管廊施工方案

管廊施工方案編制依據(jù)本工程建筑體規(guī)模龐大，建筑物內(nèi)機電管線數(shù)量多、尺寸大，本工程設計有地下管廊,主要為航站樓內(nèi)各種設備主管道敷設提供專用空間,同時保證投入使用后的日常維護、修理的便利性。管廊來集中布置管道，我們把三維BIM技術運用到管廊深化設計及施工中，管廊BIM應用圖如圖1.0.1所示。但由于管廊內(nèi)空間有限、管線排布密集、支架多、管道就位效率低、焊接等難度大，我們計劃本工程管廊管道采用管道傳送器安裝管廊管道的方法安裝，并運用管道自動焊機設備進行大口徑焊接管道（≥DN300）焊接作業(yè)，較好的解決了上述相關問題。管廊內(nèi)管道系統(tǒng)類型、管道類型及連接方式如下表所示：序號系統(tǒng)類型管道類型連接方式1室內(nèi)消火栓系統(tǒng)縮合式襯塑鋼管DN<65采用絲接連接，DN≥65采用溝槽連接2噴淋給水管系統(tǒng)縮合式襯塑鋼管DN<65采用絲接連接，DN≥66采用溝槽連接3高空水炮滅火系統(tǒng)縮合式襯塑鋼管DN<65采用絲接連接，DN≥67采用溝槽連接4室內(nèi)給水系統(tǒng)干管縮合式襯塑鋼管DN<65采用絲接連接，DN≥68采用溝槽連接5中水管道干管縮合式襯塑鋼管DN<65采用絲接連接，DN≥69采用溝槽連接6水排水系統(tǒng)HDPE排水管熱熔連接7壓力排水系統(tǒng)襯塑鋼管溝槽式連接8氣體滅火系統(tǒng)內(nèi)外熱鍍鋅無縫鋼管DN＜80采用螺紋連接；DN≥80采用法蘭連接9采暖系統(tǒng)干管焊接鋼管DN＜32采用螺紋連接；DN≥DN32采用焊接或法蘭連接10空調(diào)系統(tǒng)干管無縫鋼管采用焊接或法蘭連接同時經(jīng)過對系統(tǒng)機電管廊內(nèi)管道尺寸進行復核，吊裝孔可以滿足機電管道吊裝需求?，F(xiàn)提供具體施工方案：管廊的深化設計方案運用特點（1）適用性強，適用本項目管廊內(nèi)全部管線施工。（2)機電管線運輸效率大幅提高，管線落位精準。(3)施工簡便，提高施工質(zhì)量，增快施工進度。(4）管道對接平穩(wěn)，提高焊接效率及焊縫質(zhì)量。（5）綜合管線排布合理，便于運行維護，節(jié)約安裝空間。工藝原理本方案運用三維BIM技術，并通過在管廊支架上安裝“管道傳送器”，并采用倒鏈將管道吊運至傳送器上，管道沿“管道傳送器”的傳動輪逐根順序推入管廊，直到整個管線安裝完畢，同時該方案運用管道自動焊機設備進行大口徑焊接管道焊接作業(yè)。從而實現(xiàn)管道準確、高效及優(yōu)質(zhì)的就位及安裝目標。工藝流程操作要點施工準備（1）技術資料收集整理收集整理管線安裝位置的結(jié)構(gòu)圖紙、建筑圖紙、機電圖紙。利用全面掌握各種管道的技術資料，包括凈重量、滿水重、保溫重、運行重量、管徑等相關資料。三維BIM技術，結(jié)合相應圖紙及現(xiàn)場條件對管廊深化設計并建立模型。安裝管道傳送器的相關技術資料，包括載荷范圍、外形尺寸、適用范圍、使用環(huán)境要求等。利用焊機設備進行大口徑焊接管道的施工準備，包括安裝環(huán)境、管道加工及供配電要求等。（2）資源準備根據(jù)項目的工程量和總體計劃，合理安排勞動力。根據(jù)管線及空間布局，配置施工機具。管廊支架深化設計。主要內(nèi)容包括平面位置設計、三維BIM建模及支架強度校核計算。管道及橋架管廊平面位置設計。