狹小空間半地下室大型設(shè)備安裝技術(shù)研究

吳昊

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

1 工程概況

中國人民銀行反洗錢監(jiān)測分析中心項目，建筑業(yè)態(tài)主要為2座工業(yè)廠房。其中A幢廠房半地下室冷戰(zhàn)機房設(shè)有2臺大型蓄冷罐，廠房整體土建結(jié)構(gòu)已完成后，再開始進行地下室蓄冷罐安裝工作。若采用罐身板件預(yù)制、現(xiàn)場分片組焊的安裝方式，其施工工期較長、現(xiàn)場作業(yè)安全質(zhì)量隱患較大，故本次采用成品蓄冷罐進行整體吊運安裝。

蓄冷罐體尺寸13.6m×4.2m×4.2m，單個罐體重達30t，共2臺。由于冷戰(zhàn)機房位于半地下室內(nèi)部，缺少可將蓄冷罐直接吊裝落位的平面洞口或汽車坡道等常規(guī)通道，只留有一個側(cè)墻洞口作為設(shè)備水平運輸通道。故本次需先利用大型起重設(shè)備從半地下室側(cè)墻洞口將蓄冷罐送入地下室內(nèi)，再考慮在地下室內(nèi)部采用小型運輸設(shè)備將蓄冷罐水平運輸至設(shè)備基礎(chǔ)、安裝固定[1]。

2 設(shè)備安裝各階段技術(shù)分析及實施

2.1 第一階段——罐體卸車、頭部進洞

圖1 第一階段工況示意圖

考慮蓄冷罐重量及場內(nèi)道路、場地條件，先采用1臺200t汽車吊站位于半地下室側(cè)墻邊施工道路上，將蓄冷罐從運輸車上卸下，同時調(diào)整好位置將罐體端部垂直、居中對準半地下室側(cè)墻洞口中心。由于汽車吊所在路面高出地下室地坪1.5m，為確保下階段罐體水平移動順利進行，此階段需先行將罐體頭部2m送入地下室側(cè)墻洞口；地下室內(nèi)提前備好1輛18t的叉車，用貨叉接住罐體頭部。

此階段的施工難點：一是受限于側(cè)墻運輸洞口尺寸，對罐體初始對正定位，及水平移位控制進度要求較高；二是路面與地下室之間的1.5m的高差影響，需配置叉車作為前端受力支點保持罐體受力平衡。

200t汽車吊起重性能及地基承載力驗算：汽車吊主臂長18.1m，起重半徑10m，額定起重量66.5t；蓄冷罐重量30t，吊鉤索具重量約0.5t，則吊機計算負載Q計＝1.1×（30+0.5）=33.6t＜66.5t。汽車吊支腿下鋪設(shè)2.5×2.5×0.2m鋼板，經(jīng)計算最大支腿力N=451kN，451/（2.5×2.5）=72kPa＜80kPa，地基承載力滿足要求。

吊點驗算：在罐體中心兩側(cè)共焊接4個25mm厚成品吊耳作為設(shè)備吊點。單個吊耳軸向承載力為：N=fA=295×（160-60）×25=737.5kN=73.8t；取吊裝系數(shù) 1.4、安全系數(shù)2.0，單個耳板軸向承載力為73.8t/1.4/2=26t。而蓄冷罐最大重量30t，共4個吊點，則單個耳板承受重量為30/4=7.5t＜26t，吊耳強度滿足要求；

2.2 第二階段——罐體整體進洞

由于地下室側(cè)墻洞口限制，200t汽車吊的大臂已無法繼續(xù)將蓄冷罐進一步送入洞內(nèi)，故改用2臺60t折臂吊對稱站位于罐體兩側(cè)進行雙機抬吊，每臺折臂吊各設(shè)1根鋼絲繩分別拉住罐體尾部側(cè)邊的吊點，單臺60t折臂吊臂長及起重半徑為7.5m，額定起重量21t＞15/2=7.5t，折臂吊安全度滿足[2]。

