裝配式管線支吊架技術(shù)在地鐵機電安裝中的應(yīng)用

張鵬

摘要：裝配式管線支吊架技術(shù)因其高效、標(biāo)準(zhǔn)化和安全等優(yōu)勢，而在地鐵機電安裝工程中得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)通過預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)化的管線支吊架系統(tǒng)，將機電設(shè)備與主體結(jié)構(gòu)非結(jié)構(gòu)連接，以提升施工效率和空間利用率。分析裝配式管線支吊架技術(shù)的原理和優(yōu)勢，并闡述其在地鐵站機電綜合管線布置中的應(yīng)用原則。通過將該技術(shù)與地鐵機電安裝工程相結(jié)合，實現(xiàn)了施工效率的提升和空間利用的優(yōu)化，以望為地鐵工程施工的有效實施提供有益指導(dǎo)，推動地鐵系統(tǒng)的順利建設(shè)與運營。

關(guān)鍵詞：裝配式管線；支吊架技術(shù)；地鐵機電；安裝要點

0? ?引言

地鐵作為現(xiàn)代城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，在迅速發(fā)展的城市化進程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。地鐵工程建設(shè)中，如何在有限的空間內(nèi)高效安裝各種復(fù)雜的機電設(shè)備，并確保施工質(zhì)量達到標(biāo)準(zhǔn)，成為地鐵工程亟待解決的問題之一。裝配式管線支吊架技術(shù)作為一種創(chuàng)新的施工方法，因其高效、標(biāo)準(zhǔn)化和安全等優(yōu)勢，為解決這一問題提供了新的途徑。

1? 裝配式管線支吊架主要特點及組成

1.1? ?裝配式管線支吊架的主要特點

裝配式管道支吊架是一種靈活且可重復(fù)使用的支架系統(tǒng)，用于支持和固定各種管道和設(shè)備。裝配式管道支吊架設(shè)計避免了焊接和機械鉆孔，支吊架組合件和配件可以自由調(diào)整管道支架的尺寸和高度，便于調(diào)整和安裝，有效降低了施工難度和成本。

1.2? 裝配式管線支吊架的組成部分

裝配式管道支吊架包括成品槽鋼、彈簧螺母、型鋼底座、型鋼組合件、防震絕緣管束、P型管束和套管式膨脹螺栓等多種組件，由此構(gòu)成了一個完整的支吊架系統(tǒng)。成品槽鋼采用冷拉成型的鍍鋅槽鋼，可選用材料包括Q235、S250GD、S235JR鋼，具有良好的強度和耐腐蝕性能。

截面尺寸包括41mm×25mm、41mm×41mm、41mm×

62mm、41mm×82mm和41mm×124mm，適用于不同類型和尺寸的支吊架和管道支持，每根成品槽鋼的標(biāo)準(zhǔn)長度為3000mm，型鋼壁厚不小于2.0mm。成品槽鋼內(nèi)緣具有齒牙，齒牙深度不小于1mm，所有配件可以通過機械咬合方式安裝在成品槽鋼上。成品槽鋼以及與之相關(guān)的鋼制零配件經(jīng)過熱浸鍍鋅處理，鍍鋅層的厚度應(yīng)不低于8um。裝配式管道支吊架的結(jié)構(gòu)荷載分項系數(shù)大于1.4，結(jié)構(gòu)安全等級為一級，相應(yīng)重要性系數(shù)為1.1。

2? ?裝配式管線支吊架施工技術(shù)

2.1? ?制備管線支吊架

管線支吊架的制備應(yīng)遵循設(shè)計規(guī)范，制作少量成品構(gòu)件，經(jīng)過檢測確保滿足工程要求后再進行量產(chǎn)制備。根據(jù)設(shè)計要求，使用切割機將型鋼切割成所需的長度和形狀，使用機械鉆孔方法，在型鋼上進行孔洞打孔，不應(yīng)使用電氣法進行打孔。在支架的焊接過程中，將型鋼部件進行預(yù)先焊接，如底托、吊桿、橫梁等，安裝螺栓、螺母和墊片，將不同部件連接在一起，對連接點進行檢查，螺栓、螺母和焊接連接是否符合要求。

加工支吊架根部時，使用切割機截斷槽鋼，將支吊架的根部切割長度一致，用角向磨光機對槽鋼的根部進行磨光處理，將經(jīng)過切割和磨光處理的槽鋼根部與支吊架的上部保持平行進行焊接，焊接縫的厚度必須達到規(guī)范要求應(yīng)不少于4mm，沿著整個支吊架根部的長度進行焊接，確保焊接的均勻和牢固，然后進行除銹和防腐處理。

根據(jù)地鐵管道的設(shè)計標(biāo)高，將吊桿截取到適當(dāng)?shù)拈L度，吊桿的絲扣尾長度要小于托架的最低點位，避免過多的露絲。在制備完成后，進行支吊架的驗收和測試，確保其滿足設(shè)計和安全要求。

