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地铁车站空调水系统关键工序施工方案

发表时间：2021/3/16 来源：《城市建设》2021年1月作者：林晓伟

[导读] 地铁车站通风空调系统包括空调通风系统和空调水系统，空调水系统可以为车站提供稳定的冷热源，其施工质量尤其是关键工序的施工方案和工艺，直接关系到整个车站通风空调系统的运行效果。本文对地铁车站空调水系统工程施工关键工序及质量控制要点展开研究。

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摘要：地铁车站通风空调系统包括空调通风系统和空调水系统，空调水系统可以为车站提供稳定的冷热源，其施工质量尤其是关键工序的施工方案和工艺，直接关系到整个车站通风空调系统的运行效果。本文对地铁车站空调水系统工程施工关键工序及质量控制要点展开研究。
关键词: 地铁车站；通风空调系统；空调水系统；关键工序；施工方案
        中图分类号: U215.12
        1.空调水系统原理
        车站空调通风系统和水系统共同构成车站通风空调系统，可完成车站环境参数的自动调节。其中空调水系统包括冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等设备，构成冷冻水循环回路和冷却水循环回路，可以为车站空调系统提供冷热源，使地铁车站的组合空调机组可以完成热交换过程，从而实现地铁车站温度调节。
        2.关键工序
        2.1管道支架的制作安装
        根据图纸确定管道位置，在墙壁或顶板上标出管道中心线，按图纸标定位置，参照综合管线图中其他专业管线位置，避免管线交叉打架。支架安装位置合理，牢固可靠，间距符合规范及设计要求。
        注：保温管和不保温管共用支、吊架时，应根据保温管支、吊架间距确定。
        支吊架的受力部件，如横梁、吊杆及螺栓等规格符合设计或有关标准图的规定，不得把管道及其配件的重量传递给设备承受。管网中大型或重型设备设独立支撑，避免对管道造成过大的压力。
水系统管道机房内总、干管的支、吊架，应采用承重防晃管架；与设备连接的管道支架要有减震措施。当水平支管的管架采用单杆吊架时，应在管道起始点、阀门、三通、弯头处及直线长度每隔15 m设置固定吊架。
        管道的支、托、吊架使用的硬垫木，必须经过沥青蒸煮防腐并喷涂防火涂料。垫木与保温层厚度相同，宽度与支架一致，表面要平整，垫木结合面的空隙要填实。管卡与管道应接触紧密，但不得损伤管道表面。金属管卡与管道间采用塑料或橡胶等隔垫。
        2.2管道及组件的安装
        按设计图纸画出管道分路、管径、变径、预留管口、阀门位置等施工部位，在实际安装位置上作出标记，按标记分段量出实际安装准确尺寸，记录在施工图纸上，然后按草图测得的尺寸预制加工。
        2.2.1管道螺纹连接
        丝扣连接的管道，螺纹要清洁、规整，断丝或缺丝不大于螺纹全扣数的10%，接口处根部外露螺纹为2-3扣，无外露填料。
        法兰连接的管道，法兰面要与管道中心线垂直并同心。法兰对接应平行，其偏差不应大于其外径的1.5/1000，且不得大于2mm；连接螺栓长度一致，螺母在同侧并均匀拧紧。连接法兰的螺杆突出螺母长度，不宜大于螺杆直径。法兰胶垫采用橡胶垫，不能突入管内，其外园到法兰螺孔为宜。
        2.2.2管道焊接
        冷冻供回主水管采用焊接连接，管道焊接工艺包括以下步骤：
        （1）焊接材料
