公共建筑集中供冷外管網(wǎng)施工技術

黃志云，喬申，閆風，胡其正

（中建二局第一建筑工程有限公司，北京 100176）

1 引言

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，集中供冷的話題持續(xù)引發(fā)關注，部分地區(qū)已經(jīng)開始在小范圍內(nèi)試運行集中供冷模式，主要覆蓋辦公樓、綜合體、酒店等公共建筑，這種有益探索是十分必要的，必須加強總結分析，為大范圍推廣應用奠定基礎。室外管網(wǎng)施工是集中供冷系統(tǒng)工程的重要組成部分，對現(xiàn)場條件、機械作業(yè)、科學管理等方面要求比較高，必須做好相關準備工作，保證施工過程的順利進行。

2 工程簡介

三亞崖州灣深?？萍汲侵腔劬C合能源服務項目主要涉及能源站工程及室外供冷管網(wǎng)工程，需要滿足崖州灣科教城內(nèi)公共建筑的供冷需求。項目擬建兩個集中能源站，承擔科教城片區(qū)區(qū)域供冷任務，其中，科教城1號能源站選址位于YK02-06-04地塊，總建筑面積為5 977.79 m2（地上建筑面積為362.64 m2，地下建筑面積為5 615.15 m2），供冷裝機規(guī)模為59.3 MW，滿足園區(qū)內(nèi)約119.6萬m2的公共建筑供冷需求?？平坛?號能源站選址位于YK02-03-14地塊，總建筑面積為8 182.96 m2（地上建筑面積為454.80 m2，地下建筑面積為7 728.16 m2），冷卻塔設置于YK02-03-14地塊綠地上面，供冷裝機規(guī)模為70.3 MW，滿足園區(qū)內(nèi)約165.3萬m2的公共建筑供冷需求，科技城片區(qū)能源站總供冷裝機規(guī)模為129.6 MW，園區(qū)總供冷面積約284.9萬m2。外管網(wǎng)施工是該工程的重要內(nèi)容，必須保證施工質量和效率，保證集中供冷整體效果，下面將對相關技術要點進行闡述，為后續(xù)工程施工提供一定的參考。

3 公共建筑集中供冷外管網(wǎng)施工技術

3.1 材料控制

材料質量直接決定著施工質量，所以，要嚴格控制材料選型和質量管理，從源頭上減少供冷管網(wǎng)施工隱患。本項目采用高密度聚乙烯聚氨酯預制保溫管材，不但具有良好的施工性能，而且可以保證供冷系統(tǒng)的保溫效果，在螺旋鋼管或無縫鋼管外部套上高密度聚乙烯保護套，鋼管兩端需要預留約15 cm，以方便管道焊接作業(yè)，使用澆筑機澆筑聚氨酯保溫層，將保護套管和鋼管有效結合在一起，使之成為一個整體。加強材料質量檢驗，保證各項性能能夠滿足設計要求，在材料運輸過程和裝卸堆放過程中，要做好保溫層的保護工作，在最底部設置軟墊加墊木，在每層鋼管間只需設置軟墊即可，在吊裝過程中，可以將專用鉤夾塞在管子兩端口內(nèi)，然后通過鉤夾上的鋼絲繩進行吊裝作業(yè)，為了起到更好的保護作用，可以將膠管套在鋼絲繩上，這樣可以避免保溫鋼管被鋼絲繩傷害，除此之外，還要做好管口和保溫層結構的保護，不能出現(xiàn)撬、碰、摔等問題[1]。

3.2 測量放線

正式施工前，應聯(lián)合相關單位做好圖紙會審工作，本項目實施過程中充分引入了BIM技術，在深化設計、碰撞檢測、施工模擬等環(huán)節(jié)均發(fā)揮了關鍵作用，這樣可以有效減少施工過程中的設計變更問題。首先，組織相關單位，開展現(xiàn)場技術交底，為了保證測量放線的準確性，由設計單位現(xiàn)場確定交接樁，辦理相關交接手續(xù)，并采取一定的加固保護措施，設置醒目標識。按照精度等級要求，使用全站儀、水準儀等相關儀器設備，在合適的時間開展復測工作，整理、儲存相關成果數(shù)據(jù)。根據(jù)施工現(xiàn)場要求，對導線控制點和水準點進行加密處理，加密導線點應盡可能和原導線點形成等邊三角形，減少影響測量精度的不利因素，加密水準點應設置在附近建筑物上，以便于觀測，按照測量數(shù)據(jù)，繪制導線點和水準點布置圖，使用不同顏色、不同代號加以區(qū)分。在施工過程中，為了防止樁位變動，要定期進行復核測量，避免出現(xiàn)較大誤差，按照設計圖的坐標對管線和相關構筑物進行放樣，嚴格遵守不同人員測量、不同方法測量、不同人員計算的原則，進行施工測量復核，做好縱橫方向的符合性檢查，在管線放樣位置撒白灰，如果管線需要穿越地下構筑物或其他隱蔽工程，那么要在交叉范圍兩端做顯著標志，以指導管工開挖施工的順利進行。

