超大規(guī)格風(fēng)管的安裝施工

王 海，鐘書吉，鄭云德

（中國華西企業(yè)股份有限公司安裝工程公司，成都610081）

0 引言

新筑30萬m3/h廢氣排放風(fēng)管設(shè)備安裝工程屬于技術(shù)性改建項目，目的是將地鐵噴涂車間的生產(chǎn)廢氣排放至1 000 m之外。該系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，風(fēng)管的設(shè)計尺寸為3 900 mm×2 500 mm，采用厚度為3 mm鍍鋅鋼板進(jìn)行制作，風(fēng)管的連接方式為螺栓連接，所有風(fēng)管安裝在廠區(qū)室外8 m高的鋼結(jié)構(gòu)支架上。

該工程風(fēng)管規(guī)格超大，長度長（近1 km），預(yù)制的拼接件尺寸大，運輸裝載方式不當(dāng)時會造成板材變形或涂層損傷。風(fēng)管節(jié)數(shù)多，每節(jié)風(fēng)管的體積大、質(zhì)量重，現(xiàn)場拼裝效率低。廠區(qū)內(nèi)場平比較復(fù)雜，甚至沒有道路，導(dǎo)致二次轉(zhuǎn)運效率低。在吊裝和高空組對安裝時，作業(yè)安全風(fēng)險高。加之本項目的工期緊張，這給現(xiàn)場如何高效、安全的施工部署提出了嚴(yán)峻考驗。本文針對項目特點和現(xiàn)場情況，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，編制了切實可行的專項施工方案，制作了立式組合式托架，現(xiàn)場搭設(shè)了拼裝平臺和高空作業(yè)操作平臺，形成了一套高效、安全可靠的風(fēng)管拼裝、轉(zhuǎn)運、吊裝、組對安裝的流水施工作業(yè)方法。

2 施工工藝流程

施工工藝流程為：風(fēng)管拼接件進(jìn)場驗收→風(fēng)管拼裝→場內(nèi)二次轉(zhuǎn)運→風(fēng)管吊裝→高空組對安裝→風(fēng)管嚴(yán)密性測試。

3 風(fēng)管的施工工藝做法

3.1 風(fēng)管拼接件的進(jìn)場驗收

（1）拼接件的運輸入場

預(yù)制好的風(fēng)管拼接件尺寸為4 000 mm×1 500 mm和2 500 mm×1 500 mm。最初將拼接件平放在木墊支架上運輸?shù)浆F(xiàn)場后，拼接件的噴涂層和鋅層受到不同程度的損傷，甚至最下層拼接件因受壓而產(chǎn)生變形，如圖1所示。而且采用這種平放運輸方式，一輛20 t貨車（車廂長約16 m）每次只能裝3 t的風(fēng)管拼接件。經(jīng)過采用改進(jìn)和制作的“立式組合支架”（圖2），不僅能有效地保護(hù)拼接件，而且還大大提高了運輸效率（同樣貨車每次能裝10 t的風(fēng)管拼接件）。

圖1 平放運輸風(fēng)管拼接件

圖2 立式組合支架運輸風(fēng)管拼接件

（2）檢查驗收和堆放

在拼接件進(jìn)場時，通知專業(yè)監(jiān)理工程師、業(yè)主現(xiàn)場代表共同進(jìn)行檢查驗收。對拼接件逐個進(jìn)行檢查驗收，涂層應(yīng)完整無破損，外觀無變形，板材厚度和外形尺寸符合設(shè)計和方案要求，隨貨有出廠合格證和檢驗報告。經(jīng)檢驗合格后，將拼接件按型號規(guī)格進(jìn)行分區(qū)堆放整齊，堆放區(qū)地平應(yīng)平整。同時，填寫材料進(jìn)場報驗單（附相關(guān)資料）報送專業(yè)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)。

3.2 風(fēng)管的拼裝

（1）風(fēng)管拼裝方法

該工程風(fēng)管設(shè)計尺寸為3 900 mm×2 500 mm，采用厚度為3 mm鍍鋅鋼板進(jìn)行制作，加工成型的風(fēng)管拼接件尺寸分別為3 900 mm×1 400 mm和2 500 mm×1 400 mm，質(zhì)量分別為137.77 kg和88.31 kg，單節(jié)成品風(fēng)管（圖3）寬×高×長為3 900 mm×2 500 mm×1 400 mm，其質(zhì)量為526.32 kg，需要借助機(jī)械設(shè)備輔助拼裝。

圖3 成品風(fēng)管拼裝

首先在地面上將單節(jié)風(fēng)管拼裝完成，然后兩節(jié)以上的風(fēng)管需要提升設(shè)備在拼裝平臺上完成；考慮到拼裝后的轉(zhuǎn)運以及吊裝組對的實際情況（若組對長度過長，則轉(zhuǎn)運困難；若組對長度太短，則會增加高空組對的安裝工作量，同時增加高空作業(yè)的安全風(fēng)險），最終確定將風(fēng)管拼裝成4節(jié)為一段，再進(jìn)行場內(nèi)二次轉(zhuǎn)運和吊裝高空組對安裝，如圖4所示。