        焊接材料必须具有说明书和质量合格证，且实物与证书上的批号相符。焊条使用前烘干、保温；隔夜焊条要重新烘干，但烘干次数不得超过两次，检查焊条药皮应无脱落和显著裂纹，以免失效。
        （2）焊前准备
        施焊前拟定焊接作业指导书，进行焊接工艺评定试验。采用火焰切割方式以坡口进行加工，并使用角磨机打磨。在焊前对坡口表面内、外侧20mm范围内的油漆、垢、锈、毛刺、氧化皮等杂物和不平整部位进行清理，确保坡口表面不得有夹层、裂纹、加工损伤、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷。
        （3）组对
        管道对接焊缝的中心距弯曲起点的距离，不应小于管子外径，且不小于100mm。距支架、支墩边缘距离不小于50mm。管道两相邻焊缝间距不得小于管子外径，且不小于100mm，其他任意两焊缝间的距离不小于50mm。待焊焊缝放置稳固，两边担杆距焊缝不大于1.5m，避免焊接过程焊缝产生附加应力。不得强行组对，管子或管件对接组对时错边量不超过管壁厚度的10%，且不大于1mm。拆除卡具时，不能损伤焊接母材，拆除后，要对残留痕迹补焊，打磨修整，不允许缺肉。手工电弧焊对口型式及组对要求如表1。

        （4）施焊
        施焊前，应按焊接工艺评定编制焊接作业指导书。焊工按焊接作业指导书的要求施焊。管道焊接采用焊条电弧焊，单面焊双面成型；焊条电弧焊所用焊条为E4303。
        （5）焊接质量检查
        焊缝焊完后，认真清除熔渣及飞溅物，然后进行外观检查。焊接接头表面的质量符合下列要求：焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、熔合性飞溅；焊缝表面咬边，其深度小于0.5mm，咬边长度不得超过焊缝总长度的10%，且连续咬边长度不大于100mm。焊缝表面应平整圆滑，宽窄一致，焊缝表面不低于管道表面，焊缝余高≤2mm。焊后错边量不大于10%倍壁厚，且不大于1mm。
        2.2.3管道沟槽连接
        安装时需用压槽机压卡箍连接的专用槽，按不同规格的管材选择相对应的滚轮，并按压槽尺寸表滚出沟槽。槽距以预装完卡环、垫圈、密封环无缝隙为最佳槽距。压槽和切断时，进刀不能太快，手柄每转进给量不大于0.2mm。如果进刀太快，可能导致个别管材出现变形和破裂。压槽过深，按废品处理。橡胶密封圈无破损和变形，涂润滑油后卡装在钢管两端。沟槽式管件的凸边要卡进沟槽后再紧固螺栓，两边交替旋紧，紧固时发现橡胶圈起皱要更换新橡胶圈。安装E型垫圈时，禁止使用润滑油，禁止在管端橡胶垫圈接触到的地方有含油物质。但为了正确连接装配，需要使用润滑剂的地方涂润滑脂。为达到允许最大的膨胀/压缩量，安装时必须有适当的管段间隙。有开槽连接的管道需有支架来支撑管道和设备重量。
        2.2.4防水套管安装
        管道穿过墙或楼板要设绝缘套管，连接部分不能置于套管内，套管与墙面或楼板底面平齐，当管套装在楼板时，要比地面高10-20mm，管道与套管的空隙要用隔热且不燃的防火材料填充，并不得作为管道的支承。刚性和柔性防水套管安装示意分别如图1和图2。

        2.2.5冷凝水管道施工
        冷凝水管道的坡度符合设计要求，严防倒坡。冷凝水的排水位置根据施工现场的实际情况，就近排放。组合空调机组、空调机冷凝水管未端要安装存水弯。
        2.2.6阀门、法兰连接
        阀、阀件和管道的连接根据管径分为螺纹连接、法兰连接。
