管井立管模塊化施工專項方案

1、超高層建筑管井立管模塊化施工專項方案1、管井立管模塊化工法1.1管井立管模塊加工通過將管井內(nèi)立管分層、分組實現(xiàn)管井立管的模塊劃分。立管模塊在加工廠實現(xiàn)模塊化加工，加工成加工場地充裕及機械設(shè)備技術(shù)先進使得管井立管的加工制造質(zhì)量高、精度高、效率高。1.2管井立管模塊安裝 在施工現(xiàn)場通過塔吊將立管模塊吊裝至指定的管井樓層位置固定好，然后將立管模塊進行對接焊接即可。此安裝吊裝過程相比傳統(tǒng)立管安裝具有吊裝焊接時間短、工作量少、人工使用少、機械使用率高、施工安全的特點。1.3制作安裝精度高 工廠化的加工要求管道長度誤差控制在±5mm（9m之內(nèi)）以內(nèi)，管道中性線定位尺寸偏差在3mm內(nèi)，管道全長平直

2、度（鉛垂度）偏差在5mm內(nèi)。1.4安全可靠 傳統(tǒng)的管井立管安裝是卷揚機單根管道吊裝、現(xiàn)場施工條件較差的情況下進行吊裝焊接；立管模塊化施工工法的管道承租吊裝，管組在安全固定的情況下進行焊接。1.5管井立管模塊用料損耗少管井立管模塊自帶框架，在一定程度上減少了模板及壓型鋼板的使用量。集中化的批量生產(chǎn)減少了設(shè)備材料的損耗，符合國家提倡的節(jié)能環(huán)保理念。2、工藝原理本工法通過綜合考慮管井的形狀尺寸、建筑結(jié)構(gòu)形式荷載、管井內(nèi)立管的進出管線順序、管組的陸地運輸、場地內(nèi)水平垂直運輸?shù)认拗茥l件，將單根零散的管道及管件在加工條件良好的工廠內(nèi)加工成完整的管組，通過汽車運輸至工地現(xiàn)場，再經(jīng)塔吊安裝至指定的管井位置，使

3、零散的立管現(xiàn)場加工作業(yè)成功轉(zhuǎn)移至室內(nèi)批量化高效率生產(chǎn)。3、 施工工藝流程及操作要點3.1施工工藝流程 3.2施工操作要點3.2.1管井立管資料收集 收集與整理預(yù)制立管相關(guān)資料，包括各區(qū)段內(nèi)的管道數(shù)量、規(guī)格、材質(zhì)、立管管線轉(zhuǎn)井情況，以及各立管上的附屬管件、規(guī)格、材質(zhì)、連接方式等諸多預(yù)制立管設(shè)計附件。3.2.2管井立管模塊構(gòu)造設(shè)計與構(gòu)件計算根據(jù)本項目具體建筑結(jié)構(gòu)及運輸?shù)跹b條件要求，采用每一管井內(nèi)每兩層做一組模，管道通過框架上的管卡與管道框架形成一個完整的穩(wěn)定單元節(jié)。在管井排布平面圖的繪制過程中，需考慮的設(shè)計因素眾多，應(yīng)逐一進行綜合考量，并確定各影響因素對管道排布產(chǎn)生的影響。在管道的排布過程中，應(yīng)依

4、據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范進行合理化排布。構(gòu)造設(shè)計與構(gòu)件計算主要是管道支架上所有荷載組合的計算、立管模塊的管道支架強度及變形計算、立管模塊對結(jié)構(gòu)的受力計算。（1） 立管模塊的荷載組合計算1）立管模塊各層管架的受力計算要求：各單元節(jié)最上層支架承受本單元節(jié)立管的全部荷載；其他層支架承受其與下部相連支架間的配管重量。2）立管模塊固定支架的受力計算，立管模塊固定支架在計算荷載需根據(jù)固定支架及補償器的設(shè)置情況進行計算。（2）立管模塊的管道支架強度及變形計算1）立管模塊固定支架連接板、套管撐板計算時將管道與連接板或套管撐板簡化為簡支梁。抗彎強度按公式（1）計算： Mx/（xWnx）f （1）式中：Mx-對同一截面處繞

