公用工程管廊鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)總結(jié)

白 濤 盛祥來(lái)

中國(guó)化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 河南開(kāi)封 475002

1 工程概況

RAPID 項(xiàng)目位于馬來(lái)西亞柔佛州，是馬來(lái)西亞國(guó)家石油公司建設(shè)的一個(gè)煉油石化綜合一體化項(xiàng)目，旨在滿足馬來(lái)西亞國(guó)內(nèi)和亞洲的能源和化學(xué)品需求。RAPID 項(xiàng)目公共管廊位于803 區(qū)域，管廊鋼結(jié)構(gòu)總重約9852t，共計(jì)128 個(gè)鋼結(jié)構(gòu)模塊，其中過(guò)路管橋模塊21 個(gè)。模塊M061 為最大模塊，重285.3t，長(zhǎng)39m、寬18m、高23.34m，共8 層。本工程管廊鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均在制造廠完成制作和除銹防腐工作，所有鋼結(jié)構(gòu)連接方式均為高強(qiáng)鍍鋅螺栓連接。公共管廊鋼結(jié)構(gòu)模塊平面布置見(jiàn)圖1。

圖1 公共管廊鋼結(jié)構(gòu)模塊平面布置圖

2 施工工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于本項(xiàng)目公共管廊區(qū)域無(wú)其他設(shè)備或裝置結(jié)構(gòu)，場(chǎng)地開(kāi)闊，且施工道路通暢，適宜采用整體安裝與逐件安裝相結(jié)合的鋼結(jié)構(gòu)管廊安裝工藝，既提高了施工機(jī)械的利用率，又有效減少了高空作業(yè)，可安全快捷地進(jìn)行管廊鋼結(jié)構(gòu)安裝工作。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)模塊安裝

鋼結(jié)構(gòu)安裝采用升降車(chē)配合起重吊車(chē)逐件安裝的施工方法，避免腳手架的搭設(shè)和拆除工作，既快捷又安全。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整安裝次序，合理安排柱子、主梁、次梁及斜撐的安裝順序，避免出現(xiàn)升降車(chē)無(wú)法安裝連接螺栓的情況。一般采用自上而下、由內(nèi)而外的安裝順序。鋼結(jié)構(gòu)模塊逐件安裝如圖2 所示。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)模塊逐件安裝

2.2 過(guò)路管橋安裝

過(guò)路管橋采用分層安裝或整體安裝方法。施工時(shí)，根據(jù)管橋安裝高度和整體重量，靈活選取適當(dāng)?shù)陌惭b方法：

（1）過(guò)路管橋安裝標(biāo)高較低且整體重量不大時(shí)，選用整體安裝方法（圖3）；

圖3 過(guò)路管橋整體安裝

（2）過(guò)路管橋安裝標(biāo)高較高或整體重量較大時(shí)，選用分層安裝方法（圖4）。

圖4 過(guò)路管橋分層安裝

2.3 人力、機(jī)具配置

鋼結(jié)構(gòu)安裝人員、機(jī)具配置，按現(xiàn)場(chǎng)施工任務(wù)飽滿程度、人員和機(jī)具到場(chǎng)情況分為以下2 種配置形式：

（1）1 臺(tái)50t 或25t 汽車(chē)吊、2 臺(tái)升降車(chē)、1 個(gè)工頭、2個(gè)鉚工、2 個(gè)起重工和2 個(gè)起重幫工。

（2）1 臺(tái)50t 或25t 汽車(chē)吊、1 臺(tái)升降車(chē)、1 個(gè)工頭、1個(gè)鉚工、1 個(gè)起重工和2 個(gè)起重幫工。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 人員動(dòng)遷

施工人員要至少提前3 個(gè)月準(zhǔn)備護(hù)照、簽證辦理等相關(guān)工作。施工前期，綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)場(chǎng)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)交接等現(xiàn)場(chǎng)條件，施工人員分批動(dòng)遷，盡量避免人員窩工。

3.2 人員培訓(xùn)

3.2.1 入場(chǎng)前培訓(xùn)

施工人員進(jìn)駐馬來(lái)西亞后，及時(shí)辦理CIDB 培訓(xùn)，待取得CIDB 卡后方可辦理相關(guān)PMC 入場(chǎng)培訓(xùn)，包括PMC、PTW、STA 和Working at height 等技能培訓(xùn)課程。

起重工、起重幫工、電焊工等特殊工種要專(zhuān)業(yè)考試合格后方能取證。

3.2.2 入場(chǎng)培訓(xùn)

施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)要進(jìn)行入場(chǎng)培訓(xùn)，包括安全培訓(xùn)，施工培訓(xùn)等；遵守現(xiàn)場(chǎng)施工零容忍制度，文明施工，安全第一。