管道管廊內(nèi)和橋架管廊內(nèi)管線位置重新調(diào)整與綜合排布，其目的為提高管廊利用率，便于使用及檢修，降低運行不安全因素。其原則為：小管線、非金屬管線布置在管廊上部空間；非金屬管道盡量不要求冷熱管道布置于同一支架橫梁上；同系統(tǒng)管道布置在一個橫梁上。由于管廊內(nèi)各專業(yè)管線為共用支架體系，支架校核應按最不利狀況校核，對于有冷、熱膨脹和收縮的管線應考慮冷熱膨脹收縮產(chǎn)生的推力來校核支架。支架體系校核點應要包括：支架橫梁抗彎、立柱抗彎校核、焊縫校核，由于立柱和焊縫受力較小，一般不校核，但是對于有熱位移的管道應對固定支架的橫梁和立柱進行校核。（3）管道支架荷載計算按設計管道支架間距的管道自重、滿管水重、保溫防腐層重三項之和計算荷載（最好考慮10%附加重量）。支架承擔的荷載為：兩相鄰支架間距中心之間的各管道荷載，當支架等間距時，等于兩支架之間的荷載。根據(jù)靜力平衡求得管道支架的反支力R1、R2。管道支架示意圖見圖4.2.2-1，管道支架計算簡圖見圖4.2.2-2。管道支架示意圖管道支架計算簡圖管道支架剪力圖根據(jù)靜力平衡方程：∑MB=0∑MA=0求得：R1R2。根據(jù)∑Y=0，求得剪力方程Q(X)，從而可知|Qmax|。管道支架橫梁抗彎計算根據(jù)彎矩方程求得：∑M=0求得剪力方程M(X)，從而可知|Mmax|。管道支架彎矩圖管道支架橫梁抗彎應力校核①正應力校核:σmax=Mmax/W其中:Mmax——最大彎矩W——材料抗彎截面系數(shù)（可查）σ——材料許用正應力只要σmax﹤[σ]即滿足正應力強度條件。②剪應力校核:τmax=QmaxSzmax/Izb其中:Qmax——最大剪力Szmax——中性軸最大徑矩Iz——中軸慣性矩Qmax——最大剪應力W——材料抗彎截面系數(shù)τ——材料許用剪應力（Iz/Szmax可查）只要τmax﹤[τ]，即滿足剪應力強度條件。（4）管道補償校核計算地下管廊包括水暖管廊、電氣管廊及采暖地溝，總建筑面積6910.91平方米。管廊內(nèi)主要管道為空調(diào)機組加熱(表冷)供回水管、風機盤管加熱(表冷)供回水管、新風加熱供回水管、散熱器供暖供回水管、地熱供暖供回水管等相關管道。暖通系統(tǒng)中，為了保證水管能安全、可靠地安裝和運行，往往需要設置固定支架、活動支架和膨脹補償器。隨著建筑規(guī)模的增加，管徑也隨之增大，這就使得其固定支架所承受的垂直推力也越來越大，有時甚至達幾百kN。這對建筑的結(jié)構(gòu)，至少對局部結(jié)構(gòu)設計是一個不可忽視的因素。由于環(huán)境空氣的溫度及管內(nèi)介質(zhì)溫度對管壁的影響，造成管道本身的伸縮，即管道的熱脹冷縮。管道的熱脹與冷縮在受到兩個固定點的限制時,對直線管系,可能產(chǎn)生相當大應力和推力，造成管材和固定支架的破壞。所以空調(diào)水管道的伸縮量應考慮補償，正確計算固定支架的受力，合理選擇、安裝補償器就顯得十分重要。我公司在管廊的深化設計過程中，對管道的補償進行嚴格校核計算，示例如下：散熱器供暖干管（PC-AC/AD、PC-31/36）制作管廊管道傳送器管道傳送器的作用是減少和降低管道在管廊支架橫梁上水平推動的摩擦力,因此可以在管廊內(nèi)首先把所有支架橫梁安裝后,再進行管道安裝,從而克服了傳統(tǒng)先上管后焊接支架橫梁工藝的工效低,高位焊接質(zhì)量差的缺點。