5、x軸的彎矩； Wnx-對x軸的凈截面模量； x-截面塑性發(fā)展系數(shù)； f-鋼材抗彎強度設(shè)計值?？辜魪姸劝垂剑?）計算： =VS/(Iw)fv （2）式中：S-計算剪應(yīng)力部位以上毛截面對中和軸的面積矩； I-毛截面慣性矩； Fv-鋼材抗剪強度設(shè)計值； w-腹板厚度。2） 管道框架的計算抗彎強度按公式（3）計算：抗彎 Mx/（xWnx）f （3）撓度v/r1/400式中：-框架梁的跨度。螺栓的計算，受剪承載力設(shè)計值，承壓承載力設(shè)計值，式中：-受剪面數(shù)目；-螺栓的凈截面積；d-螺栓桿直徑；-螺栓的抗剪強度設(shè)計值；-螺栓的承壓強度設(shè)計值；t-承壓構(gòu)架總厚度。3） 可轉(zhuǎn)動支架連接板計算抗彎強度按公式（3

6、）計算：連接板的焊縫按公式（4）計算：-垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力；n-有效連接板數(shù)；He-角焊縫的計算厚度；lw-角焊縫計算長度；f-正面角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)；-角焊縫的強度設(shè)計值。4） 立管模塊在計算荷載時應(yīng)確保荷載在設(shè)計院建筑專業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)管井梁的承載范圍內(nèi)。3.2.3零部件加工圖的繪制由于管井內(nèi)立管數(shù)量較多，管道間均需采用框架固定，因此管組的組件及附屬管件（波紋管補償器、閥組、支管三通等）眾多。合理化排布眾多組件，可減小系統(tǒng)的運行阻力，并且可將主管段的運行壓力合理的分布于各樓層的支管段上，提高系統(tǒng)的運行平穩(wěn)度。（1） 合理排布立管上各管件的具體安裝位置，見圖1。（2） 依照設(shè)計規(guī)

7、范確定管組組件的大小、數(shù)量、材質(zhì)、連接方式，繪制零件加工圖，見圖2。（3） 利用AUTO CAD、REVIT等建筑制圖軟件詳細繪制各組件的加工制作圖。管井內(nèi)立管的合理排布BIM圖，見圖3。3.2.4施工工藝的要求編制 （1）材料準(zhǔn)備1）根據(jù)立管模塊管架加工圖，計算出各類管道、鋼板、型鋼需用總量，然后根據(jù)施工進度計劃提前儲備材料；2）材料到工廠后，由加工制作部根據(jù)預(yù)制立管制作指導(dǎo)書及相應(yīng)驗收規(guī)范邀請監(jiān)理單位對材料進行驗收。（2）套管加工套管與底板采用套裝焊接，焊縫不小于相鄰材料厚度的0.8倍，根據(jù)套管加工圖對管道進行切割。（3） 型鋼骨架加工根據(jù)管架加工圖，對型鋼進行切割，焊接組裝成型鋼骨架。型

8、鋼邊長允許偏差不得超過±2mm，平面度允許偏差不得超過2mm，對角線允許偏差不得超過3mm。（4） 板材加工將管架底板加工圖輸入數(shù)控等離子切割機，自動對鋼板進行切割和開洞。（5） 加強肋加工管架加強肋利用切割管道底板后余下的鋼板進行加工，節(jié)約材料避免物資的浪費。將加強肋加工圖輸入數(shù)控等離子切割機，自動切割成型。經(jīng)過角磨機處理后準(zhǔn)備進行下一道工序。（6） 立管模塊管架焊接將檢查合格的管架底板及型鋼骨架進行焊接，管架內(nèi)部為保證材料不變形采用斷續(xù)焊焊接；管架底面采用滿焊焊接，這樣既保證了管架的強度同時也可保證后續(xù)澆筑混凝土樓板后整體的嚴(yán)密性。立管模塊框架焊接見圖5（7） 立管模塊管道加工1

9、）管道切割：根據(jù)立管模塊單元節(jié)管道加工圖對不同材質(zhì)管道進行切割。管徑DN100管道采用火焰式磁力管道切割機進行切割，管徑DN100管道采用臥式金屬帶鋸床進行切割。鋼管端面與管子軸線管道切割的垂直度測量方式，見圖6。2） 管道坡口：采用電動坡口機對需焊接管道進行坡口處理，電動坡口機精度可達1mm，保證了管道焊接的質(zhì)量。3） 管道焊接：管道下料，應(yīng)將焊縫、法蘭及其他連接件設(shè)置于便于檢修的位置，需預(yù)留出現(xiàn)場后續(xù)施工位置，不宜緊貼墻壁等。開孔位置不得在管道焊縫及邊緣。切割后的半成品管道應(yīng)按管組及系統(tǒng)做好標(biāo)示。4） 溝槽加工：利用電動機械壓槽機加工，管道牙槽預(yù)制時，應(yīng)根據(jù)管道口徑大小配置（調(diào)正）相應(yīng)的壓

