗(yàn)算

（1）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：

τmax==1.35×329.28÷410.2=1.08 MPa≤[τ]

=111.6 MPa

（2）抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：

Mmax=1.35G×b=1.35×329.28×0.5

=222.26 N·m≤[M]=834.38 N·m

σmax==222.26×106÷6.32=35.17 MPa≤[σ]

=187.5 MPa

（3）變形撓度驗(yàn)算：

Wmax =（12b2l-4b3+ac2）=

×（12×0.53×1-4×0.53+0.5×0.52）

=0.38 mm≤[W]=2l÷500=2×1÷500=4 mm

故選用C62的槽鋼滿足承載要求。

3.1.2 對(duì)T型螺栓進(jìn)行驗(yàn)算

（1）抗拉強(qiáng)度計(jì)算：

F螺栓===3.77 kN≤0.7×70.6

=49.42 kN

（2）抗剪強(qiáng)度計(jì)算：

T螺栓=1.35G÷2=1.35×222.26÷2=0.15 kN≤0.7×38.3

=26.81 kN

（3）抗滑移能力計(jì)算：

在螺栓標(biāo)準(zhǔn)緊固扭矩80 N·m下，T型螺栓沿槽道軸向的滑動(dòng)荷載為10.7 kN。

齒牙沿槽道軸向受到的力：

F===0.15 kN≤0.7×10.7 kN

故選用M12的T型螺栓滿足承載要求。

3.1.3 對(duì)預(yù)埋槽道進(jìn)行驗(yàn)算：

（1）抗剪強(qiáng)度計(jì)算：

T槽道=1.35G÷2=1.35×222.26÷2=0.15 kN≤0.7×35.4

=24.78 kN

故選用NPY38/23（廠家型號(hào)）的預(yù)埋槽道滿足承載要求。

3.2 成品支架安裝形式的選擇

我方在試驗(yàn)段時(shí)進(jìn)行了兩種安裝方式試驗(yàn)，第一種方式為成品支架立柱預(yù)埋至管廊艙體內(nèi)，第二種方式為艙體完成后用化學(xué)錨栓或者膨脹螺栓等進(jìn)行固定。我方技術(shù)人員通過與廠家技術(shù)人員多次溝通后，比較傾向于第一種安裝方式。

4 總結(jié)

用好地下空間資源，提高城市綜合承載能力，滿足民生之需，而且可以帶動(dòng)有效投資、增加公共產(chǎn)品供給，提升新型城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，打造經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李少妮.市政道路給排水管道施工的常見問題及應(yīng)對(duì)措施[J].居舍，2018（35）：1

[2]GB 50289-98，城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，1999.