大型立管在高层建筑管井采用正装法施工安装的应用

刘 云

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

在当前高层建筑工程中，高层建筑管井内大管道安装比较常用的方法倒装提升法，即自上而下的立管施工。但针对现场实际工程而言，对于管道井高度较低、6 m以上的长管道，往往无法合理有效实现竖向吊装，无法满足现场施工安装要求。遇到这样类似的工程时，运用正装法对管井内大管道进行安装则可合理解决此类问题。

1 工程概况

某工程位于山西省太原市龙城大街与平阳南路交叉口东南角位置，工程名称为国瑞企业总部基地龙瑞苑商务写字楼项目，本工程项目由办公楼及配套商业服务设施和地下车库组成。1层～5层为裙房,裙房上坐落着A，B，C三座办公楼均为25层，与冷水机组对应设置3台方形逆流式冷却塔，冷却塔设置于A座办公楼屋面，冷却水立管管径为DN600，屋面高度为95.55 m。本工程总建筑面积196 742.43 m2；其中地上建筑面积157 219.13 m2；地下建筑面积39 523.19 m2；制冷机房设置于地下1层，机房内设3台1 300冷吨、1台600冷吨的离心式冷水机组，冬季采暖热水由锅炉房直接提供。

2 吊装方法选择

高层建筑管井内管道安装主要有直装和倒装两种方法。比较常用的倒装法依据自高至低的顺序进行安装。此施工方法需将管道首先运至1层或地下1层，但高层建筑管道井高度往往较低，6 m或12 m长管道无法竖向吊装，需将管道切割成4 m甚至更短，造成管道焊缝增多，施工工程量增加，施工难度加大，对于管道垂直度要求、施工安装进度、管道焊接质量及施工成本等都受到影响。运用正装法对管井内大管道进行安装则可解决此类问题，首先利用塔吊将6 m或12 m管道吊至屋面，然后利用塔吊将管道竖起，吊至管井位置从屋面吊至1层，自下至上依次安装，首先是安装、固定水管支架，其要求必须牢固坚定，安装、固定完成后必须经过现场检验，认定每一道施工工序合格达标，方可进行管道吊装。吊装过程中，上、下两段的管道运用焊接方式实施对接。对接工艺必须做到对接处受力情况好，应力分布均匀，联接强度高。这种对接安装方法一方面提高了施工进度，而且保障了施工安全；同时还减少了吊装次数、极大降低了因管道切割再组装所造成的安全事故的发生，通过采用塔吊作为吊装设备减少了管道搬运距离，节省了搬运时间，不仅可以实现技术积累的不断增加，而且还为施工安全质量提供保障，为下一道工序提前施工提供保障，缩短了工期，降低施工成本，从而获取更高的经济效益。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

大体分为四个部分：

1)准备工作，其中包括施工前准备、预留孔洞、测量放线工作以及制图；2)预制、安装工作，其中包括管道支架和管道；3)试运行工作，在试运行前必须做好压力试验和管道防腐、清洗工作；4)竣工验收工作，必须做好每一道工序的验收工作，严格认真，真实有效。a.施工准备：熟悉图纸、资料及标准规范，根据施工图纸设计要求，提出冷却水管道安装所需的钢管、槽钢及辅材等材料；准备施工机械、工具和量具；准备加工场地、临时设施等。b.核实预留洞位置、尺寸及样式，清除管井内钢筋、模板等障碍物。c.画出管道及支架安装位置详图，并依照图纸确定管道及支架的位置、标高等。

3.2 采用塔吊作为起重设备

在主体结构完成后和塔吊设备未拆卸前，采用塔吊设备冷却水管道吊至冷却塔屋面，起吊时塔吊应平稳、匀速缓慢上升，两个吊钩位置应处于管道长度三等分位置，保证水平管道受力均衡，吊至屋面后管道并一字排开，整齐排放，吊装前应检查吊索、吊钩及吊耳使用情况，确保安全，并确定塔吊所能承受的吊装载荷W1，吊索、吊钩及滑轮组重量W2，再计算出一根钢管的理论重量W3，若W1>K1×K2×(W2+W3),其中K1为动载荷系数(一般取1.1),K2为不均衡载荷系数(一般取1.1～1.25)，则可以进行起重吊装，反之，则需对钢管进行切割，一般是将12 m钢管切割成6 m，满足W1>K1×K2×(W2+W3)。