10、槽模具，同時調(diào)整好管道滾動托架的高度，保證管道加工時旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，確保溝槽加工質(zhì)量。5） 管道除銹：無縫鋼管采用化學(xué)方式除銹，先對管道外壁塵土進行清理、然后刷化學(xué)除銹劑、靜置3h后將化學(xué)層清理干凈，涂刷防銹漆。（8）預(yù)制管組安裝1）管架固定：根據(jù)預(yù)制立管單元節(jié)圖紙復(fù)核I字安裝平臺長度，用鋼卷尺測量管架間相對距離，并在I字平臺上畫出管架定位線，利用天車將管架運輸至安裝工位，用夾具固定T字工具與管架相對位置，保證管架在管道安裝過程中無位移。2）管道安裝；將自制組裝工具（自制管道安裝車）高度調(diào)整至管道與管架套管切面標(biāo)高，利用天車將管道移動至組裝工位，放置于管道安裝車上，再安裝對應(yīng)管道的抱卡，首先安裝管道

11、下方的抱卡，再將上方抱卡安裝完成。3.2.5廠家現(xiàn)場測量及下料制作工廠的加工制作過程中，一方面需保證制作原料的合理化利用，另一方面需嚴(yán)格保證管組及組件的制作工藝符合設(shè)計要求。3.2.6管組運輸（1）根據(jù)制作工廠距離施工現(xiàn)場的實際路況靈活制定多條運輸線路。（2）根據(jù)情況每輛運輸車輛考慮裝載一到兩組預(yù)制管組，最上層管架裝在汽車后部，利用吊耳或臨時扣件將管組與汽車?yán)喂踢B接。（3）預(yù)制管組開始運輸前，加工制作部需與現(xiàn)場安裝部緊密溝通，明確運輸車輛的類型、運輸時間；現(xiàn)場與汽車運輸過程中的聯(lián)絡(luò)暢通。3.2.7現(xiàn)場吊裝 現(xiàn)場吊裝方面，需保證管組在轉(zhuǎn)立過程中擁有充足的操作空間。在建筑外吊裝中采用土建塔吊及自制

12、吊裝用平衡梁直接將預(yù)制管組運輸至指定吊裝樓層的卸料平臺上方，通過自制管組轉(zhuǎn)運車及卷揚機等設(shè)備將預(yù)制管組轉(zhuǎn)運至核心筒內(nèi)的指定吊裝點，通過行車吊及手拉葫蘆等工具將管組轉(zhuǎn)立并成功運送至管井內(nèi)相應(yīng)位置后，各樓層安裝人員同時對管組進行固定，完成整個預(yù)制管組的吊裝過程。3.2.8節(jié)間焊接 兩組預(yù)制立管完成吊裝固定后，管端經(jīng)打磨處理后，對接處采用V字形坡口連接，第一遍采用氬弧焊打底焊，要求焊接均勻細致，焊縫根部平整，第二遍電弧焊蓋面，完成后無夾渣、氣孔、裂紋等。3.2.9焊接探傷驗收 管道焊接完成后，按照現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范（GB50236-2011）的相關(guān)規(guī)定自行進行焊接探傷檢測。4、

13、 安全措施4.1防護材料要求鋼管：外徑48mm，壁厚3.5mm，無嚴(yán)重銹蝕、彎曲、壓扁或裂紋?？奂簯?yīng)有出廠合格證明，扣件不得有裂紋、氣孔、砂眼、疏松或其他影響使用性能的鑄造缺陷。腳手板可采用鋼、木腳手板，每塊質(zhì)量不宜大于30kg。其他材料必須符合國家規(guī)范要求，安全網(wǎng)、安全帽、安全帶、電箱、漏電保護器、電纜、扣件等重要防護用品要符合國家規(guī)范要求。4.2操作人員個人防護作業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守勞動保護規(guī)定，正確佩戴和使用個人防護用品。高空作業(yè)時，要有符合要求、可靠地安全防護措施。高空作業(yè)人員必須穿好防滑鞋、正確佩戴并系好安全帶，安全帶要扣掛在可靠地物體上，高掛低用。進入施工現(xiàn)場的工作人員必須持安全資格證，方可上崗操作。特殊工種必須有特殊工種上崗證，并佩戴相應(yīng)的勞保用品，不得無證上崗，違章操作。4.3交叉作業(yè)防護 盡可能避免垂直立體交叉作業(yè)，若必須交叉作業(yè)時，不得在同一垂直方向上操作，且下層作業(yè)位置必須處于依上層高度確定的可能墜落范圍半徑之外。不能滿足時，設(shè)置硬隔離防護層（搭設(shè)防護棚）。人員進出口均搭設(shè)安全防護棚。模板、腳手