施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)要穿戴完整合格的PPE，包括勞保鞋、安全帽、防護(hù)眼鏡和工作服。

3.3 施工機(jī)具和人員配置

3.3.1 機(jī)具準(zhǔn)備

鋼結(jié)構(gòu)安裝主要施工機(jī)具包括25t 汽車(chē)吊、50t 汽車(chē)吊、50t/ 100t 履帶吊車(chē)、升降車(chē)（主臂長(zhǎng)24m 或32m）、小型發(fā)電機(jī)（2～5kW- 240V）、電動(dòng)扳手、灌漿攪拌器，以及吊帶、卡環(huán)、棘輪扳手和敲擊扳手等。

所有工機(jī)具都必須附帶出廠合格證，并提前向業(yè)主或管理公司安全部門(mén)報(bào)驗(yàn)合格，張貼檢驗(yàn)合格證后方能投入使用。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)安裝高度、鋼結(jié)構(gòu)單件最大重量及現(xiàn)場(chǎng)地面情況，合理選擇吊車(chē)及升降車(chē)型號(hào)，盡量節(jié)約施工成本，避免資源浪費(fèi)。

3.3.2 人員配置

每個(gè)施工班組中至少有1 人通過(guò)交通指揮培訓(xùn)（Flagman），至少有2～3 人通過(guò)升降車(chē)培訓(xùn)（升降車(chē)廠家派人現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)），每臺(tái)升降車(chē)上限站2 人：1 個(gè)鉚工、1 個(gè)起重工或起重幫工。起重工或起重幫工在從事吊裝作業(yè)時(shí)，要穿戴起重馬甲；交通指揮員（Flagman）在指揮交通時(shí)要穿戴交通指揮馬甲，并配一對(duì)紅綠指揮旗。

每個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工班組至少要有2～3 人經(jīng)過(guò)升降車(chē)操作培訓(xùn)，取得合格證明后，方可進(jìn)行升降車(chē)操作。由于升降車(chē)容易出故障，施工時(shí)每個(gè)施工班組最好配備2 臺(tái)升降車(chē)，這樣若1 臺(tái)升降車(chē)出故障時(shí)，不至于出現(xiàn)吊車(chē)和人員閑置情況。

由于馬來(lái)西亞人口稀少，且當(dāng)?shù)厝松钇毡楸容^安逸，很難做到按時(shí)上下班。對(duì)于吊車(chē)司機(jī)、板車(chē)司機(jī)及起重工等重要職位，要考慮儲(chǔ)備部分國(guó)內(nèi)員工，以免出現(xiàn)緊急情況時(shí)無(wú)人可用，導(dǎo)致人員、機(jī)具大面積窩工。

3.4 材料倉(cāng)庫(kù)及休息棚搭設(shè)

3.4.1 材料倉(cāng)庫(kù)

項(xiàng)目部應(yīng)建立臨時(shí)材料倉(cāng)庫(kù)，以便鋼結(jié)構(gòu)材料中轉(zhuǎn)。由于當(dāng)?shù)貧夂蚨嘤?，倉(cāng)庫(kù)應(yīng)做好排水措施，道路鋪設(shè)碎石并壓實(shí)，保證雨后能及時(shí)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)材料。

3.4.2 休息棚

在結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)選擇適當(dāng)位置搭建臨時(shí)休息棚（6m×6m），休息棚位置應(yīng)征得業(yè)主或管理公司現(xiàn)場(chǎng)施工主管的同意。每個(gè)休息棚可容納20 人同時(shí)休息。每個(gè)休息區(qū)根據(jù)施工人員的多少設(shè)置1 個(gè)或多個(gè)休息棚。每個(gè)休息區(qū)應(yīng)設(shè)置1 個(gè)避雷針，休息棚周?chē)鷳?yīng)使用腳手架搭設(shè)硬維護(hù)，并設(shè)置紅白警示路障；休息棚內(nèi)應(yīng)配備飲水機(jī)、洗眼器、急救藥箱、滅火器和雷電報(bào)警器等；休息棚內(nèi)需放置適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)易桌椅，以便施工人員休息及辦公；還應(yīng)設(shè)置張貼板，方便PTW、STA、JSA、安全規(guī)定等文件的放置。

3.5 施工場(chǎng)地平整

由于馬來(lái)西亞天氣多雨，故施工現(xiàn)場(chǎng)吊車(chē)及升降車(chē)活動(dòng)區(qū)域需鋪設(shè)碎石，并使用壓路機(jī)壓實(shí)。

4 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)施工程序示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 鋼結(jié)構(gòu)施工程序示意圖

