大管徑鋼管倒裝吊裝與焊接技術(shù)

1 工程概況

北京終端管制中心工程位于京市順義區(qū)李橋鎮(zhèn)中心區(qū)工業(yè)用地西部，建設(shè)規(guī)模約65 975㎡，其中地上建筑面積61 057㎡，地下建筑面積4 918㎡，由終端管制樓、管制訓(xùn)練樓、訓(xùn)練學(xué)員宿舍、食堂及活動中心、動力能源中心組成。

動力能源中心屋面標高為23.01m，冷水機組設(shè)在動力能源中心一層機房內(nèi)，冷卻塔設(shè)在屋面，冷卻水管道采用大管徑為D700×9螺旋焊接鋼管，經(jīng)過一層、管井接向屋面冷卻塔，該制冷機房負責(zé)終端管制中心工程的制冷負荷。

2 高層建筑大管徑鋼管安裝

2.1 施工工藝流程

首先進行管道的綜合排布→對管道分段吊裝分別進行編號→對預(yù)制管道進行分段標識→安裝管道支吊架→利用塔吊將管道初步定位→再用倒鏈將管道精細定位→焊接管道安裝管道支架→管道局部對口焊接→安裝吊托架→焊口刷漆→水壓試驗。

2.2 操作要點

2.2.1 安裝準備及材料檢驗

管道安裝前，根據(jù)圖紙用BIM技術(shù)進行管道綜合排布，將管道路由管道進行綜合排布，根據(jù)確定好的管道路由進行定尺下料，材料進場后，應(yīng)對管道進行管道壁厚及規(guī)格檢驗，經(jīng)過大管徑鋼板卷焊與無縫鋼管進行對比，無縫鋼管壁厚偏差比卷焊鋼管偏差率底，為避免由于錯邊量過大造成管道焊接質(zhì)量和管道坡度的影響，必須嚴格檢測同批管道的管道直徑誤差，將其偏差控制在規(guī)范要求內(nèi)。

2.2.2 管道分段切割及標示

現(xiàn)在大管徑的鋼管通常采用卷焊焊接鋼管，每根鋼管焊接之間的必須預(yù)留足夠的坡口寬度，為降低管道切割之后的對口焊接質(zhì)量，應(yīng)盡量保證同一根管道在同一中心，利用焊接定位的方式將管道之間的進行定位焊接，為此對每根切口管道進行標識，從而降低對口偏差。

2.2.3 管道支架安裝

1）管井內(nèi)管道安裝通常采用兩種安裝方法

正裝法：先將管道根據(jù)BIM技術(shù)進行分割，在分割完成后的管道運至車庫地下一層，經(jīng)塔吊將管道通過管井由下至上逐節(jié)安裝。然后按照規(guī)范及設(shè)計要求設(shè)置預(yù)制支架。將立管固定在豎井內(nèi)預(yù)先安裝好的管道支架上。待管道固定牢固并檢查合格后，再根據(jù)管道標示依次吊裝下一節(jié)管道，安裝到位后與上一節(jié)管道對口焊接，豎井內(nèi)管道按照由上到下的施工順序進行安裝。

倒裝法：管道從上向下逐節(jié)倒裝安裝，管道連接的所有焊口均在統(tǒng)一位置進行焊接。根據(jù)施工現(xiàn)場結(jié)構(gòu)情況確定豎井頂部吊裝支架，本工程管道豎井結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，吊裝支架采用雙牛腿支架，吊耳焊接在牛腿支架的橫梁上，固定支架承擔(dān)全部立管的荷載。底部支架設(shè)置在二層，由于該管段負荷較小，采用單懸臂支架，為保證分段管道吊裝完成后與上部管段的焊接質(zhì)量，下部管道支架采用活動形式。將管道吊裝至指定位置后進行臨時固定，并根據(jù)豎井內(nèi)管道支撐方式施工圖，焊接筋板，將管道支撐固定設(shè)置在每層的支架上。

2）地下室水平干管支架及管井立管管道固定支架的安裝

地下室水平干管根據(jù)設(shè)計圖紙要求安裝完成，與管道立管連接，在水平方向及豎向方向利用固定支架進行固定，在水平干管與豎向立管連接處50cm范圍內(nèi)安裝水平固定支架，支架根部采用[10槽鋼固定在頂板上。由于豎向立管底部水平支架承載較大荷載，一般采用鋼管支架。