3.3 管溝開挖

管溝開挖前，應做好清理工作，將開挖面表面的障礙物清理干凈，并且準確掌握地下情況，如果遇到地下管線、電纜等設施，要及時做好避讓方案，嚴格按照設計要求做好排水措施，控制排水坡度。如有必要，可以設置臨時性排水溝。根據(jù)土質、地形、管徑、管數(shù)、埋設深度等確定管溝形式和尺寸，以埋設兩根管為例，通常情況下，管溝底部的寬度等于兩倍的保溫管外徑+55 cm，其中，55 cm包含兩管間距以及管與溝之間的空隙，如果管徑小于50 cm，管溝深度等于保溫管外徑+85 cm；如果管徑大于50 cm，那么管溝深度等于保溫管外徑+95 cm，所加數(shù)據(jù)為底部墊層、上部回填層以及素土夯實的厚度之和，比如，埋設兩根外管徑為60 cm的管道，需要開挖的管溝寬度為2×60+55=175 cm，管溝深度為60+95=155 cm[2]。

采用機械加人工組合開挖的方式進行施工，加強現(xiàn)場施工人員的技術交底和教育培訓工作，保證所有人員綜合素質能夠滿足施工要求，嚴格按照要求進行持證作業(yè)，所有進場機械設備必須經(jīng)過全面檢查后才能入場施工，并實施定機、定崗、定人的管理方式，保證機械設備保持良好的運行狀態(tài)，通過斗式挖溝機挖到距設計標高約20 cm的位置，然后由人工配合挖土清底，防止出現(xiàn)超挖問題，在遇到地下構筑物或隱蔽工程時，要采取人工挖溝的方式，避免產(chǎn)生破壞。為了保證施工過程的安全性和穩(wěn)定性，嚴格按照設計圖放坡，按工藝要求及時修坡，防止出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，管溝開挖的泥土不能堆在管溝兩側，堆土距離管溝應超過50 cm，將施工方便的一側留出作為管道組裝工作面使用。管溝開挖過程中，需要加強現(xiàn)場管理，安排專人指揮協(xié)調機械和人工作業(yè)，做好安全檢查工作，尤其是邊坡的穩(wěn)定性，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，如果局部邊坡位移較大，應立即停止施工，采取有效加固作業(yè)后再繼續(xù)開挖，為了防止相鄰建筑物、構筑物、管線、道路等出現(xiàn)變形、下沉問題，也要加強位移和沉降觀測，夜間施工時，科學安排施工工序，配備足夠的照明設施，設置相關警示提示標志。每段管溝開挖到設計標高后，要及時進行驗槽工作，使用相關儀器設備，檢驗誤差是否在允許范圍之內(nèi)，如果遇到與勘察設計不吻合的不良基底土質，應會同相關單位協(xié)商解決，采取相應的基底處理措施，然后完成夯實找平后，鋪設中粗砂作為墊層，當管徑小于50 cm時，墊寬厚度控制在約20 cm；當管徑大于50 cm時，墊層厚度控制在約30 cm。

3.4 管道敷設

管道運到施工現(xiàn)場后，根據(jù)現(xiàn)場條件、技術水平、管徑大小等多方面因素，采用吊車、人工等多種方式，將管道沿著管溝邊鋪放，架在預先找平的枕木上，做好管道清掃工作，將表面和內(nèi)部雜物清除干凈，然后才能進行管道組裝連接工作。本項目集中供冷管網(wǎng)工程采用焊接的方式進行施工，首先，要做好銼口、對口工作，兩根管道的中心線應在同一軸線上，兩端接口要整齊吻合、間隙一致，為了保證焊接效果，必須做好材料和技術準備，嚴格檢查焊條的焊接性能，必須和母材相匹配，而且焊縫的強度要超過母材，同時，焊接作業(yè)人員必須經(jīng)培訓合格后持證上崗，減少由于人為因素導致的質量隱患。管溝邊的管道焊接作業(yè)需要按照現(xiàn)場條件、管徑大小確定焊接管道長度。組裝好的管段要整體吊裝下溝，在正式下溝前，需要將管溝內(nèi)的雜物清理干凈，然后通過吊裝機械或者采用自制龍門架，直接把管道吊放在墊層上，起吊過程中，需要使用專用吊具，從管道一端約每隔15～20 m設置1個吊點，加強吊裝過程控制，相關操作人員、指揮人員必須經(jīng)培訓合格后持證上崗，保證起吊過程的安全、平穩(wěn)、準確。在管溝對口焊接時，不能轉動管段，所以，要在下部仰焊，需要提前預留施工空間，以方便焊工操作，對于已經(jīng)焊接好的管段，在下班前，需要使用臨時盲板對管口兩端進行封堵，避免管內(nèi)進入雜物。