4.1 材料接收及發(fā)放

鋼結(jié)構(gòu)材料入庫(kù)、出庫(kù)要設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)，做好臺(tái)賬；結(jié)構(gòu)材料入庫(kù)時(shí)要按模塊分開(kāi)放置，避免出庫(kù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤；螺栓、連接板等小部件要按模塊、按圖紙分批發(fā)放，避免錯(cuò)裝、丟失或浪費(fèi)。

4.2 構(gòu)件制作錯(cuò)誤或損壞的報(bào)告及修改

鋼結(jié)構(gòu)模塊材料拆封時(shí)，要提前1d 通知業(yè)主或制作廠家現(xiàn)場(chǎng)代表，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損或與圖紙尺寸不符的，要及時(shí)拍照并以書(shū)面形式向業(yè)主報(bào)告，讓業(yè)主及時(shí)給出處理方案，以免影響施工進(jìn)度。合同外工作量要做好施工記錄，最好將各施工要點(diǎn)拍照存檔，并及時(shí)做好簽證索賠工作。

4.3 小型工機(jī)具發(fā)放及回收

吊帶、卡環(huán)、棘輪扳手、電動(dòng)扳手和小型發(fā)電機(jī)等小型工機(jī)具要按材料計(jì)劃單發(fā)放，并做好發(fā)放記錄。這樣可盡量避免已提過(guò)材料計(jì)劃單的人員，在領(lǐng)取時(shí)無(wú)物可領(lǐng)的情況。對(duì)于沒(méi)有材料計(jì)劃單而又急需領(lǐng)取的工具，要經(jīng)過(guò)施工經(jīng)理審批后方能發(fā)放。

4.4 基礎(chǔ)復(fù)測(cè)及基礎(chǔ)壓漿

基礎(chǔ)交接前，要認(rèn)真復(fù)查基礎(chǔ)地腳螺栓標(biāo)高、相對(duì)位置、基礎(chǔ)間距、抗剪槽形狀及深度，以及地腳螺栓螺母、墊片等是否與施工圖紙相符。若不相符，修復(fù)后再進(jìn)行基礎(chǔ)交接。

本工程鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)找平采用壓漿法施工，即在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上方使用灌漿料制作一個(gè)150mm×150mm 的墩子，然后在墩子上放置一塊100mm×100mm×10mm 的墊鐵，使用水平尺找平，并使用水準(zhǔn)儀測(cè)墊鐵上表面標(biāo)高，使其滿足結(jié)構(gòu)安裝要求。

根據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式的不同分為2 種壓漿方式，即一般基礎(chǔ)壓漿（圖6）和抗剪槽基礎(chǔ)壓漿（圖7）。

圖6 一般基礎(chǔ)壓漿

圖7 抗剪槽基礎(chǔ)壓漿

要至少提前3d 完成基礎(chǔ)壓漿工作。壓漿后，使用麻包片或破布覆蓋1～2d，間隔2h 澆水一次，以免天氣過(guò)熱致使壓漿塊開(kāi)裂。壓漿工作要由資深鉚工來(lái)完成，避免返工影響安裝進(jìn)度。

4.5 鋼結(jié)構(gòu)安裝

鋼結(jié)構(gòu)安裝采用逐件安裝的方法，主要安裝順序?yàn)椋褐印髁骸瘟骸睋巍？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整安裝順序。由于鋼結(jié)構(gòu)安裝要使用升降車(chē)安裝并緊固構(gòu)件間的連接螺栓，所以安裝時(shí)要考慮升降車(chē)的工作空間問(wèn)題，合理安排柱子、主梁、次梁及斜撐的安裝順序，避免出現(xiàn)升降車(chē)無(wú)法安裝連接螺栓的情況。一般采用自上而下、由內(nèi)而外的安裝順序。

鋼結(jié)構(gòu)主梁安裝時(shí)，在不影響后續(xù)施工的情況下，要考慮優(yōu)先安裝兩端帶縱向連接板的主梁，然后再安裝其他類(lèi)型的橫梁，這樣可適當(dāng)降低安裝難度。

4.6 過(guò)路管橋安裝

過(guò)路管橋安裝可分為以下兩種方法，即分層安裝和整體安裝。過(guò)路管橋安裝時(shí)，需封閉下方道路，安裝時(shí)需提前1 周向業(yè)主或管理公司提交封路申請(qǐng)。

