運營線路地鐵風(fēng)管改造工程的施工要點分析

周慶昌

（北京城建安裝集團(tuán)有限公司，北京 100000）

1 風(fēng)管支撐體系的穩(wěn)固性

為了確保風(fēng)管改造后的運營安全，同時盡可能降低改造費用，需要對原有鋁箔復(fù)合酚醛風(fēng)管的吊點膨脹螺栓做100%的檢查，以確定哪些可以繼續(xù)使用。不可回避的是：如何確認(rèn)原有的膨脹螺栓是否合格？是否有更好的螺栓緊固和吊架方案？為此，項目團(tuán)隊與北京交通大學(xué)土建學(xué)院組成聯(lián)合項目組通過試驗展開了研究，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)確定了風(fēng)管的支撐體系。

1.1 風(fēng)管支撐體系穩(wěn)固性的試驗

為了能夠客觀地反映現(xiàn)場風(fēng)管吊架的安裝情況，使試驗盡量與現(xiàn)場情況接近或吻合，項目組設(shè)計并加工了吊架加載裝置，利用力學(xué)實驗室對常用的4 種風(fēng)管吊架方案進(jìn)行了200萬次（設(shè)定運行20 年，每日運行16 h，發(fā)車間隔為4 min，軌頂風(fēng)管累計經(jīng)受活塞風(fēng)約200 萬次）、頻率為5 Hz 的疲勞試驗、擴(kuò)底錨栓與膨脹螺栓的拉拔試驗。疲勞試驗過程中，監(jiān)測吊桿和地腳螺栓的預(yù)警力變化及動態(tài)應(yīng)力，然后在荷載循環(huán)累計次數(shù)達(dá)到200 萬次后停機(jī)進(jìn)行靜力加載（拉拔）試驗。

試驗結(jié)果表明，按照金屬構(gòu)件疲勞試驗的相關(guān)規(guī)范，在循環(huán)加載200 萬次、頻率為5 Hz 的條件下，4 種吊架形式都能承受風(fēng)管的荷載。但試驗過程中發(fā)現(xiàn)，以角鋼-螺栓與混凝土連接固定的吊架比較適宜，以槽鋼-螺栓與混凝土連接固定的吊架振動比較明顯。

在拉拔試驗中，普通膨脹螺栓先于吊架發(fā)生失效，吊架先于切底螺栓發(fā)生失效；使用槽鋼與混凝土連接的吊架，其槽鋼的變形程度高于角鋼支架的變形程度；圓鋼與角鋼焊接的強度高于螺栓螺紋連接的強度；另外，通過在實際操作過程中使用力矩扳手進(jìn)行測試，螺栓的預(yù)緊力矩控制在40～43 N·m能滿足要求[1]。

1.2 風(fēng)管支撐體系的確定

結(jié)合研究結(jié)果，確定了風(fēng)管吊架的設(shè)置原則：

1）風(fēng)管支吊架間距為1 500 mm，每隔3 個普通吊架安裝1 個固定防晃托架；

2）普通吊架吊桿選用φ10 mm 規(guī)格的圓鋼或φ12 mm 通絲，橫擔(dān)采用6.3#槽鋼；

3）固定防晃托架吊桿、板、斜支撐用∠50 mm×5 mm 角鋼，橫擔(dān)采用6.3#槽鋼；固定防晃托架斜支撐垂直于風(fēng)道，在安裝空間不足時，可采用與軌道平行安裝。軌行區(qū)風(fēng)管固定防晃支架安裝圖如圖1 所示。

圖1 軌行區(qū)風(fēng)管固定防晃支架安裝圖

普通吊架、固定防晃托架與結(jié)構(gòu)之間均采用切底螺栓連接。軌行區(qū)風(fēng)管普通支架安裝圖如圖2 所示。

圖2 軌行區(qū)風(fēng)管普通支架安裝圖

2 地鐵現(xiàn)狀運營條件的防護(hù)

2.1 施工前既有設(shè)備防護(hù)

由于是在運營線路的車站內(nèi)進(jìn)行改造施工，物料運輸、人員通行等都可能會給車站的既有設(shè)備造成損傷，或者對其現(xiàn)有功能造成影響，任何一個現(xiàn)有運營條件的變化都有可能影響隨后的地鐵列車運行時安全。故此對車站既有設(shè)備進(jìn)行有效防護(hù)至關(guān)重要[2]。

2.1.1 閘機(jī)防護(hù)

施工人員搬運較大的物品經(jīng)過閘機(jī)時，應(yīng)將物品高舉過閘機(jī)，較大的物品不得從閘機(jī)中間穿過。每天進(jìn)行施工搬運前，應(yīng)對運輸通道附近的閘機(jī)采取加裝陽光板罩等措施，防止閘機(jī)被物體劃傷。

2.1.2 監(jiān)控探頭的防護(hù)