2.2? ?用BIM對管線綜合排布

機電系統(tǒng)通過創(chuàng)建BIM（建筑信息模型）的方式來管理和優(yōu)化建筑項目的設(shè)計、施工和運營。將給排水管、消防管、強電橋架、弱電橋架、通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管等機電系統(tǒng)元素進行數(shù)字化建模，并在一個統(tǒng)一的虛擬環(huán)境中進行綜合排布，不交叉干擾。工程師利用BIM技術(shù)，在有限的空間內(nèi)合理安排機電系統(tǒng)，并優(yōu)化管線的標(biāo)高排布。通過BIM模型可以生成視覺化的外觀，使項目團隊能夠直觀清楚地了解到機電系統(tǒng)的設(shè)計和布局，在建筑項目的全周期中都可以應(yīng)用。

通風(fēng)水系統(tǒng)通過控制供應(yīng)的新風(fēng)量和空氣溫度，來維持車站和隧道內(nèi)的溫度和濕度在舒適的范圍內(nèi)。過濾和處理空氣，去除有害氣體、顆粒物和污染物，從而保障乘客和工作人員的健康。火災(zāi)等緊急情況下，通風(fēng)系統(tǒng)需滿足排煙要求，有效地排出煙霧和有害氣體。通風(fēng)系統(tǒng)需時刻維持和監(jiān)測設(shè)備管理用房內(nèi)的溫度、濕度和噪聲，使地鐵系統(tǒng)正常運行。

在深化設(shè)計階段，工程團隊可以使用BIM軟件創(chuàng)建一個建筑物的外部結(jié)構(gòu)，將所有機電設(shè)備、管道、支架、構(gòu)件等高度詳細的三維結(jié)構(gòu)模型作為項目的核心。通過BIM，模擬和優(yōu)化設(shè)備和管道的布局。

2.3? ?基于BIM的支吊架設(shè)計

使用BIM支吊架設(shè)計軟件，建立一個包括設(shè)備、管道和支吊架的三維模型。選擇由專業(yè)支吊架廠家提供的支吊架組件，根據(jù)實際的現(xiàn)場條件和設(shè)備尺寸，將項目劃分為單元模塊，設(shè)置為統(tǒng)一的尺寸，利用 BIM 技術(shù)進行碰撞檢測。當(dāng)支吊架與其他構(gòu)件（如管道、電纜等）之間存在沖突時，可調(diào)整支吊架的位置和布局，隨后生成詳細的制造和安裝圖紙。

蒸發(fā)冷機房單元模塊布置如圖1所示。其中編號1為集水器單元模塊，編號2為分水器模塊，模塊3為冷凍水泵LD-A1和水處理器SCL-A1，模塊4為冷凍水泵LD-A2和水處理器SCL-A2，模塊5為蒸發(fā)冷機組LS/A1水管，模塊6為蒸發(fā)冷機組LS/A2水管。

2.4? ?生成支吊架的材料訂單

明確支吊架的各個組成部分，由廠家提供規(guī)格，根據(jù)每種組件的尺寸和數(shù)量，制定綜合支吊架的材料清單。

2.5? ?現(xiàn)場放樣定位

首先，對施工現(xiàn)場展開調(diào)查，制定初步的管線綜合方案，對管線的大致布控。基于初步方案，進行測試和驗證，以確認管線的布置、標(biāo)高和走向，特殊情況可對管線布控進行調(diào)整。管線布控后，進行全方位的布控調(diào)整，然后進行二次調(diào)整，細化管線布置，制定管線方位布控圖。

在布控圖中，確認和標(biāo)注好交叉點位，確定單排支架端點的放樣方位，測算出支架之間的距離并進行適當(dāng)?shù)某C正調(diào)整。嚴(yán)格按照施工圖紙的要求，仔細的規(guī)劃、測試、調(diào)整和測量后方可進入下一道工序。

2.6? ?支吊架的組裝及安裝

2.6.1? ?安裝膨脹螺栓

準(zhǔn)備好適用于支吊架的膨脹螺栓、膨脹管、螺母等，根據(jù)圖紙設(shè)計將支吊架放置在預(yù)定位置上，使用沖擊鉆進行打孔，將膨脹螺栓插入預(yù)先打好的孔洞中，并留出一定的空間，以便后續(xù)的膨脹過程。

使用套筒在螺栓的頂端或沉頭處插入膨脹管，使膨脹管逐漸填充孔洞并擴張，緊密固定在孔洞內(nèi)。在膨脹管外脹到規(guī)定程度后，使用螺母將螺栓的頂端或沉頭拔出，使膨脹管進一步膨脹，與孔洞壁形成緊密的連接，將支吊架穩(wěn)固地固定在支撐面上。