3 質(zhì)量控制 

3.1 質(zhì)量標準 

1）管道焊縫外形規(guī)格尺寸應(yīng)符合設(shè)計圖紙及施工驗收規(guī)范規(guī)定，管道焊縫高度不得低于母材表面，管道焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡。管道焊縫區(qū)域表面應(yīng)無裂紋、未熔合、未焊透、夾渣、弧坑和氣孔等缺陷，按照規(guī)范要求應(yīng)對焊口進行無損探傷試驗。確保焊口焊接質(zhì)量合格率為100%。

2）管道的坡口及支吊架除銹及刷漆到位，滿足規(guī)范要求。管道接口對接焊縫的中心到管道彎曲起點的距離不應(yīng)小于管道外徑且≥100mm；管道焊接焊縫與支、吊架邊緣之間的距離≥50mm。

3）管道和閥門安裝的允許偏差和檢驗

4）管道焊接完成后要進行焊口打磨，刷環(huán)氧富鋅漆進行二次防腐處理。

3.2 關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位質(zhì)量控制

1）不宜在焊縫及其邊緣上開孔。

2）焊前準備工作：

①采用等離子弧、氧－乙炔焰等熱加工方法對焊件的切割和坡口加工，加工坡口后，必須除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，并對凹凸不平處打磨平整。

②應(yīng)將坡口及其內(nèi)外側(cè)表面≥10mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛剌及鍍鋅層等清除干凈后進行焊件組對，且不得有裂紋、夾層等缺陷。

3）要嚴格控制分段的預(yù)制管道的測量數(shù)據(jù)誤差，保證管道長度及管道中心線偏差控制在1cm以內(nèi)，對口處不平應(yīng)用φ6mm鋼板墊平并焊接。

4）要嚴格控制管道的焊接質(zhì)量，對于預(yù)留焊接口要依照規(guī)范進行管道坡口，型鋼的橫向槽鋼與豎向槽鋼連接處要進行45°切割，保證型鋼的接觸面是線接觸，并進行兩面焊接，焊縫高度不低于3mm，不得有夾渣氣孔出現(xiàn)。

5）管道滑移過程中要保證實時監(jiān)控，在既有臨時固定基礎(chǔ)上，要在≤5m間距用φ8mm鋼絲繩進行捆扎，保證安全及成品管道的焊口不開裂，管道不下墜。

4控制要點

1）對管道的支架進行負荷計算（要考慮管道及后期注水后的負荷計算），為結(jié)構(gòu)工程師提供相對應(yīng)參數(shù)，便于在結(jié)構(gòu)深化圖階段考慮安裝管道的產(chǎn)生的負載。

2）結(jié)合施工圖管道走向、標高及分段吊裝的編號、段數(shù)，提前預(yù)制各個管道及支吊架。

3）吊裝管道時應(yīng)先對管道臨時固定。

4） 待分段管道吊裝完畢后，將管道橫向調(diào)到同一直線，調(diào)好管道標高、坡度，然后進行管道對口及支吊架焊接。

5）各個分段管道焊接完畢后，將管道補焊剩余對接口，打磨焊口。

6）對焊點進行防腐處理，刷防火涂料。

5、效益分析

以北京終端管制中心工程為例，管道安裝工人15人，高空焊接每天焊接管道30m，通過施工工藝調(diào)整后實際焊接管道45m/d，每人每天工費為300元，管道安裝總工程量為540m，通過管道安裝工藝調(diào)整后工程成本降低為27 000元，

原管道工藝方案：540m÷30m/d×300元/人.天×15人=81 000元

管道安裝工藝調(diào)整后：5 400m÷45m/d×300元/人.天×15人=54 000元

成本降低：81 000元-54 000元=27 000元，成本節(jié)約33%，總工期提前6d。

6、結(jié)語

綜上所述，北京終端管制中心工程通過此管道倒裝施工技術(shù)對屋面冷卻水管道吊裝焊接施工，減少了高位置管井大管徑管道對口焊接時間，使原來高空焊接一天焊接管道30m，提高到實際焊接管道45m/d，極大地提高了大管徑鋼管在管井高空安裝效率和安裝質(zhì)量，使此項目節(jié)約施工成本27 000元，工期提前6d。同時此施工工藝實現(xiàn)了建筑過程中綠色環(huán)保、節(jié)能的要求。

本文來源：《城市住宅》：http://12-baidu.cn/w/kj/12544.html