在管道組裝敷設完成后，由于現(xiàn)場條件的限制，不能在回填前進行大面積施壓，難以評價和掌握管道焊接質量，如果后期出現(xiàn)問題，會大大增加返工工作量。采用著色檢驗法的無損探傷方式，可以有效檢驗焊接口質量，檢驗比率達到百分之百，及時發(fā)現(xiàn)不合格焊縫，并采取重焊措施進行補救，只有達到檢查合格后，才能進行防腐和保溫處理工作[3]。

3.5 管溝回填

在正式回填前，組織相關單位進行管線檢查，管溝內(nèi)不得出現(xiàn)積水，管道不得有懸空問題，防護層不得出現(xiàn)破損，管溝回填時，不得使用凍土、大硬塊以及有機物豐富的土壤，在管線周圍和管頂15 cm范圍內(nèi)，需要使用細砂，通過人工回填的方式分層夯實，避免出現(xiàn)管道移位現(xiàn)象，保證當日回填、當日夯實，在回填細沙上方，使用無垃圾雜物的清潔素土進行夯實，此部分施工雖然可以采用機械設備，但是要避免機械在管溝上方行走，在回填土的上方應留有30 cm的沉降余量，這樣可以有效減少后期的不均勻沉降，回填過程中，要注意不能讓碎磚、石塊等物體損傷管道保溫層，不能影響最終的保溫效果。

3.6 試壓和沖洗

在集中供冷管網(wǎng)安裝完成后，需要對整個管網(wǎng)進行水壓測試，主要分兩個步驟進行試壓，第1步要做好分段試壓，第2步進行系統(tǒng)整體試驗，根據(jù)管網(wǎng)設計工作壓力，將管段或管網(wǎng)壓力升到試驗壓力，維持10 min后，倘若試驗壓力的下降幅度不超過20 kPa，則可以判定所檢查的管道沿線試壓合格。除了試壓工作，在管網(wǎng)投入運行前，還需要對整個系統(tǒng)進行沖洗，將管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的雜物沖洗干凈，該工作同樣要分為分段沖洗和系統(tǒng)沖洗兩個步驟，沖洗前，要將所有設備的進出口閥門關閉，管道的末端需要設置沖洗旁通環(huán)路，這樣可以有效防止沖洗過程中產(chǎn)生的雜質臟水堵塞管道末端設備，將系統(tǒng)灌滿水后，開啟沖洗循環(huán)水泵，一邊補水，一邊在最低位置放水，能夠在最低位置直接將部分雜質排出，沖洗過程中，需要密切關注沖洗循環(huán)水泵入口端過濾器兩端的壓差，如果壓差大于一定數(shù)值，需要及時停止工作，清洗過濾器，然后再繼續(xù)沖洗，循環(huán)往復多次后，等到?jīng)_洗排水中不再含有雜物而且水色不渾濁，可以判斷為沖洗合格，從而完成整個管網(wǎng)施工工作。為了保證管道的安全穩(wěn)定運行，可以在敷設管線沿線設置標志樁，在直線段大概每隔200～300 m設置1個，在每個轉彎拐角處設置1個，這樣可以有效防止其他工程施工誤傷集中供冷系統(tǒng)外管網(wǎng)，并為后期的長期運行管理提供便利[4]。

4 結語

綜上所述，集中供暖是我國北方城市采用的主要冬季取暖方式，而集中供冷依然處于探索階段，在部分區(qū)域內(nèi)有所應用，與集中供暖相同，集中供冷同樣具有集約用地、高效節(jié)能、科學管控等優(yōu)點，比較適合在城市公共建筑內(nèi)推廣運用，可以有效減少公共建筑溫度調節(jié)能耗。本文首先介紹了三亞崖州灣深?？萍汲侵腔劬C合能源服務項目的基本情況，然后從供冷系統(tǒng)外管網(wǎng)施工的角度出發(fā)，對關鍵施工技術要點進行了強調，保證了最終的實施效果，實現(xiàn)了良好的綜合效益。