（1）分層安裝：過(guò)路管橋每層重量約10t，首先使用25t 汽車(chē)吊將過(guò)路管橋按層在地面組裝，找正后用螺栓緊固；然后使用100t 履帶吊車(chē)吊裝就位；最后安裝各層間斜拉撐。分層安裝一個(gè)過(guò)路管橋使用1～2d，不需要大型吊車(chē)，經(jīng)濟(jì)又迅速。但過(guò)路管橋跨度一般為16m，分層安裝時(shí)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大變形，致使各層間立柱及斜拉撐安裝難度增大，所以需2 個(gè)2t 手拉葫蘆配合安裝。

（2）整體安裝：使用25t 汽車(chē)吊將過(guò)路管橋在地面組裝，找正后用螺栓緊固；然后使用大型吊車(chē)吊裝就位。每個(gè)過(guò)路管橋安裝需1d 時(shí)間。整體安裝方法方便快捷，且不存在鋼結(jié)構(gòu)變形問(wèn)題，但安裝成本較高。

4.7 螺栓安裝及緊固

鋼結(jié)構(gòu)螺栓安裝時(shí)，要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙上標(biāo)示的尺寸安裝。鋼結(jié)構(gòu)螺栓緊固分為初緊和終緊2 個(gè)步驟。

（1）螺栓初緊：鋼構(gòu)件安裝時(shí)，使用梅花扳手和棘輪扳手配合將螺栓初步緊固；

（2）螺栓終緊：一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)模塊全部安裝完畢后，經(jīng)測(cè)量人員檢測(cè)其垂直度和水平度符合圖紙要求，且業(yè)主或管理公司驗(yàn)收合格后，使用電動(dòng)扳手將連接螺栓緊固（緊固力矩見(jiàn)表1），并用記號(hào)筆標(biāo)記。

表1 螺栓緊固力矩表

螺栓終緊一般使用升降車(chē)和電動(dòng)扳手來(lái)完成。對(duì)于部分鋼結(jié)構(gòu)層間距較小的結(jié)構(gòu)，當(dāng)模塊鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，升降車(chē)無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行螺栓終緊工作，這種情況可事先與業(yè)主質(zhì)檢人員協(xié)商：每安裝一層結(jié)構(gòu)后，立即找正，驗(yàn)收合格后立即進(jìn)行螺栓終緊工作，然后再進(jìn)行下一層結(jié)構(gòu)的安裝工作；或待鋼結(jié)構(gòu)模塊安裝完成，結(jié)構(gòu)垂直度、水平度校驗(yàn)合格后，先將模塊外圍主體結(jié)構(gòu)連接螺栓終緊，內(nèi)部次梁的連接螺栓待管道腳手架鋪設(shè)后，管道施工開(kāi)始前進(jìn)行緊固。

4.8 基礎(chǔ)二次灌漿

鋼結(jié)構(gòu)螺栓終緊完成后，開(kāi)始基礎(chǔ)支模工作（圖8）；待質(zhì)檢人員及業(yè)主驗(yàn)收合格后，進(jìn)行灌漿工作（圖9）。

圖8 基礎(chǔ)支模

圖9 基礎(chǔ)二次灌漿

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)灌漿完成后，要使用麻包布覆蓋，并每天澆水養(yǎng)護(hù)2 次，避免基礎(chǔ)開(kāi)裂；養(yǎng)護(hù)48h 后，可拆除模板。拆除模板后，若二次灌漿成型效果不理想（圖10），則需要使用砂輪機(jī)切割打磨二次灌漿層，直至基礎(chǔ)外觀達(dá)到驗(yàn)收要求為止（圖11）。

圖10 基礎(chǔ)二次灌漿修整前

圖11 基礎(chǔ)二次灌漿修整后

5 施工成本核算

本項(xiàng)目管廊鋼結(jié)構(gòu)自2016 年10 月25 日開(kāi)始安裝，2017 年7 月31 日安裝完成并順利中交。共使用17496 人工日，平均每人每天安裝鋼結(jié)構(gòu)0.563t，最終為公司盈利400 余萬(wàn)元。施工期間因施工進(jìn)度受到業(yè)主的多次好評(píng)。詳見(jiàn)表2—表4。

表2 管廊鋼結(jié)構(gòu)安裝機(jī)械臺(tái)消耗班明細(xì)表

表3 管廊鋼結(jié)構(gòu)每月安裝工程量明細(xì)表

表4 管廊鋼結(jié)構(gòu)安裝盈虧平衡分析 萬(wàn)元

6 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，使用升降車(chē)代替?zhèn)鹘y(tǒng)腳手架作業(yè)，采用整體安裝與逐件安裝相結(jié)合的高度機(jī)械化管廊鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝，既有效提高了施工機(jī)械的利用率，又減少了高空作業(yè)量，是值得推廣的一種高效、安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的管廊鋼結(jié)構(gòu)施工工藝。