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          世博洲際酒店大口徑涂塑鋼管的施工

          來源:http://www.xddwd.com/news/86.html

          隨著高層建筑數量的增多,高層建筑由于其高度及大負荷等特點,造成建筑內有較多大規格的設備和管道需要安裝。安裝施工中一些新型材料的使用也逐步增多。如何確保施工質量,達到設計要求,是現場施工需要解決的問題之一。本文以世博洲際酒店為例,介紹了大口徑涂塑鋼管在高層建筑施工中遇到的困難及采取的措施,對以后同類型工程的施工有一定的借鑒作用。

          2007年至2010年,本人在世博洲際酒店機電安裝工作中擔任管道施工員。該生活樓是一幢五星級酒店,由華東建筑設計研究院有限公司設計,樓高97.5米,地下2層,地上26層,其中地下二層層高3.5米,地下一層層高為6米,一層層高5.7米,二至四層層高4.8米,五至二十六層層高為3.5米,總建筑面積7萬平方米?照{制冷系統主要設備包括3臺制冷機組、14臺水泵、3臺開式冷卻塔等。制冷機組位于地下一層冷凍機房內,開式冷卻塔位于26層屋面。

          該空調系統冷卻循環水管自地下一層至26層屋面,長度共計340米,其中有兩支DN500立管位于建筑東立墻面,每根長度約為100米。設計方考慮到管道施工壽命,及降低管道垃圾對設備的影響,要求采用涂塑鋼管,預制管件,機械溝槽連接。

          根據施工慣例,鋼管的連接方式一般采用絲扣連接、溝槽連接、焊接連接及法蘭連接等方法。本工程由于冷卻循環水管道口徑較大,無法采用絲扣連接方式。如果采用焊接連接,由于鋼管內壁涂塑,焊接施工時產生的高溫會直接破壞涂塑管的涂塑層,因此焊接連接在涂塑管上是不允許的。

          因此,對于較大口徑涂塑管的連接方式,我們初期考慮到保護涂塑層,想采用溝槽連接方式。但在咨詢了幾家溝槽供應商關于大口徑溝槽連接的要求后發現,采用溝槽連接的方式困難重重。首先溝槽連接對無縫鋼管的質量要求相當高,接頭對口誤差需要控制在2-3mm之內,對于DN500的無縫鋼管非?量,施工過程中控制如此精度的誤差難度不言而喻。其次,如果采用溝槽連接方式,設置支架存在較大困難,因為管徑越大,溝槽連接的接頭就相對脆弱,合理的溝槽支架設計要求溝槽連接處前后500mm處需要設定固定支架。

          溝槽連接無法滿足施工要求,法蘭連接似乎是唯一的選擇。但是,事實上經過多次討論,法蘭連接仍然有諸多缺陷。其中主要的兩個問題是:

          1、考慮到保護涂塑層,法蘭必須在管道涂塑前就焊接好,也就是說管道必須在工廠預制時將法蘭焊接好,這就要求廠家在加工管道時法蘭安裝達到很高的精度,不能有絲毫的偏差,因為螺栓和法蘭孔的間隙小于2mm,極小的法蘭安裝偏差都會導致螺栓無法安裝。

          2、法蘭連接的泄露問題,冷卻水管最低處的壓力超過1.0MPa,雖然冷卻水管承受的溫差不大,但是其細微熱脹冷縮是存在的,這就使得法蘭連接處存在較大的漏水隱患,另外,法蘭連接處的螺栓緊固肯定存在受力不均,加劇了漏水的可能。由于冷卻水管安裝位置特殊,一旦發生漏水,維修將非常困難,甚至于無法進行。綜合多方面因素后,只能考慮采用焊接連接,于是問題又回到起點,關鍵是如何在焊接時保護管道的涂塑層?如果能采用焊接連接,在焊縫處采用不銹鋼帶代替涂塑層,既能夠達到保護管道內壁的要求,又能夠承受焊接時產生的高溫,本文暫稱該連接方式為雙金屬連接。焊縫連接的處理見下圖:

          結合各種連接方式的特點,通過簡單的對比計算,可以發現雙金屬連接方式比其他連接方式更加優越,我們對施工難度及產生問題按1級計算,1級表示最高難度或最高要求,各連接方式總分最高優先考慮。見下表:

          涂塑鋼管的雙金屬連接施工

          1、固定支架設置(重點:預埋,加固)因為管線位置比較特殊,位于建筑東墻面,支架設置的空間比較局促,且管徑較大,采用常規的膨脹螺栓固定無法有效地保證支架強度。與設計院多次溝通后,結構設計師同意將此處樓層管道安裝位置的結構梁增大,在管線貼近的梁側面預埋鋼板。根據華東院方案,本人制定了支架制作方案,預埋在梁側面的鋼板采用14mm鐵板,鋼板背面用16mm鋼筋與梁上鋼筋固定,確保牢固,正面與固定支架滿焊,固定支架做法見下圖:

          采用18#槽鋼制作固定支架,底部用10mm厚的鋼板做成牛腿加強牢固度鐵板與槽鋼之間滿焊固定。(該支架現場預制)2)管道預制(重點:制作簡單,安裝方便)雙金屬焊接涂塑管,其主要施工工藝是在管口焊接處襯上200mm寬的不銹鋼帶,不銹鋼帶厚度為1mm,用氬弧焊與管道內壁滿焊,形成200mm寬度的溫度緩沖帶,待不銹鋼帶焊接完成后再進行涂塑加工。不銹鋼帶能有效保證管道焊接時高溫不會燒壞管道涂塑層。為了現場安裝方便,我們要求廠家按照下面的要求加工管道:

          A.長度要求(結合樓層實際高度確定)

          考慮到焊縫處間隙,每根管道在坡口時均收縮2-3mm。管道口用200mm寬,1mm厚的不銹鋼薄板襯好,不銹鋼薄板與管道用氬弧焊滿焊。B.管道支架要求為了盡量保證管道施工便捷,同時保證在管道安裝時不再對管道進行焊接固定操作,我們要求廠家在管道上預制好將來安裝管道所用的牛腿支架,見下圖:

          管道上用弧形鋼板滿焊加強連接,弧形板直接用DN500無縫鋼管取料,弧形板外面再焊接10mm鋼板牛腿,用于與固定支架連接。注意牛腿下部需要預留約100mm長度,用于調節因固定支架焊接產生的誤差。(牛腿及弧形板由廠家預制好)裝后示意圖如下:

          固定支架與預埋在梁內的鋼板焊接,管道上的牛腿與固定支架間用一塊80x8的扁鋼墊好。3)管道安裝(吊裝)在確定了管道支架設置和管道預制工作后,現場安裝的問題逐漸顯現。由于管線安裝位置特殊,現場預留的位置非常有限,常規的施工方法無法進行解決,管道安裝的關鍵問題顯然在管道的吊裝環節。對于DN500以上管線,常用的電動葫蘆在一些多層建筑中可以利用,但是用在這一百多米高的建筑物上就力不從心了,最初考慮用大型吊機吊裝,然而無論是成本和現場條件均不可行。經過多次討論,最終決定在屋面架設卷揚機,從底部拉上去,由上而下進行管道安裝。這個方案的最大問題在于如何保障管道吊裝時的安全性,由于建筑東立面的腳手架需要用于管道安裝和焊接而不能拆除,吊裝時如果管道碰到腳手架或者樓板均可能發生事故。為控制管道吊裝的安全風險,實施過程中,我們要求吊裝繩一主一副,確保繩索安全,屋頂卷揚機提升速度小于0.2米/秒,在管道口經過每層樓板處時卷揚機提升速度小于0.1米/秒,并且在每層樓均配備專業吊裝人員監控,發現問題立即通過對講機報告卷揚機操作員。由于前期準備工作充分,各類風險均有相應措施控制,該管道安裝工作僅用10天時間就完成,有力地保證了項目的施工進度。

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