大型钢套管预埋常见问题及应对措施

张 勇，李文波，刘 成

(1.四川建筑职业技术学院，四川德阳 618000;2.成都建筑工程集团总公司，四川成都 610000;3.成都市工业设备安装公司，四川成都 610000)

1 常见问题

管道安装施工中常见的质量问题有:

(1)位置预埋不准;

(2)固定不牢;

(3)浮管;

(4)施工配合困难及工期难以保证;

(5)弧形端面套管土建无法良好关模。

2 原因分析

(1)位置预埋不准产生的主要原因是测量问题。当两个或两个以上套管在同一轴线上(即一根管道同时穿过两个或两个以上套管)，并且相距不远时，相对误差控制要求高，又因土建结构钢筋不稳定的遮挡，测量极为不便，常常顾此失彼。

(2)由于钢套管临时固定一般是以土建结构钢筋为依托，而结构钢筋本身并不十分稳定。如果采用外架临时支撑，将会影响土建关模。

(3)当钢套管自身重量低于同体积混凝土重量时将会出现浮管现象，使得原来埋设的位置发生变化。

(4)大型钢套管自身很重，微调整位置不能靠大型吊装机械，手动调整又难以控制，耗时耗工，在工期或土建的催促下，往往不能保证预埋质量。

(5)如果在圆形池壁上预埋套管，由于套管端面都是平的，套管与圆壁就无法安装平齐，当土建关模时就会出现关不严的问题，后果不言而喻。

3 应对措施

针对刚性套管重量大、体量大、定位困难、浇筑混凝土易浮管和与土建施工配合不易的特点，我公司通过优化刚性套管的安装工艺，通过自行设计安装平台和刚性套管支架，精确、快速的进行刚性套管的定位、不仅防止了浮管现象的发生，而且还良好地配合了土建施工。对于弧壁套管，则采取制作弧形套管端面的办法，保证套管与弧壁齐平，避免出现土建无法正常关模现象。

4 施工工艺流程操作要点

4.1 施工工艺流程

以某污水处理厂安装工程为例，详细介绍施工工艺及操作要点。工艺流程参见图1。

图1 工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 现场套管平面定位

(1)平面基标点的获取:刚性套管的安装定位以土建构筑物的基准为基准，在刚性套管安装前，从现场监理单位处获取构筑物的基标点，若是圆形建筑，还需要获得圆心点。

(2)基标点复测:获取正式的施工平面基标点后，对平面基本点基线复测，确定其实际偏差。

(3)刚性套管装平面基线点放样:为方便刚性套管的安装，用全站仪将构筑物的基标点引到刚性套管安装的中心点，并用红油漆作出标记和编号。

4.2.2 套管位置标高测量

在获得套管安装的平面中心线后，按深化设计后图纸的要求继续放套管支架的固定螺栓中心线，测量其标高后，安装钢膨胀螺栓。

4.2.3 刚性套管深化设计

(1)计算刚性套管在混凝土中的浮力，选择套管支架固定的钢膨胀螺栓。

式中:F为套管在混凝土中的浮力kN;V为套管在混凝土中的体积m3;Q为套管质量kg。

(2)圆柱形构筑物刚性套管的设计校正。由于圆柱形构筑物的弧形与一般刚性套管端面为平面无法完善结合，以至于安装完刚性套管后土建无法完整关模，所以需要对刚性套管进行设计修改，将刚性套管端面做成相应弧形。具体方法如图2。

图2 圆柱形构筑物与刚性套管结合方法

4.2.4 刚性套管支架深化设计

(1)刚性套管支架的一般形式。

(2)根据现场所测量的标高数据，计算出每个套管支架的标高。

(3)根据刚性套管浮力计算结果选择链接螺栓。

(4)根据支架高度，选择支架型钢规格。

图3 是刚性套管安装模板示意图。其中:

(1)模板定位孔的作用是固定模板，孔略大固定螺栓两个规格，采用阴型刚膨胀螺栓固定，每次安装每端只需一颗阴型钢膨胀螺栓固定即可。

(2)纵横中心线必须用钢针准确、清楚地刻划在模板上并在四端尽量靠边处冲上阳冲点，直线水平误差≤±1 mm，角度误差≤±1°。

图3 刚性套管支架

4.2.5 套管预制安装平台

平台采用 C25 素混凝土制作，面积大于1800×3200 mm，水平度误差控制在1‰。

4.2.6 套管及支架制作

(1)套管(弧线)放线。用小管垂直安装在大管的方法画出套管端面曲线。

(2)下料。将样线移至套管，用阳冲记下最高和最低中心点后，按样用线火焊(或等离子)切割。

(3)套管支耳制安。在支耳安装前，先将套管翼环制安完成，以套管最低中心点为基准，安装套管支耳，详见图3。

(4)套管架制安。根据实测的数据，制作架腿，架的其他稳定结构照图制作完成。

4.2.7 套管安装

将套管架与套管预组装，然后拆除，并将套管架逐个按图安装到位，找平找正后固定，用吊车一次性将套管快速吊装就位，锁紧螺栓。

4.2.8 配合土建施工

因该方法为先安装套管，所以对土建的扎钢筋，关模板影响甚微，唯一需要注意的是在土建施工时套管的纵向固定较弱，可能引起变形，故宜在套管的纵向安装临时斜支撑。待土建施工完成，临时支撑与模板同时拆除。

5 效益分析

(1)本工艺用精确的套管支架作套管安装的基础，不仅消除了套管浮管的隐患，还使刚性套管安装的准确度和速度得到了大幅度提高。在成都某污水处理厂污水处理集水井管道安装过程中，有8 根直径1400 mm 钢管需要一次性连续穿过多个套管，因采取了这一措施，所有安装均一次性顺利穿过，根据实测，安装人工费节省在50%以上。该工程综合节约人工费、管理费、机械费等共计十多万元。

(2)本工法首次将弧形端面套管列入套管系列中，填补了设计及国家标准在此方面的空白。在实际工程施工中，实现了套管与弧形建筑面的无瑕疵结合，社会效益明显。