管道高效提升施工技术

□□ 刘永红 (山西省宏图建设集团有限公司，山西 太原 030006)

引言

随着我国建筑业的发展，高空间管道安装施工作业越来越普遍。目前，通常采用传统的满堂红脚手架或搭设脚手架移动平台来进行管道高空作业，由人工托举管道，将管道通过人传人的方式传运到安装高度位置并进行安装，费时费力，操作难度大，施工效率低，安全系数低。在夹层等空间狭小、管道密集区域施工时，传统作业将更加困难。这就需要一种快速高效地提升管道方式，改善作业环境，提高施工效率，保证施工工期和施工安全。

1 管道高效提升施工特点

(1)安全性高。采用卷扬机、可移动底座、传力滑轮组和高度设定装置，工厂化加工生产，现场安装，可按照管道安装设计高度提升管道，减少了高处人工托举作业的安全隐患，施工安全得到有效地保障。

(2)环保、节材。由工厂化加工生产，现场可拆卸，针对不同的楼层高度均可调整使用，占用场地少、周转率高。

(3)易操作，可缩短工期。构造简单，操作方便，减少了工序及工作量，加快了施工进度。

(4)有利于节约施工成本。管道高效提升方式是成套装置，可节约钢管租赁费，经济效益显著。使用起来受环境侵害小，使用寿命长，减少了清理及维修作业，提高了效率；施工中减小了丢失零散部件的可能性，避免了浪费，降低了施工成本。

(5)减少了施工噪音。通过施工工艺改变减少了施工中相互碰撞及敲打产生的噪音。

2 工艺原理

在高空间大口径管道施工中，利用一种灵活的装置把管道提升到安装位置，该装置利用最常见的卷扬机进行组合，通过滑轮进行传动操作，配置了一套可调节高度的构件，满足各楼层管道安装高度的要求。根据管道的安装高度调整可升降立杆的高度，满足不同高度管道的安装要求；管道绑在钢索末端时，启动卷扬机后管道可以匀速提升，可以停留在任意高度，可实现长时间停留。结构稳固、移动灵活、升降平稳、操作方便、载重量大。该技术保持整个管道安装过程中的操作安全，在遇到较大钢管时，可以轻松安装，提升了管道安装的效率和质量，并且末端的水管吊钩和风管吊框可以灵活更换，适用广泛。

3 施工技术

3.1 施工准备

在施工前做好施工准备工作，主要包括：对图纸的熟悉、管线的深化设计、施工前的材料、机具、劳动人员准备、技术交底和安全交底等工作，见表1。

表1 施工准备工作

3.2 受力分析

管道支撑工具主要承受的是垂直方向上的压力，以安装镀锌钢管为例，按管径DN150进行分析。6 m长镀锌钢管理论质量M=138 kg，计算得单根钢管的压力为F=138 kg×9.8 N/kg=1 352.4 N。

支撑立杆钢管的管径选用DN40镀锌钢管。钢管材料为外径Φ48 mm；厚度δ=3.5 mm(Q235)轧制圆钢管，其截面特性为钢管外直径D=48 mm；钢管壁厚t=3.5 mm；钢管内径d=41 mm。通过计算得出：Q235钢材抗压强度[f]=215.0 MPa；截面净面积A=π/4×(D2-d2)=489.30 mm2；钢管支架整体稳定性系数Ψ=0.423(查表得出)；立杆允许荷载[F]=Ψ×A×[f]=44 500 N。

根据上述计算可得：钢管压力荷载为F=1 352.4 N，立杆允许荷载为[F]=44 500 N，[F]>F,满足安全支撑要求。

3.3 管道提升装置制作

管道提升装置如图1所示。由卷扬机提升部分3、可移动底座1、7、传力滑轮组4、5和高度设定装置2、6、8组成。采用L50角钢焊制1 000 mm×1 500 mm的矩形框，中间田字焊接加固，长方向上田字加固位于1/3处，以保证起吊过程被吊管道重心落在矩形框内；底座的四角各装1个万向轮，其单只强度满足承重80 kg左右。

图1 水管提升装置示意图

卷扬机安装在长方向1/3段内，避开被吊管道正下方位置，以免影响操作，如图2所示。可升降立杆的下段选用DN100镀锌钢管，上段选用DN80镀锌钢管，在下半段DN100镀锌钢管上开一小孔安装插销，用于调节高度；安装高度以1.5 m适宜；可升降立杆下半段的1.5 m处避开插销安装绞盘用于升降上半段立杆高度；可升降立杆上半段的折角处安装两滑轮，以供钢索滑动，如图3所示。

图2 卷扬机安装

图3 立杆安装

3.4 安装前检查

管道正式吊装前，检查施工场所是否平坦、垃圾是否清理干净，支撑本身是否稳固、可靠；是否存在质量问题和安全隐患影响施工人员人身安全。当安装整根长管道时，要重点检查管件连接处是否牢固，与支架间的防滑措施是否达到要求；施工人员是否熟练掌握支撑的使用技巧及要点。

3.5 水管提升

组装完整个施工管道辅助提升装置并安全检查合格后，首先把该装置移动到管道施工处，现场施工人员站在预定位置对管道进行连接，确保连接牢固。

管道两端各放置一台设备，现场施工人员同时站在管道两侧，将管道水平放置于吊钩之上，对于单根质量重的管道安装时，使用支撑上原有的管钩对管道进行固定，以免管道掉落，砸伤施工人员。根据现场高度情况，使用绞盘调整可升降立杆的高度。

插好插销固定好被吊水管后，启动卷扬机，观察钢索在滑轮内运行有无跳槽。管道两端由操作人员同步操作，现场施工人员将2个支撑平衡水平缓慢上升，待升到管道预定位置之后，利用支撑锁紧装置，锁紧支撑。提升管道直至目标高度关闭卷扬机，完成此次操作。

3.6 风管提升

采用L40角钢焊制矩形框，矩形框宽度与高度根据项目最大风管尺寸确定。用制作好的矩形框替换管道吊钩，然后将该装置移动到风管施工处，根据现场高度情况，使用绞盘调整可升降立杆的高度，并插好插销，固定好被吊风管后，启动卷扬机。观察钢索在滑轮内运行无跳槽，即可提升管道直至目标高度关闭卷扬机，完成操作，松开支撑锁紧装置，将支撑缓慢降下。如图4所示。

图4 风管提升装置示意图

4 结语

结合山西省朔州市朔城区人民医院新建住院楼工程，各类管道总长度约为4.5万m，管道安装劳务承包平均价格为29元/m，安装施工劳务费为130.5万元。采用管道高效提升施工技术后，通过对两层楼管道的施工时间分析，可以缩短23%的施工时间。并经现场统计，劳务用工节约为23%，即节约费用为23%×130.5万元=30万元。

管道高效提升施工技术利用半自动化辅助操作，改善了作业环境，提高施工效率，缩短管道施工工期，避免了人工扛抬管道，保证了施工安全。提升装置大部分构件利用工地现场边角料、废料实地取材进行制作，二次利用，环保节能。