管道高效提升施工技術

□□ 劉永紅 (山西省宏圖建設集團有限公司，山西 太原 030006)

引言

隨著我國建筑業的發展，高空間管道安裝施工作業越來越普遍。目前，通常采用傳統的滿堂紅腳手架或搭設腳手架移動平臺來進行管道高空作業，由人工托舉管道，將管道通過人傳人的方式傳運到安裝高度位置并進行安裝，費時費力，操作難度大，施工效率低，安全系數低。在夾層等空間狹小、管道密集區域施工時，傳統作業將更加困難。這就需要一種快速高效地提升管道方式，改善作業環境，提高施工效率，保證施工工期和施工安全。

1 管道高效提升施工特點

(1)安全性高。采用卷揚機、可移動底座、傳力滑輪組和高度設定裝置，工廠化加工生產，現場安裝，可按照管道安裝設計高度提升管道，減少了高處人工托舉作業的安全隱患，施工安全得到有效地保障。

(2)環保、節材。由工廠化加工生產，現場可拆卸，針對不同的樓層高度均可調整使用，占用場地少、周轉率高。

(3)易操作，可縮短工期。構造簡單，操作方便，減少了工序及工作量，加快了施工進度。

(4)有利于節約施工成本。管道高效提升方式是成套裝置，可節約鋼管租賃費，經濟效益顯著。使用起來受環境侵害小，使用壽命長，減少了清理及維修作業，提高了效率；施工中減小了丟失零散部件的可能性，避免了浪費，降低了施工成本。

(5)減少了施工噪音。通過施工工藝改變減少了施工中相互碰撞及敲打產生的噪音。

2 工藝原理

在高空間大口徑管道施工中，利用一種靈活的裝置把管道提升到安裝位置，該裝置利用最常見的卷揚機進行組合，通過滑輪進行傳動操作，配置了一套可調節高度的構件，滿足各樓層管道安裝高度的要求。根據管道的安裝高度調整可升降立桿的高度，滿足不同高度管道的安裝要求；管道綁在鋼索末端時，啟動卷揚機后管道可以勻速提升，可以停留在任意高度，可實現長時間停留。結構穩固、移動靈活、升降平穩、操作方便、載重量大。該技術保持整個管道安裝過程中的操作安全，在遇到較大鋼管時，可以輕松安裝，提升了管道安裝的效率和質量，并且末端的水管吊鉤和風管吊框可以靈活更換，適用廣泛。

3 施工技術

3.1 施工準備

在施工前做好施工準備工作，主要包括：對圖紙的熟悉、管線的深化設計、施工前的材料、機具、勞動人員準備、技術交底和安全交底等工作，見表1。

表1 施工準備工作

3.2 受力分析

管道支撐工具主要承受的是垂直方向上的壓力，以安裝鍍鋅鋼管為例，按管徑DN150進行分析。6 m長鍍鋅鋼管理論質量M=138 kg，計算得單根鋼管的壓力為F=138 kg×9.8 N/kg=1 352.4 N。

支撐立桿鋼管的管徑選用DN40鍍鋅鋼管。鋼管材料為外徑Φ48 mm；厚度δ=3.5 mm(Q235)軋制圓鋼管，其截面特性為鋼管外直徑D=48 mm；鋼管壁厚t=3.5 mm；鋼管內徑d=41 mm。通過計算得出：Q235鋼材抗壓強度[f]=215.0 MPa；截面凈面積A=π/4×(D2-d2)=489.30 mm2；鋼管支架整體穩定性系數Ψ=0.423(查表得出)；立桿允許荷載[F]=Ψ×A×[f]=44 500 N。

根據上述計算可得：鋼管壓力荷載為F=1 352.4 N，立桿允許荷載為[F]=44 500 N，[F]>F,滿足安全支撐要求。

3.3 管道提升裝置制作

管道提升裝置如圖1所示。由卷揚機提升部分3、可移動底座1、7、傳力滑輪組4、5和高度設定裝置2、6、8組成。采用L50角鋼焊制1 000 mm×1 500 mm的矩形框，中間田字焊接加固，長方向上田字加固位于1/3處，以保證起吊過程被吊管道重心落在矩形框內；底座的四角各裝1個萬向輪，其單只強度滿足承重80 kg左右。

圖1 水管提升裝置示意圖

卷揚機安裝在長方向1/3段內，避開被吊管道正下方位置，以免影響操作，如圖2所示。可升降立桿的下段選用DN100鍍鋅鋼管，上段選用DN80鍍鋅鋼管，在下半段DN100鍍鋅鋼管上開一小孔安裝插銷，用于調節高度；安裝高度以1.5 m適宜；可升降立桿下半段的1.5 m處避開插銷安裝絞盤用于升降上半段立桿高度；可升降立桿上半段的折角處安裝兩滑輪，以供鋼索滑動，如圖3所示。

圖2 卷揚機安裝

圖3 立桿安裝

3.4 安裝前檢查

管道正式吊裝前，檢查施工場所是否平坦、垃圾是否清理干凈，支撐本身是否穩固、可靠；是否存在質量問題和安全隱患影響施工人員人身安全。當安裝整根長管道時，要重點檢查管件連接處是否牢固，與支架間的防滑措施是否達到要求；施工人員是否熟練掌握支撐的使用技巧及要點。

3.5 水管提升

組裝完整個施工管道輔助提升裝置并安全檢查合格后，首先把該裝置移動到管道施工處，現場施工人員站在預定位置對管道進行連接，確保連接牢固。

管道兩端各放置一臺設備，現場施工人員同時站在管道兩側，將管道水平放置于吊鉤之上，對于單根質量重的管道安裝時，使用支撐上原有的管鉤對管道進行固定，以免管道掉落，砸傷施工人員。根據現場高度情況，使用絞盤調整可升降立桿的高度。

插好插銷固定好被吊水管后，啟動卷揚機，觀察鋼索在滑輪內運行有無跳槽。管道兩端由操作人員同步操作，現場施工人員將2個支撐平衡水平緩慢上升，待升到管道預定位置之后，利用支撐鎖緊裝置，鎖緊支撐。提升管道直至目標高度關閉卷揚機，完成此次操作。

3.6 風管提升

采用L40角鋼焊制矩形框，矩形框寬度與高度根據項目最大風管尺寸確定。用制作好的矩形框替換管道吊鉤，然后將該裝置移動到風管施工處，根據現場高度情況，使用絞盤調整可升降立桿的高度，并插好插銷，固定好被吊風管后，啟動卷揚機。觀察鋼索在滑輪內運行無跳槽，即可提升管道直至目標高度關閉卷揚機，完成操作，松開支撐鎖緊裝置，將支撐緩慢降下。如圖4所示。

圖4 風管提升裝置示意圖

4 結語

結合山西省朔州市朔城區人民醫院新建住院樓工程，各類管道總長度約為4.5萬m，管道安裝勞務承包平均價格為29元/m，安裝施工勞務費為130.5萬元。采用管道高效提升施工技術后，通過對兩層樓管道的施工時間分析，可以縮短23%的施工時間。并經現場統計，勞務用工節約為23%，即節約費用為23%×130.5萬元=30萬元。

管道高效提升施工技術利用半自動化輔助操作，改善了作業環境，提高施工效率，縮短管道施工工期，避免了人工扛抬管道，保證了施工安全。提升裝置大部分構件利用工地現場邊角料、廢料實地取材進行制作，二次利用，環保節能。