        阀门、阀件安装前进行外观检查，铭牌标注符合国家规定，阀门开启灵活，关闭严密，填料密封完好无渗漏，手轮完好无损坏，阀门安装位置、方向、高度符合设计要求，不得反装，连接紧密、牢固。
        主干管上起切断作用的阀门要逐个进行强度和严密性试验，合格后才可以安装。其余阀门可不单独试验，待和系统试压时一起试验。阀门强度试验压力为公称压力的1.5倍，持续的时间不小于5min，阀门的壳体、填料无渗漏。阀门严密试验压力为公称压力的1.1倍，在规定的持续时间内保持不变。
        机房内的阀门安装在成排的设备上时，其安装高度、方向要整齐一致，如空调机房、水泵房等处的阀门在安装时要考虑阀门横、竖向的排列；在分、集水器上应把其阀门手轮的中心或阀门下口装在一条水平线上。
        法兰盘的厚度、螺栓孔数、水线加工、有关直径等几何尺寸符合管道工作压力的相应要求。法兰连接的管道要垂直于管道中心线，其表面要相互平行。法兰的衬垫不得突入管内，其外圆到法兰螺栓孔为宜。法兰中间不得放置斜面垫或几个衬垫。连接法兰的螺栓、螺杆突出螺母长度不宜大于螺杆直径的1/2。螺栓同法兰配套，安装方向一致，扭力对称均匀。
        阀门等法兰盘与钢管法兰盘平行，一般误差小于2mm，法兰螺栓对称上紧，选择适合介质参数的垫片置于两法兰盘的中心密合面上，注意放正，然后沿对角先上紧螺栓，最后全面上紧所有螺栓。
        2.3管道试压
        空调水系统安装完毕并经检查符合施工验收规范要求，可进行系统的压力试验，压力试验完毕后进行管道冲洗。
        （1）压力试验前要具备条件
        试压范围内的管道安装工程除涂漆、保温绝热外，已按设计图纸全部完成，安装质量及外观检查合格；试验方案已经过批准，并已进行了技术交底；试验用压力表已经校验，并在检定周期内，其精度不得低于1.5级，表的满刻度值为被测最大压力的1.5～2倍，压力表不少于两块；在管道系统高点设置自动排气阀，低点设置泄水阀。
        （2）空调水管试压
        试验升压的步骤：充水→升压→稳压→泄压四个阶段。
        机房内管线试压前，将所有设备进出口隔离，不允许试压水渗入设备机体。当压力达到1/4试验压力（当工作压力小于等于1.0MPa时，为工作压力的1.5倍，但最低不小于0.6MPa）时及时检查阀门、管道接口处的情况，发现渗漏情况，必须立即停止，降压修复，不能带压操作。当管道承压时，不得转动接头、螺母等部件。在试压阶段，应有专人负责对系统巡回检查。
         空调水系统压力试验采用局部试压和系统试压相结合的方法。局部试压：在试验压力下，稳压10min，压力不得下降，再将压力降至工作压力，在60min内压力不得下降，外观检查无渗漏。系统试压：在各分区管道与系统主、干管全部连通后，对整个系统的管道进行系统试压，试验压力以最低点的压力为准，但最低点的压力不得超过管道与组成件的承受压力。压力升至试验压力后，稳压10min，压力下降不得大于0.02Mpa，再将压力降至工作压力，外观检查无渗漏。
        （3）冷凝水管道试验
        冷凝干管安装完毕后要做灌水试验，出口用充气橡胶封闭，封闭其余入口，进行灌水，达到不渗漏及水位不下降为合格。
        2.4管道冲洗
        为确保工期及有充足时间进行系统调试，在市政正式供水、供电及排水前，必须主动利用施工现场提供的临时电、临时水及排水措施，对各站系统分别循环加压冲洗。
        （1）系统冲洗准备工作
        确认系统检查合格、确认水压试验合格、确认管路上各种阀门安装正确，动作良好，并且处于正确开闭状态。
       （2）临时旁通措施