圖4 四節(jié)組對成一段的風(fēng)管（四連風(fēng)管）

（2）風(fēng)管拼裝平臺

在“風(fēng)管拼裝平臺”，4節(jié)為一段的風(fēng)管（以下簡稱“四連風(fēng)管”）組裝連接在一起。風(fēng)管拼裝平臺由2 t的懸臂吊、拼裝平臺和梯架組成。

拼裝流程：由懸臂吊將單節(jié)的風(fēng)管吊裝移動到拼裝平臺上進(jìn)行組對（圖5），風(fēng)管底部的連接螺栓通過平臺下方擰緊，風(fēng)管兩側(cè)和頂部的螺栓借助梯架擰緊。

圖5 風(fēng)管拼裝平臺

3.3 風(fēng)管轉(zhuǎn)運

風(fēng)管的轉(zhuǎn)運分為二步轉(zhuǎn)運即堆場內(nèi)轉(zhuǎn)運和堆場外轉(zhuǎn)運。第一步，堆場內(nèi)轉(zhuǎn)運，即將四連風(fēng)管從拼裝平臺上轉(zhuǎn)運到堆場指定位置處；第二步，堆場外轉(zhuǎn)運，即將上面的四連風(fēng)管轉(zhuǎn)運到安裝區(qū)域。

根據(jù)場地的實際情況采取不同的轉(zhuǎn)運方式。堆場內(nèi)地面平整，則采用移動小車進(jìn)行轉(zhuǎn)運，即通過拼裝平臺的懸臂吊將四連風(fēng)管吊裝到移動小車上，再搬運四連風(fēng)管到指定位置，最后通過千斤頂輔助取出移動小車，如圖6所示；堆場外地形復(fù)雜，需要提升設(shè)備輔助轉(zhuǎn)運四連風(fēng)管，即通過自卸式吊車輔助轉(zhuǎn)運，如圖7所示。

圖6 閥門開啟位置

圖6 堆場內(nèi)風(fēng)管轉(zhuǎn)運

圖7 結(jié)果數(shù)據(jù)

圖7 堆場外風(fēng)管轉(zhuǎn)運

3.4 風(fēng)管的吊裝

該項目的風(fēng)管尺寸為3 900 mm×2 500 mm，鋼板厚度為3 mm，體積大、剛度小，長邊和短邊的連接處在吊裝過程中容易因受力不均產(chǎn)生拉扯變形，導(dǎo)致矩形風(fēng)管永久變形。在前期，利用角鋼作為斜撐將風(fēng)管長邊和短邊連接處進(jìn)行局部加固，吊裝時通過平衡梁使風(fēng)管受力均勻，可解決吊裝過程風(fēng)管變形的問題，但在吊裝過程需要頻繁安裝、拆卸角鋼斜撐以及平衡梁等，吊裝過程繁瑣且效率很低。

提高吊裝效率的關(guān)鍵在于減少吊裝過程拆卸卸扣、移動吊帶的次數(shù)，同時也要保證吊裝過程中風(fēng)管具有足夠的剛度而不會產(chǎn)生永久變形。因風(fēng)管自身設(shè)置有加固角鋼，可在加固角鋼上增設(shè)吊點，經(jīng)過設(shè)計核算和吊裝試驗，加大風(fēng)管加固角鋼的截面尺寸，利用加固角鋼的螺栓孔作為吊點和定制高強螺栓、卸扣，如圖8所示。改進(jìn)后的吊裝方法，其吊裝受力均在加固角鋼上，風(fēng)管水平方向不會受到擠壓，取代了原有的平衡梁和吊帶的作用，同時只有四個吊點需要拆卸卸扣，大大提高了吊裝的效率，如圖9所示。

圖8 吊點的卸扣和高強螺栓

圖9 改進(jìn)后的吊裝方法

3.5 風(fēng)管組對安裝

風(fēng)管安裝在8 m高的鋼結(jié)構(gòu)支架上，風(fēng)管吊裝就位后，存在高空組對操作難度大。吊裝要求很高，需要吊裝一步到位將兩節(jié)風(fēng)管法蘭的螺栓孔對齊；在風(fēng)管側(cè)面和底邊進(jìn)行高空作業(yè)時沒有操作平臺，存在很大的安全風(fēng)險。

針對以上問題，吊裝組對實施如下。

（1）將第一節(jié)四連風(fēng)管吊裝到鋼結(jié)構(gòu)支架上固定，在法蘭連接面粘貼上密封膠條。

（2）操作人員站在已固定的風(fēng)管上面，吊裝第二節(jié)四連風(fēng)管并與已安裝的風(fēng)管法蘭頂邊重合后，將螺栓穿入孔中。

（3）慢慢放松吊索，通過“撬棒”工具使得風(fēng)管側(cè)邊的螺栓孔慢慢重合，將側(cè)面螺栓擰上。此方法類似“穿針引線”。

（4）通過現(xiàn)場制作的“高空作業(yè)操作平臺”（圖10），連接風(fēng)管和固定風(fēng)管。風(fēng)管與鋼結(jié)構(gòu)支架之間的固定采用∠50×50×5的鍍鋅矩管和φ14鍍鋅通絲桿；風(fēng)管每間隔20 m設(shè)置伸縮節(jié)，伸縮節(jié)長度為200 mm；轉(zhuǎn)彎處均采用消聲彎頭。