罐體頭部擱架在18t叉車上向前牽引，罐體尾部被2臺折臂吊的折臂緊貼罐身抬起，以接近水平角度緩緩將整個罐體送入地下室洞口內(nèi)。由于接近洞口存在已施工的設(shè)備基礎(chǔ)高出地坪約200mm，故設(shè)備基礎(chǔ)之間需采用碎料壓實平整，上覆走道鋼板作為防護。另外，考慮罐體保護及下一階段水平運輸工作，在罐身底部兩側(cè)各墊設(shè)一段型鋼支座作為蓄冷罐初步卸入地下室洞口邊的臨時擱置點。

此階段施工難點：一是罐體平移過程中實際姿態(tài)是頭部略向下傾斜入洞，其重量分別向前端叉車支點和尾端折臂吊吊點進行動態(tài)分配，需保證此過程中前后支點的最大分配重量均不得超過允許承載力，叉車牽引速度和折臂吊跟進速度應(yīng)平穩(wěn)有序、協(xié)調(diào)一致，避免前后速率不一，導(dǎo)致一端支點所分配罐體重量超載；二是罐體直徑大、重心高，為保證進入洞口過程中罐體的側(cè)向防傾覆穩(wěn)定性，兩側(cè)折臂吊在雙機抬吊過程中，起勾、伸臂、落位、脫鉤分解動作需保持高度同步性。

圖2 第二階段工況示意圖

2.3 第三階段——罐體水平移位至基礎(chǔ)、安裝固定

前階段蓄冷罐在地下室側(cè)墻洞口邊緣的臨時卸位點，至地下室冷戰(zhàn)機房尚有20多米距離，需采取2臺18t叉車進行水平運輸。1臺叉車貨叉托住罐體頭部，另1臺叉車的貨叉從側(cè)身底部托住罐體，2臺叉車同步抬起使罐體與底部臨時型鋼支座脫離。隨后通過前后2臺叉車逐步調(diào)整前進角度，將罐體沿計劃路線水平移位至冷戰(zhàn)機房的指定設(shè)備基礎(chǔ)上，并完成最終安裝固定[3]。

此階段施工難點，主要是地下室狹小空間內(nèi)進行運輸各類障礙較多。地下室的標準柱網(wǎng)間距8.4m，底板頂面至梁底凈高4.8m，而罐體長達13.6m，直徑達4.2m，故其考慮轉(zhuǎn)彎半徑的運輸操作空間原本就已十分局促；加之地面存在凸出的設(shè)備基礎(chǔ)、頂棚存在下掛的管線橋架，以及部分已施工的砌體、構(gòu)造柱，整個罐體室內(nèi)移位過程中需特別注意對已完工程的保護工作，也要避免各類障礙物碰撞罐體或叉車造成罐體傾覆，確實無法避讓的障礙物則必須提前拆除、清理到位。

圖3 第三階段工況示意圖

3 技術(shù)總結(jié)

總結(jié)本次狹小空間地下室內(nèi)大型蓄冷罐設(shè)備安裝技術(shù)及應(yīng)用。在理論分析層面：重點是大型起重機械吊裝就位點的地基承載力復(fù)核、起重機械各工況下的額定承載力復(fù)核、鋼絲繩承載力及吊耳強度復(fù)核；在現(xiàn)場施工層面：重點是復(fù)核地下室側(cè)墻洞口尺寸、地下室柱距和凈高是否滿足罐體通過要求，并對相關(guān)已完工程做好成品保護；在項目總承包管理層面：應(yīng)提前做好兼顧各專業(yè)的全面策劃，采取預(yù)留安裝通道、加快設(shè)備采購、優(yōu)化安裝工藝、合理安排搭接面各分項工程施工順序等措施，盡量避免因此類狹小密閉空間內(nèi)的大型設(shè)備后裝而產(chǎn)生額外的施工風(fēng)險、措施支出。