管道傳送器由橫梁、傳動輪、固定拉桿、鎖緊螺栓、固定角板、固定板組成，其中傳動輪、固定角板、固定板為活動單位，橫梁兩側(cè)鉆有多個固定孔，用以調(diào)節(jié)傳動輪間距并采用銷釘固定，滿足不同管徑管道的傳送。本裝置適用的管徑范圍為φ100mm-φ600mm。1、橫梁2、傳動輪3、固定角板4、固定板5、銷釘6、固定拉桿7、鎖緊螺釘管道傳送器構(gòu)造圖管道傳送器安裝示意圖管道傳送器各元件設計以下以工程實際應用為例對各部件進行簡要說明。管道傳送器橫梁設計管道橫梁采用8號槽鋼，適用管徑為φ100mm-φ600mm范圍內(nèi)。管道傳送器橫梁示意圖傳動輪設計傳動輪由橡膠輪體及底部支撐輪架組成。（使用相關軟件計算或通過參照類似工程選定）。管道傳送器輪示意圖及工程實際應用圖固定角板固定角鋼采用45*70*5角鋼制作而成。其作用為支撐輪子，使其與管道相切。管道傳送器固定角板示意圖固定板固定板采用6.3號槽鋼，與固定角鋼、輪焊接在一起組成一個活動單元。管道傳送器固定鋼板示意圖銷釘管道傳送器固定鋼板示意圖固定拉桿管道傳送器固定鋼板示意圖管道傳送器固定鋼板示意圖支架預制（1）根據(jù)標準圖集選擇合適的支架形式，根據(jù)設計需要量集中加工管道支架。（2)按設計要求制作支架，其組裝尺寸偏差不得大于3mm。(3)放樣和下料時，根據(jù)管架的加工工藝要求預留相應的切割和加工余量。(4)用機械切斷鋼板、型鋼，切斷后清除毛刺。機械剪切切口質(zhì)量應符合下列要求：(5)剪切線與下料線偏差不大于2mm；(6)斷口處表面無裂紋，缺棱不大于1mm；(7)型鋼端面剪切斜度不大于2mm。(8)采用手工、半自動切割時，應清除熔渣和飛濺物，其切割質(zhì)量應符合下列要求：(9）手工切割的切割線與下料線的偏差不大于2mm，半自動切割不大于1.5mm；（10）切口端面不垂直度不大于工件厚度的10%，且不大于2mm。（11）根據(jù)加工圖畫出管道傳送器的安裝位置。（12）用鉆床或手電鉆加工支、吊架的螺栓孔。（13）用扁鋼彎制管道支架的卡環(huán)（或U型卡），圓弧部分應光滑、均勻，尺寸應與管子外徑相符。（14）對支架底板的工作面進行平整處理。（15）滑動或滾動支架的滑道加工后，應采取保護措施，防止劃傷或碰損。（16）管道支架焊接后，對焊縫附近的飛濺物進行清理。（17）焊接后，進行外觀檢查，不得有漏焊、欠焊、裂紋、燒穿、咬邊等缺陷。（18）對制作合格的支、吊架，涂刷防銹漆與標記，并妥善保管。支架施工（1)放線首先確認主體結(jié)構(gòu)軸線及各面中心線。以中心線為基礎，按照圖紙尺寸將管道位置標示出來。根據(jù)管道支架間距要求排布支架，并根據(jù)支架形式將支架位置確認。(2)鉆孔支架根部吊環(huán)、墊板的開孔應采用機械鉆孔工藝，不能用割炬割制。根據(jù)支架位置的劃線鉆孔（根據(jù)膨脹螺栓選擇最合適的鉆孔孔徑）。(3)安裝固定板首先應進行受力計算，選擇合適的膨脹螺栓或者是頂板打透眼的方式安裝固定板。固定板厚度應根據(jù)承重選擇，制作固定板時要打磨好邊角，并做好防腐。固定板安裝時盡量安裝在梁、柱上，膨脹螺栓埋設時應與結(jié)構(gòu)面垂直，生根牢固。(4)安裝支架安裝時支架要根據(jù)管子位置，找正標高中心及水平中心。安裝時保證支架盡量最大面積接觸到固定板，全長度滿焊不得小于4mm。焊接完成后及時對焊接部位進行防腐。管道傳送器的安裝(1)清理支架上雜物，認真檢查支架平整度。(2)根據(jù)圖紙選擇合適的管道傳送器元件。(3)橫梁及支桿采用焊接方式連接。