狹小空間半地下室大型設備安裝技術研究

吳昊

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

1 工程概況

中國人民銀行反洗錢監測分析中心項目，建筑業態主要為2座工業廠房。其中A幢廠房半地下室冷戰機房設有2臺大型蓄冷罐，廠房整體土建結構已完成后，再開始進行地下室蓄冷罐安裝工作。若采用罐身板件預制、現場分片組焊的安裝方式，其施工工期較長、現場作業安全質量隱患較大，故本次采用成品蓄冷罐進行整體吊運安裝。

蓄冷罐體尺寸13.6m×4.2m×4.2m，單個罐體重達30t，共2臺。由于冷戰機房位于半地下室內部，缺少可將蓄冷罐直接吊裝落位的平面洞口或汽車坡道等常規通道，只留有一個側墻洞口作為設備水平運輸通道。故本次需先利用大型起重設備從半地下室側墻洞口將蓄冷罐送入地下室內，再考慮在地下室內部采用小型運輸設備將蓄冷罐水平運輸至設備基礎、安裝固定[1]。

2 設備安裝各階段技術分析及實施

2.1 第一階段——罐體卸車、頭部進洞

圖1 第一階段工況示意圖

考慮蓄冷罐重量及場內道路、場地條件，先采用1臺200t汽車吊站位于半地下室側墻邊施工道路上，將蓄冷罐從運輸車上卸下，同時調整好位置將罐體端部垂直、居中對準半地下室側墻洞口中心。由于汽車吊所在路面高出地下室地坪1.5m，為確保下階段罐體水平移動順利進行，此階段需先行將罐體頭部2m送入地下室側墻洞口；地下室內提前備好1輛18t的叉車，用貨叉接住罐體頭部。

此階段的施工難點：一是受限于側墻運輸洞口尺寸，對罐體初始對正定位，及水平移位控制進度要求較高；二是路面與地下室之間的1.5m的高差影響，需配置叉車作為前端受力支點保持罐體受力平衡。

200t汽車吊起重性能及地基承載力驗算：汽車吊主臂長18.1m，起重半徑10m，額定起重量66.5t；蓄冷罐重量30t，吊鉤索具重量約0.5t，則吊機計算負載Q計＝1.1×（30+0.5）=33.6t＜66.5t。汽車吊支腿下鋪設2.5×2.5×0.2m鋼板，經計算最大支腿力N=451kN，451/（2.5×2.5）=72kPa＜80kPa，地基承載力滿足要求。

吊點驗算：在罐體中心兩側共焊接4個25mm厚成品吊耳作為設備吊點。單個吊耳軸向承載力為：N=fA=295×（160-60）×25=737.5kN=73.8t；取吊裝系數 1.4、安全系數2.0，單個耳板軸向承載力為73.8t/1.4/2=26t。而蓄冷罐最大重量30t，共4個吊點，則單個耳板承受重量為30/4=7.5t＜26t，吊耳強度滿足要求；

2.2 第二階段——罐體整體進洞

由于地下室側墻洞口限制，200t汽車吊的大臂已無法繼續將蓄冷罐進一步送入洞內，故改用2臺60t折臂吊對稱站位于罐體兩側進行雙機抬吊，每臺折臂吊各設1根鋼絲繩分別拉住罐體尾部側邊的吊點，單臺60t折臂吊臂長及起重半徑為7.5m，額定起重量21t＞15/2=7.5t，折臂吊安全度滿足[2]。

罐體頭部擱架在18t叉車上向前牽引，罐體尾部被2臺折臂吊的折臂緊貼罐身抬起，以接近水平角度緩緩將整個罐體送入地下室洞口內。由于接近洞口存在已施工的設備基礎高出地坪約200mm，故設備基礎之間需采用碎料壓實平整，上覆走道鋼板作為防護。另外，考慮罐體保護及下一階段水平運輸工作，在罐身底部兩側各墊設一段型鋼支座作為蓄冷罐初步卸入地下室洞口邊的臨時擱置點。

此階段施工難點：一是罐體平移過程中實際姿態是頭部略向下傾斜入洞，其重量分別向前端叉車支點和尾端折臂吊吊點進行動態分配，需保證此過程中前后支點的最大分配重量均不得超過允許承載力，叉車牽引速度和折臂吊跟進速度應平穩有序、協調一致，避免前后速率不一，導致一端支點所分配罐體重量超載；二是罐體直徑大、重心高，為保證進入洞口過程中罐體的側向防傾覆穩定性，兩側折臂吊在雙機抬吊過程中，起勾、伸臂、落位、脫鉤分解動作需保持高度同步性。

圖2 第二階段工況示意圖

2.3 第三階段——罐體水平移位至基礎、安裝固定

前階段蓄冷罐在地下室側墻洞口邊緣的臨時卸位點，至地下室冷戰機房尚有20多米距離，需采取2臺18t叉車進行水平運輸。1臺叉車貨叉托住罐體頭部，另1臺叉車的貨叉從側身底部托住罐體，2臺叉車同步抬起使罐體與底部臨時型鋼支座脫離。隨后通過前后2臺叉車逐步調整前進角度，將罐體沿計劃路線水平移位至冷戰機房的指定設備基礎上，并完成最終安裝固定[3]。

此階段施工難點，主要是地下室狹小空間內進行運輸各類障礙較多。地下室的標準柱網間距8.4m，底板頂面至梁底凈高4.8m，而罐體長達13.6m，直徑達4.2m，故其考慮轉彎半徑的運輸操作空間原本就已十分局促；加之地面存在凸出的設備基礎、頂棚存在下掛的管線橋架，以及部分已施工的砌體、構造柱，整個罐體室內移位過程中需特別注意對已完工程的保護工作，也要避免各類障礙物碰撞罐體或叉車造成罐體傾覆，確實無法避讓的障礙物則必須提前拆除、清理到位。

圖3 第三階段工況示意圖

3 技術總結

總結本次狹小空間地下室內大型蓄冷罐設備安裝技術及應用。在理論分析層面：重點是大型起重機械吊裝就位點的地基承載力復核、起重機械各工況下的額定承載力復核、鋼絲繩承載力及吊耳強度復核；在現場施工層面：重點是復核地下室側墻洞口尺寸、地下室柱距和凈高是否滿足罐體通過要求，并對相關已完工程做好成品保護；在項目總承包管理層面：應提前做好兼顧各專業的全面策劃，采取預留安裝通道、加快設備采購、優化安裝工藝、合理安排搭接面各分項工程施工順序等措施，盡量避免因此類狹小密閉空間內的大型設備后裝而產生額外的施工風險、措施支出。