3.3 管道预制

由于受到塔吊起重设备吊装荷载和塔吊吊装高度的限制，将每根12 m长φ630×10冷却水管道(螺旋焊管)切割成6 m，切割完毕后用气焊打坡口，打完坡口对管口焊渣等用角磨机进行清理，使坡口面出现金属光泽。

3.4 吊耳设置

管道吊至屋面后应对每节管道安装吊耳，计算出所吊管道的重量W3，吊耳强度应根据所吊装管道的重量W3进行核算,确保吊装安全，可选择10 mm厚钢板作为吊耳，钢板尺寸为250 mm(高)×100 mm(宽)，同时将焊接牢固的钢板作为管道对口器使用，方便下一根管道与当前管道完成对接。

3.5 管道吊装

1)利用塔吊作为起重设备，首先用钢丝绳将吊环固定，固定牢固后将塔吊开启，保持管道为缓慢匀速上升状态，直至管道竖直，然后吊索匀速上升，将管道吊至屋面管井正上方位置，并将管道缓慢下降(如图1所示)，同时安排两名技术工人配合，将管道校正至合适位置，塔吊缓慢释放吊索下降，当塔吊吊钩吊至管井屋面预留洞口以下时，用木棍将吊索摆正，防止塔吊吊钩碰到管井预留洞口，塔吊下降速度应保持匀速缓慢，避免由于速度过快造成管道或吊钩与管井相互碰撞情况(如图2所示)。管井各楼层相应预留口须安排专人看护，当确认无安全隐患之后，管道吊装至1层指定位置后，先将预制好的套管穿过管道后安装正确，然后将管道与已安装好的支架用肋板焊接固定，管道与肋板处应加设管道护板，管道底部有钢板作为支撑，防止管道脱落，避免造成安全事故。

2)检查测量第一根管道安装符合规范要求且处于安全固定状态下后开始对第二根管道进行吊装，将吊索与第二根管道吊耳固定牢靠，同样利用塔吊起重设备缓慢起吊，吊至第一根管道正上方时，塔吊速度降低，使管道缓慢下降，同时安排两名技术工人配合利用对口器使两根管道对口，对管道对口中心进行调整，管口对好之后，然后实施点焊，点焊位置尽可能做到对称均匀。点焊之后，将套管穿过管道放置合适，用已制作好的肋板焊接在管道护板上，并将肋板与管道支架用螺栓固定，焊接均为满焊，焊缝应饱满(如图3所示)。

3)根据相同步骤，将管井内每根管道进行对口焊接，每吊装一根管道，将两根管道对口点焊，并将管道固定牢固，管道吊装完成后，拆除吊索及最上部一根管道上面的吊耳，并对管井内每根管道实施焊接，焊缝均应满焊。焊接后对焊缝层间进行锤击，及时清除焊缝上的焊渣残余物。

3.6 压力试验和管道防腐、清洗工作

完成上述安装工程后，第二次对管道外观、管道固定进行检查，验收合格后与施工单位确认管道不再进行开孔、焊接作业，审请施工设计人员批准进行压力试验。管道压力试验应按“先分后总”的方法进行试验(先分段试验，合格后再整体试验)。

4 结语

由于高层建筑空调管井空间小，操作不方便，给冷却水、冷冻水等大管道的安装带来困难，管道焊缝越多，施工难度越大。通过现场工程实例证明，采用正装法完成管井内大管道安装，规范施工程序，认真完成每一道工序的标准，精确落实检查验收工作，不仅可以降低施工难度、提高工程进度，还可以确保施工安全，有效的保障工程质量、提高整体施工效益。