        为防止在冲洗时有杂物进入设备，先拆除冷水机组、空调机组等出入水口的软接头，敷设临时旁通管将制冷设备供回水管道连通，用盲板将与制冷设备连接的出入水口暂时封闭，使冷水机组与冲洗管道系统隔离。冲洗前，关闭每台空调机出入水口的阀门，开启旁通管道闸阀，使空调末端设备供回水管道旁通。
       （3）管道冲洗
        冲洗前对管道支吊架进行检查，对不能经受冲洗的设备和冲洗后可能存留脏物、杂物的管段进行清理，并对设备采取隔离措施。对空调管道分别用自来水进行粗冲洗，以使管道至水泵等部位冲洗干净。
        启动空调水泵分别对冷却水系统、冷冻水系统进行加压循环冲洗。在冲洗过程中，每次排水时同时拆除Y型过滤器的滤网，清除网内的杂质。当出口与入口水的颜色、透明度基本一致时，再循环试运行2h以上，且水质正常后才能与设备贯通。
        冲洗直径大于100mm的管道时，要对其焊缝、死角和底部进行敲打，但不能损伤管道。水冲洗用生活用水进行，不能使用有腐蚀性化学物质的水。管网冲洗所采用的排水管道，要与排水系统可靠连续，其排放要畅通和安全、排水管道的截面面积不能小于被冲洗管道截面面积的60％。管网冲洗的水流方向要与运行时管网的水流方向一致。
        （4）系统恢复
        管道冲洗完毕后，要将系统恢复原状。
        2.5空调水管道防腐涂漆
        管道试压清洗合格后，要进行防腐涂漆工作。
        管道支吊架在安装前完成除锈和涂刷防锈漆工作，支吊架分别底涂三遍铁红酚醛底漆，两遍酚醛防火漆。
        设备、管道在涂漆前，先清除表面的污洉、锈斑、焊渣等。金属表面要干燥，光泽均匀，并在3～6h内涂完底漆。油漆的颜色、光泽和厚度要均匀，涂层要完整，无损坏、流淌。漆膜要附着牢固，无剥落、皱纹、气泡、针孔等缺陷。埋地管道或地沟内的管道，要先涂两道防锈漆，再涂两道沥青漆；明敷的管道，要先涂两道防锈漆，再涂两道面漆。镀锌钢管的破损处及接口部位，要涂两道防锈漆及一道同色面漆。
        2.6管道保温
        水管采用离心玻璃棉管壳保温，贴面采用铝箔材料。保温时要粘接牢固，接缝错开，表面光滑。保温管壳与水管管壁之间、保温管壳接缝处，都必须用胶水粘贴密实，保温管壳接缝处还要用专用密封胶带粘贴，以保证不泄露空气。接触管道的支、吊、托架必须放在保温层外，并加防火、防腐垫木。
        管道上的阀门、法兰及其它可拆卸部件保温两侧要留有螺栓长度加25mm的空隙，但断面要封闭严密。阀门、法兰部位要单独进行保温。支托架处的保温层不能影响管道活动面的自由伸缩，与垫木支架接触紧密，管道托架内及套管内的保温，要充填饱满。阀门、过滤器及法兰处保温要能单独拆卸。保温后的阀门启闭标记明确，清晰、美观且操作方便。水管与空调设备的接头处以及产生凝结水的部位必须保温良好，严密无缝隙。
        3.结束语
        地铁车站空调水系统的作用十分重要，在施工前要认真进行筹划，尤其要针对关键施工工序进行细致分析，认真编制施工方案，充分协调设计、施工、监理等相关人员，及时解决施工过程中出现的问题，保障地铁通风空调系统的施工质量。本文阐述的空调水系统关键工序施工方案已经在南京宁和城际轨道交通一期工程中加以应用，当前该线路已经投入运营，车站通风空调系统运转良好，也为其他线路空调水系统的施工提供了有益的借鉴。
参考文献
[1]林晓伟,王侠. 地铁通风空调系统的优化控制[J]. 城市轨道交通研究,2012,11:100.
[2]冯平. 地铁通风空调系统施工中应注意的问题[J]. 现代城市轨道交通,2008,4:68+73.
[3]李永乐. 地铁车站通风与空调系统施工管理难点及应对措施[J]. 工程管理,2020,14:186.