中铁城建集团第二工程有限公司
摘要:文章以东莞南城商务区综合管廊示范期项目为依托,通过定制四轮式液压升降平台,较好的解决了管舱内狭长空间吊装、管道转运、管道焊接定位等施工难点,实现了城市综合管廊内运输大规格管道半机械化,极大改善了劳动条件,提高了工作效率,并对相关施工工艺进行了阐述,为后期类似施工提供有效参考。
关键词:综合管廊、管道转运、吊装、快捷施工
1.工程概况
综合管廊是21世纪新型城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一,它避免了由于埋设或维修管线而导致道路重复开挖的麻烦,避免了土壤对管线的腐蚀,延长了管线的使用寿命,为城市的发展预留了宝贵的地下空间。随着我国综合国力的提升,特.别是城市建设的高标准要求,综合管廊的优点与综合效益,己为广大的城市建设和管理工作者所接受。目前科技部、住建部均把综合管廊作为新城建设及旧城改造的一项市政管线综合布置的新科技,在全国范围内推广建设。
中铁城建集团有限公司承担着东莞市南城综合管廊示范期项目的主体工程及其附属的机电安装工程。本文阐述的给水中水工程包含DN300、DN400、DN600 焊接钢管的转运、吊装与焊接调试。
2.施工工艺流程
给水中水管道安装采取的施工工艺流程:施工准备→支架(支墩)加工制作→支架(支墩)定位安装→管道转运就位→接口焊接→相关检测试验→接口处防腐防锈处理。
3.现场施工操作要点
3.1准备工作
组织有关技术人员进行图纸会审,并对照图纸勘察施工现场,及时发现并解决图纸中的问题。材料进货前根据所需材料、设备的型号考察确定进货厂家和供货渠道,保证开工后材料供应及时。严格根据用料计划中的型号和数量购置各种材料及设备。
由于本项目位于正在开发建设的东莞市南城商务区,周边市政道路及配套设施均未完善。故管廊周边尤其是吊装口位置前期需进行路面的观测,地面不满足运输或架立吊车的需提前处理,对地面进行夯实平整或采用铺设钢板的方法,确保管道材料在施工现场可进可卸,避免耽误工期。
3.2支架(支墩)加工制作
DN300及DN400焊接管道的支架的加工制作,参照《03S402》图集,选用L63×6的镀锌角钢,支承角钢与斜撑角钢搭接的位置,焊接后再做防腐防锈处理。DN600的焊接管道,按照设计要求采用混凝土支墩。
3.3支架(支墩)定位安装
经一路干线型管廊全长约1963m,管廊中敷设的DN300给水管及中水管采用斜撑支架敷设;纬二路干线型管廊全长约269.073m,管廊中敷设的DN600给水管及中水管采用混凝土支墩形式敷设;纬七路干线型管廊约205m,管廊中敷设的DN400给水管及中水管采用斜撑支架敷设。
管廊内侧墙都需安装各种管线使用的托臂,而且给水中水的管道规格一般都比较大;以该项目为例,最大的给水中水管道为DN600的焊接钢管,基于管廊狭小通长的空间结构,其余管线用的托臂一般都在给水中水管道架设完成后才能开始安装;所以给水中水管道的支架(支墩)在安装之前,需要严格复核标高,避免出现给水中水管道支架标高与其余管线托臂标高冲突的情况,确保后续其余管线的托臂可以顺利施工。
3.4管道转运就位
管道安装位置位于管廊综合舱,支架高度为600mm,支墩高度740mm;综合舱断面内空尺寸分别为;经一路综合舱2.8m*3.4m、纬二路综合舱3.0m*3.4m、纬七路综合舱2.8m*3.4m。在端井及管线分支口处还需经预埋套管将管道引出管廊结构外。端井及管线分支口的宽度约4.4m,预留套管位置(即管道引出结构外的位置)距离管舱地面约6m。
由于该管廊结构设计原因,地面所预留管道吊装口与管廊综合舱不在同一垂直面,故管道的转运变得比较复杂。管道需经地面吊装口垂直吊运至管廊吊装口负一层,再水平运输至综合舱顶,经负二层的综合舱吊装口垂直吊运至综合舱内,最后在综合舱内将管道运输至安装位置。
根据现场既有条件,结合本项目施工范围跨度比较长、内部空间狭小、工期要求以及分配的劳动力资源等特点。在全长约1963m的经一路管廊,选取了G0+216、G0+870、G1+560、G1+918四个吊装口分段进行吊装管道;由于管道无法从地面直接吊运至综合管舱内,需要分别在地面及负一层的吊装口平台加工制作安装可拆式移动门式起重机用于吊运管道。