圖10 高空作業(yè)操作平臺

（5）現(xiàn)場分為4個流水作業(yè)班組（拼裝班組、轉(zhuǎn)運班組、吊裝班組和安裝班組）同步進(jìn)行施工。拼裝組負(fù)責(zé)風(fēng)管的拼接組裝；轉(zhuǎn)運班組負(fù)責(zé)對場內(nèi)外風(fēng)管的轉(zhuǎn)運；吊裝班組負(fù)責(zé)風(fēng)管段的吊裝和配合安裝班組；安裝組裝負(fù)責(zé)風(fēng)管連接和管固定。這樣的施工分組配合形成流水作業(yè)方式，很大程度提高了施工效率。

3.6 風(fēng)管試驗

3.6.1 風(fēng)管強度試驗

該工程風(fēng)管在出廠前已進(jìn)行了風(fēng)管強度試驗。所測試風(fēng)管為4節(jié)，共計長度6.4 m，風(fēng)管表面積為81.92㎡，在1.2倍工作壓力下，保持5 min以上，接縫處無開裂，整體結(jié)構(gòu)無永久性的變形及損傷，測試結(jié)論為合格[1]。

3.6.2 風(fēng)管嚴(yán)密性測試

風(fēng)管的嚴(yán)密性測試分為觀感質(zhì)量檢驗與漏風(fēng)量檢測。觀感質(zhì)量檢驗可用于微壓風(fēng)管，也可作為其他壓力風(fēng)管工藝質(zhì)量的檢驗，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密與無明顯穿透的縫隙和孔洞應(yīng)為合格。漏風(fēng)量檢測應(yīng)為在規(guī)定工作壓力下，對風(fēng)管系統(tǒng)漏風(fēng)量的測定和驗證，漏風(fēng)量不大于規(guī)定值應(yīng)為合格[2]。系統(tǒng)風(fēng)管漏風(fēng)量的檢測，采用分段檢測，匯總綜合分析的方法；漏風(fēng)量不大于規(guī)定值為合格；測試的儀器應(yīng)在檢驗合格的有效期內(nèi)；漏風(fēng)量測試采用經(jīng)檢驗合格的專用漏風(fēng)量測量儀器[3]。

風(fēng)管漏風(fēng)量檢測條件應(yīng)符合下列規(guī)定[4]：風(fēng)管漏風(fēng)量檢測應(yīng)在風(fēng)管分段連接完成或系統(tǒng)主干管安裝完畢進(jìn)行；系統(tǒng)分段、面積測試應(yīng)完成，試驗管段分支管口及端口應(yīng)密封；測試風(fēng)管端面按儀器要求安裝好連接軟管；檢測場地應(yīng)有220～380 V電源。

風(fēng)管漏風(fēng)量檢測可按下列步驟及方法進(jìn)行檢測[4]：使用連接軟管將漏風(fēng)量測試儀的出風(fēng)口與被測風(fēng)管連接起來，并應(yīng)確保嚴(yán)密不漏；使用測壓軟管連接被測風(fēng)管和微壓計（或U形壓力計）的一側(cè)，使用測壓軟管將微壓計與漏風(fēng)量測試裝置流量測試管測壓口連接，或?qū)⑽河嫷碾p口與流量測試管的測壓口連接；接通電源，啟動風(fēng)機(jī)，通過調(diào)整節(jié)流器或變頻調(diào)速器，向被測試風(fēng)管內(nèi)注入風(fēng)量，緩慢升壓，使被測風(fēng)管壓力（微壓計或U形壓力計）示值控制在要求測試的壓力點上，并基本保持穩(wěn)定，記錄漏風(fēng)量測試儀進(jìn)口流量測試管的壓力或孔板流量測試管的壓差；經(jīng)計算得出測試風(fēng)管的漏風(fēng)量，記錄測試數(shù)據(jù)，并根據(jù)測試風(fēng)管的面積計算單位漏風(fēng)量。

4 結(jié)束語

在超大規(guī)格風(fēng)管的安裝施工（現(xiàn)場拼裝、場內(nèi)轉(zhuǎn)運、吊裝就位、高空組對安裝）中，全采用人力搬運、拼裝，效率低；同時風(fēng)管架空敷設(shè)，在高空中施工無作業(yè)人員可使用的操作平臺，人員無法操作，安全得不到保證。為了確保合同工期，提高效率和作業(yè)安全，本文經(jīng)過前期的反復(fù)討論、試驗和改進(jìn)，最終制作了立式組合支架來改進(jìn)裝載運輸拼接板，現(xiàn)場搭設(shè)了專門的風(fēng)管拼裝平臺，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)和風(fēng)管的安裝工況而制作了可移動的高空作業(yè)操作平臺，同時合理安排施工順序和分工配合，不僅大幅度的提高了施工效率，還有力地保證了作業(yè)人員的施工安全。