(4)通過螺栓將裝置固定在管廊的橫梁上。(5)輪支撐與固定角板采用焊接方式連接。（6）輪支撐與輪子之間采用銷釘連接。（7)固定角板連帶輪子整體部件嵌套在裝置橫梁上，采用銷釘固定。(8)根據(jù)管線及布局通過調(diào)節(jié)橫梁上銷釘位置滿足工程需要。管道安裝管道通過吊裝孔運至管廊層，采用倒鏈將管道吊運至管道傳送器進行運輸。管道吊裝與推進:管道吊裝及推進示例圖(單位:mm)說明測量尺寸，將管道傳送器固定在支架上，去掉吊運處支架過梁，管道移到兩道過梁之間，掛上倒鏈1，調(diào)整管道水平位置，收緊倒鏈1，先提起管道一端。掛上倒鏈2，同時收緊倒鏈1、2，使管道慢慢向左上方移動。并慢慢轉(zhuǎn)至水平位置。提供水平推力將管道沿傳送器向前推進。保持管道水平向左邊移動，進行管道組對、焊接。（1）管道焊接在進行焊接作業(yè)前，根據(jù)管道焊接施工工藝流程完成各項準備工作：1)管道切割：采用氧乙炔焰或等離子切割，切割后必須打磨除去影響焊接質(zhì)量的坡口表面層，并將凹凸不平處打磨平整，如局部有缺口，應進行補焊，然后打磨平整，直至發(fā)出金屬光澤；2)管道坡口加工：進行對焊時，必須進行適當?shù)拈_口處理或者倒角處理，通過遠距離確保充分地焊接穿透。坡口根據(jù)鋼管壁厚采用“V”型或“I”型坡口。3)對口及平直度檢驗；為保證管道安裝的平直度和坡度、管道焊接前使用對口器進行對口。4)定位焊：管道對好口后進行點焊，點焊與第一層焊接厚度一致，但不超過管壁厚的70%，其焊縫根部必須焊透，點焊位置均勻?qū)ΨQ。定位焊預熱溫度高于正式施焊預熱溫度。在對管道平直度進行調(diào)整完成后使用人工焊接對環(huán)焊縫進行打底。(2)CO2氣體保護焊機安裝1)安裝環(huán)境：應放在無陽光直射、防雨、濕度小、灰塵少的室內(nèi)，周圍空氣溫度范圍為0℃-40℃；地面傾斜度應不超過15°；焊接工位不應有風，如果有風，需遮擋；焊機距墻壁200mm以上，焊機間距離100mm以上。2)供電及配電要求波形應為標準的正弦波，有效值380V±10%，頻率50Hz/60Hz；三相電壓的不平衡度≤5%。焊機型號NBC-500額定輸入電壓AC380V(3P)電源容量（KVA）電網(wǎng)≥38發(fā)電機≥50輸入保護保險50斷路器63電纜（mm2）輸入≥6輸出780接地≥61.焊機2.氣瓶3.減壓閥4.送絲裝置5.焊槍6.焊接件CO2氣體保護焊機示意圖3)自動焊機安裝過程工具準備必要進行焊接的工具是焊接電源盒送絲機裝置；必要HK-11W的行走及控制用焊接變壓器或穩(wěn)壓電源（DC24V）；必要CO2自動焊接用焊槍；必要焊接用CO2氣罐；必要的其他作業(yè)的基本工具。4)機器安裝焊接的工件較大，將裝好磁鐵的鋼帶平附在管壁之上，確定好位置，讓磁鐵緊緊吸附在管壁上，鋼帶的標準長度為2米，如果有幾條鋼帶，將鋼帶接好安裝完成后再裝主機；將主機從包裝盒內(nèi)取出，首先檢查手柄螺絲是否有松動現(xiàn)象，以防止在提攜機器時因重量分布不均勻而摔壞機器。雙手托住前后手柄，將主機輕放吸附在管壁上，確認四組導輪均與焊接線對齊后，調(diào)節(jié)好導向輪的距離。5）擺動器安裝將移動座等部件安裝好了之后，將擺動器取出，松開夾持器蝴蝶螺絲，將擺動器安裝在連接器上。然后選擇焊接模式。6）自動焊機運行選擇焊絲直徑開關；選擇焊絲種類，實芯焊絲或藥芯焊絲；打開電源配電盤開關----ON；打開焊接電源開關----ON（焊機的自保回