由于每日行車時司機(jī)需要觀察監(jiān)控探頭所顯示的畫面，在施工涉及監(jiān)控探頭區(qū)域或吊頂拆除產(chǎn)生的灰塵可能對探頭造成污染時，應(yīng)采用塑料薄膜包覆監(jiān)控探頭，為了防止監(jiān)控探頭角度變化后無法準(zhǔn)確復(fù)位，在包覆前采用可擦式記號筆在連接軸處做好標(biāo)記。

2.1.3 導(dǎo)向標(biāo)識的防護(hù)

每日作業(yè)前，先用陽光板折成與導(dǎo)向標(biāo)示大小一致的防護(hù)框架保護(hù)起來，并用膠帶固定。當(dāng)日施工完成后將防護(hù)框架拆除。

2.1.4 廣播的改移及防護(hù)

可將位于風(fēng)管正下方的廣播移位至未拆除的吊頂板邊緣，并牢固地固定在吊頂龍骨上，防止其掉落傷人。移位時如果出現(xiàn)線纜長度不夠，正負(fù)線不能混亂，接頭要做好絕緣處理。

2.1.5 煙感探頭

如果拆除吊頂區(qū)域有煙感探頭，可將位于風(fēng)管正下方的煙感探頭移位至未拆除的吊頂板邊緣，并牢固地固定在吊頂龍骨上。施工過程中做好降塵工作，如由于現(xiàn)場灰塵造成警報，及時聯(lián)系綜控室消除警報。

2.1.6 電視防護(hù)

為防止施工期間的粉塵對電視屏幕及機(jī)體造成污染，采用陽光板按電視機(jī)大小和形狀折成成品，每天施工前套在電視機(jī)上。

2.1.7 安全門防護(hù)

采用“掛板”形式進(jìn)行防護(hù)，站臺層施工時，將“掛板”由站臺側(cè)掛于安全門上，靠近安全門一側(cè)木板上滿鋪橡塑保溫棉（有橡塑保溫板面沖屏蔽門側(cè)）。

2.2 其他運營條件的防護(hù)

由于大部分施工位置處在站臺、隧道軌行區(qū)、站臺?？寇壭袇^(qū)，所以，晚間安裝完成的項目和施工場地在撤場后不得留有任何安全隱患，如缺托、吊架或托、吊架螺栓未擰緊到位、新裝風(fēng)管端部懸挑過長、風(fēng)管法蘭螺栓缺失或未擰緊。安裝完成的成品設(shè)備留置任何材料、工具、散件物料等，這些不安全因素都有可能影響隨后的地鐵列車運行安全。故此在完工撤場之前，要配合地鐵運營配合人員進(jìn)行全面的檢查，形成施工安全制度。

3 作業(yè)條件的改進(jìn)

由于地鐵白天正常運營，工程安裝調(diào)試只能在地鐵夜間（22：00～次日凌晨4：00）停運期間開展工作，等辦好繁雜的手續(xù)進(jìn)入現(xiàn)場后，真正的工作時間只有2～3 h。

如果采用普通的組裝操作平臺，完成搭設(shè)需用時20～30 min，而且移動時還得先拆除然后再搭設(shè)，這就使得整個晚上只能完成腳手架的搭設(shè)工作，沒有時間完成施工改造任務(wù)，所以，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，在自制軌道車上設(shè)置腳手架，而且腳手架可分片加工，這樣組裝起來比較快。項目組對施工中使用的操作平臺進(jìn)行了創(chuàng)新改造。經(jīng)過多次的試驗改正最終形成重量輕、組裝拆卸時間短、體積小的快速拆裝軌道車操作平臺。

具體方法是：在自制軌道車上四角焊接1 根DN50 mm 鋼管，高度約為500 mm。然后按照4 根立柱的間距制作上部腳手架組片，每片高為2 m，安裝時高度不夠可以在其上再加一層，直至需要高度為止。本工程每個站制作8 套有自制軌道車的腳手架。這種軌道車的優(yōu)點是移動自如，拆卸方便，而且可以長距離移動。

工程正式開工前，在項目基地根據(jù)站臺軌行區(qū)的條件搭設(shè)了模擬現(xiàn)場，對作業(yè)隊伍進(jìn)行了分工，快速拆裝軌道車操作平臺由專人進(jìn)行搭設(shè)及移動操作，并進(jìn)行了長時間的操作訓(xùn)練，熟練操作的工人方能進(jìn)入施工現(xiàn)場作業(yè)，經(jīng)過試驗和施工中的實用“快速拆裝軌道車操作平臺”能夠在10 min 內(nèi)組裝完成，移動到下一工作地點并完成固定僅需要6 min，當(dāng)日施工任務(wù)完成后在15 min 內(nèi)能完成拆除清運工作。