根据项目工期及投入的人力资源计算,及现场吊装口尺寸及起重重量等参数要求,项目部委托了机械设备厂家定制加工了两台可拆式门式起重机;该段管廊材料吊运完之后可拆卸至下个吊运点进行安装吊运。。根据现场吊装口的宽度为1米,最大的给水中水管道为DN600的焊接钢管,起吊材料构件自重最大1000kg;考虑起升高度和现场跨度,龙门架最终确定的尺寸为宽度2.3米,高度2米,材质选用20#工字钢;搭配轻小型电动葫芦制造的小型门式起重机,结构紧凑、轻巧、安全可靠、起重能力高、维护移动方便,在一定程度上改善劳动条件、提高劳动效率;
另外,为了提升作业人员在管舱内运输管道的效率,还需根据管舱净空尺寸加工制作简易的手推车用于在管舱内的管道运输。
在端井及管线分支口的预留套管位置(即管道引出结构外的位置)距离管舱地面约6m,预留的套管中心距离结构顶板只有约550mm的距离,采用电动葫芦吊装无法将管道吊至和预埋套管同一中心线,而且若采用传统脚手架平台进行人工搬运也存在较大的安全风险,所以从管舱内地面垂直吊运至预留套管位置,无论是从安全、可行性还是工作效率方面考虑都存在较大的困难;
项目部经市场调研考察,结合项目特点,在与机械设备厂家多次确认现场吊装口、舱内净空尺寸及吊装承重等各种参数后,最终定制了一款四轮式液压升降平台,共两台。该升降平台整机重量轻,机动性好,适合单人操作,特质的桅柱间导轮装置,升降平稳自如;结构紧凑,运输状态尺寸小,可进入一般电梯的轿厢以及能顺利通过门洞和狭小通道;安全方面采用了双重保护的支腿结构,作业更安全,且可贴近工作面升降作业;
施工过程总共采用2台升降平台,在端井或管线分支口使用。一台用于管道的垂直运输,该升降平台单独设置了固定绳索用来固定管道;另外一台则用于工人高空焊接作业,该升降平台四周单独设置了护栏以保护作业人员的安全。
通过该可移动的升降平台,在一定程度上提高了管道在舱室内垂直运输的效率,同时也提高了工人作业时的安全性。
3.5接口焊接
斜管安装要注意各节弯管下中心的吻合和管口倾斜,当下斜管安装时,即将其下中心对准首装节钢管的下中心。如有偏移可在相邻管口上,各焊一块挡板,在挡板间用千斤顶顶转钢管,使其中心一致。斜管的上、下中心和水平钢管一样,可挂垂球或用经纬仪测定;斜管安装2至3节后,必须检查调整,以免误差积累,造成以后处理困难;
3.6接口处防腐防锈处理
由于管道数量具有一定的规模,且较小规格的比如DN300、DNN400管道内防腐在现场难以交由工人施工,无法保证管道的防腐效果能满足设计要求。经与管道厂家协商之后,管道的内外防腐全部都交由厂家工厂化制作时完成。
焊缝接口处的内外防腐处理,则需现场施焊后处理。外防腐采用有机硅丙涂料,二道底漆二道面漆,干膜总厚度不小于150um;由于一节管道的长度较长,焊缝接口处的内防腐处理则存在着一定的困难,该部分的防腐处理采用自制的可伸长式滚筒刷进行作业,涂料采用无毒饮水舱涂料,二道底漆二道面漆,总用量不少于0.4kg/m2;焊缝接口处的内防腐涂层干膜厚度用手电筒照射观测,应不低于非焊缝处的干膜厚度。
3.7相关检测试验
给水中水管道安装相关检测试验分别有:焊缝探伤检测、水压试验、水压试验后需进行冲洗消毒,具体按照GB50268-2019规定执行。
焊缝探伤检测需要提前联系确定好第三方检测单位,确定检测方案后,地方有需求的还需报当地市监督站备案。在大规模焊接作业前,必需先试焊并满足焊缝探伤检测要求后方可进行大规模的焊接作业。
管道试压试验的试压长度不宜大于1.0km;由于经一路管廊选取了G0+216、G0+870、G1+560、G1+918四个吊装口分段进行吊装管道以及焊接作业,长度均不超过1.0km,故管道的水压试验亦分成该四段管道进行检测;考虑到管廊跨度较长的特殊性,完成第一段的水压试验后的自来水还可引到下一段试验的管道使用,分段试验可以有效的减小提供水源的困难,也可以节省部分水源。
管道试压合格后,投入使用前应进行管道冲洗与消毒。管道第一次冲洗应采用洁净水冲洗至出水口水样浊度小于3NTU,再用清洁水进行二次冲洗,直至水质检测、管理部门取样化验合格后为止。
4.结束语
本文就管道支架(支墩)制安、接口焊接及相关检测试验这几个方面在施工过程遇到的问题,做了简单的阐述与探讨。在目前综合管廊内管道安装的施工过程中,通过对现场的研究以及在和机械设备厂家深入沟通后,利用定制的机械化产品,已经解决了较大管道在城市综合管廊内运输吊装困难的问题,实现了城市综合管廊内运输大规格管道半机械化,极大改善了劳动条件,提高了工作效率。通过对管道的防腐问题研究,也在一定程度上解决了管道内防腐的处理问题,完善施工工艺,保证施工质量。
参考文献:
[1]《给水排水管道工程施工验收规范》(2008年版)
[2]东莞市南城综合管廊示范期项目相关设计图纸