4 組合吊裝

4.1 人員培訓(xùn)與組織

由于地鐵改造項目的特殊性，參施人員必須盡可能地充分發(fā)揮作用，避免因無功動作降低施工效率，縮短工序用時、快速有效地進(jìn)行風(fēng)管安裝是完成施工任務(wù)的關(guān)鍵，于是項目組模擬施工條件，組織技術(shù)工人進(jìn)行作業(yè)演練，減少不必要的施工動作，將進(jìn)場、施工、撤場每個程序細(xì)化成作業(yè)指導(dǎo)書，整個工序穩(wěn)定后由生產(chǎn)部門、技術(shù)人員對工人按照作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行培訓(xùn)，讓每一個作業(yè)人員明白自己所擔(dān)負(fù)的工作，達(dá)到規(guī)定作業(yè)用時的熟練工人才能進(jìn)行參與正式施工操作。

4.2 測量放線與設(shè)置吊點

先使用可以移動的快速拆裝軌道車操作平臺進(jìn)行測量放線，測量放線首先放出站臺軌行區(qū)上部排風(fēng)兼排煙風(fēng)管的內(nèi)側(cè)邊線，然后放出外側(cè)邊線。

當(dāng)?shù)跫苤吸c確定后開始用電錘鉆孔。孔徑要求為φ14 mm，孔深必須確保膨脹螺栓的螺桿有80 mm 被固定在真正的結(jié)構(gòu)層內(nèi)。打孔前用鋼筋探測儀測定混凝土內(nèi)鋼筋的位置及深度，在沒有鋼筋處做紅色標(biāo)記。用電錘打孔的操作員必須對準(zhǔn)紅色標(biāo)記處進(jìn)行打孔，不得隨意用電錘在墻上、樓板上打孔，以防傷及墻內(nèi)或頂板內(nèi)的鋼筋、穿線管、電源線、信號線等。

4.3 風(fēng)管組裝及吊裝

由于軌行區(qū)上方的風(fēng)管安裝必須在供電軌停電后方可進(jìn)行，而且地鐵10 號線1 期各站均設(shè)有安全門，考慮到施工時間較短，為了提高功效，加快安裝速度，可使工序提前交叉進(jìn)入準(zhǔn)備階段，即施工人員必須在白天將當(dāng)日晚間待吊裝的排煙風(fēng)管以及相應(yīng)數(shù)量的配件如數(shù)提前裝車，然后用運輸車在晚間23 時前運至安裝所在站的進(jìn)出口處。在末班車停運后，在施工區(qū)域的屏蔽門前鋪設(shè)地毯，將風(fēng)管及其配件運至站廳或站臺放置于地毯上，將風(fēng)管兩兩連接。在連接風(fēng)管的同時進(jìn)行安全門站臺側(cè)的防護(hù)，并將風(fēng)管安裝軌道車操作平臺、風(fēng)管拼裝平臺運至施工區(qū)域安全門前。

等到三軌全線停電的廣播通知且地鐵值班人員發(fā)令可以下隧道時，施工人員開始在軌道上組裝2 臺施工用的“自制快速拆裝軌道車操作平臺”，組裝完成后，分別推置于待裝風(fēng)管部位的兩端待命。

2 組軌道車操作平臺中間放置3 臺風(fēng)管拼裝平臺，平臺上鋪設(shè)地毯，防止劃傷風(fēng)管。拼裝平臺就位后，采用人力將兩兩拼接好的風(fēng)管放置在平臺上，然后推動拼裝平臺，進(jìn)行剩余管口的拼裝作業(yè)。

在進(jìn)行風(fēng)管拼裝的同時，安排待安裝部位頂板上約12 m區(qū)域端部1.5 m 處用電錘打孔，安裝4 個M16 膨脹螺栓作為起吊固定點，固定點上各安裝一塊加工預(yù)制好的∠100 mm×10 mm 的角鋼吊耳。吊耳上各掛一個2～3 t 的倒鏈作為起重排煙風(fēng)管的起重器。

一切就緒，工長對施工人員開始重新安排工作，并講解吊裝中的注意事項，然后各就各位進(jìn)行起吊。起吊至吊桿橫擔(dān)之上50～100 mm 高度時，停止起吊，將操作平臺移至起吊后的風(fēng)管底部，開始安裝吊架橫擔(dān)，待吊架橫擔(dān)全部安裝好后，調(diào)整風(fēng)管位置，對正前期安裝好的風(fēng)管，開始連接螺栓，一切就緒后開始取下倒鏈進(jìn)行下一組風(fēng)管的吊裝。按照上述的工序安排，在每晚2.3 h 的有效施工時間內(nèi)，一次吊裝10 節(jié)風(fēng)管，能夠完成2 次吊裝作業(yè)。

5 結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)施工涵蓋的內(nèi)容非常廣泛，以上是筆者對北京地鐵10 號線一期風(fēng)管改造工程總結(jié)的幾點施工要點，當(dāng)然還有許多沒有提到的施工技術(shù)要點也是非常重要的。暖通空調(diào)系統(tǒng)施工是當(dāng)前建筑工程施工中的一項重要內(nèi)容，在施工過程中難免會存在一定的問題。加強暖通工程各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制各項施工要點，切實提升暖通工程的施工質(zhì)量是暖通專業(yè)技術(shù)人員共同努力的目標(biāo)。