2.6.2? ?安裝底托

在設(shè)計圖紙在管道所需支撐的位置標(biāo)記底托的安裝點。在安裝底托之前，確保底托上的膨脹螺栓螺母為松開狀態(tài)，將預(yù)制的槽鋼底座嵌入到底托的底部，調(diào)整底托的位置，使其與管道對齊然后擰緊。

2.6.3? ?拼裝豎桿和底桿

在拼裝底托和豎桿時，將預(yù)先經(jīng)過電鍍鋅等防腐蝕處理的帶齒槽槽鋼，安裝在底托上。按照特定的順序擰裝底托和豎桿，先安裝彈簧螺母，然后再安裝特種六角螺栓。安裝槽鋼時，槽鋼的角度始終與彈簧螺母垂直，并將角度偏差應(yīng)控制在5°范圍內(nèi)。

根據(jù)實際需要，使用扳手來調(diào)整豎桿的垂直度，避免傾斜或歪斜。使用水平儀和垂直儀檢查每個底托的水平度、垂直度，檢查每個底托的位置，檢查每個底托上的螺栓和螺母的緊固情況。

2.6.4? ?安裝管道和橫擔(dān)

對管道和橫擔(dān)的安裝位置進行標(biāo)記，使用起重機械將管道和橫擔(dān)吊裝到預(yù)定安裝位置，將橫擔(dān)與管道對齊，使用螺栓、螺母等連接器件將橫擔(dān)固定在支吊架上。在橫擔(dān)與豎桿拼裝后，安裝吊架連接梁，用于支撐雙方向滑動底座。

選擇底座型號時，考慮管道的質(zhì)量、尺寸、安裝要求等因素。對于雙方向滑動吊架橫梁，選擇并安裝雙向滑動底座（這種底座允許管道在不同方向上滑動）。緩慢地將管道放置在安裝好的雙向滑動底座上，使用管卡等固定裝置將管道與支架連接起來。

2.7? ?機電管線的安裝

在安裝風(fēng)管、水管和橋架時，對管道和橋架的正確高度、水平度和間距進行精確調(diào)整，然后使用固定裝置，將其固定在組合式支吊架上，防止松動或搖擺。在安裝空調(diào)機組之前，對內(nèi)部進行清潔，將機組的接口、入口和其他開口臨時封閉，防止污染物進入機組內(nèi)部。嚴(yán)禁擺放雜物，以免雜物阻礙機組內(nèi)部的空氣流動，影響機組的運行和性能。機組包含脆弱的部件，如冷凝器、蒸發(fā)器、電子元件等，嚴(yán)禁踩踏或施加不必要的壓力，以免對機組造成物理損害。

檢查風(fēng)管的制作、安裝和密封是否符合《金屬風(fēng)管及部件安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求，進行漏風(fēng)檢測。在空調(diào)機組的送風(fēng)口和回風(fēng)口處，使用保溫軟連接，以防止冷凝水結(jié)露問題。空調(diào)機組與供水和回水管道應(yīng)當(dāng)正確安裝，合理的水封高度可以防止排放管內(nèi)的惡臭氣體逆流到室內(nèi)，確保冷凝水排放通暢。在空調(diào)機組的四個角設(shè)置限位裝置，限制機組移動和搖晃。空調(diào)機組正確設(shè)置外接地，在機組的相關(guān)部位設(shè)置防撞標(biāo)識，提醒人員注意避免撞擊機組。

2.8? ?支吊架的負載試驗

負載試驗的主要目的是驗證支吊架是否符合設(shè)計要求，是否能夠安全承受實際工作荷載。在進行負載試驗之前，必須仔細核算電纜橋架、風(fēng)道、支吊架、管道和機械設(shè)備的工作荷載和質(zhì)量。進行試驗時，在48h內(nèi)懸掛荷載總和2倍的承重物在支吊架上。

負載試驗結(jié)束后，進行吊架根部、支吊架和預(yù)埋鐵件的仔細檢查和核實，對支吊架進行全面檢查，包括橫梁、螺栓、連接件等部分，檢查是否有明顯的變形，所有連接是否牢固且沒有松動。安裝設(shè)備完成后，進行試壓測試，將管道系統(tǒng)充以液體或氣體，檢查是否存在泄漏。

3? ?支吊架安裝控制要點

在安裝單吊桿時，要確保吊桿的位置與管道的中心線對齊。在安裝雙吊桿時，需要確保雙吊桿分別位于管道的兩側(cè)，且托架的螺孔間距對稱布置。在管道的起始點和終點確定并安裝兩端的支吊架，以此為參考點來定位和安裝中間支吊架。中間支吊架的間距應(yīng)根據(jù)管道的質(zhì)量和管徑來確定，以確保均勻分布管道的質(zhì)量。

在管道系統(tǒng)需要抵御振動或其他外部力量時，可以考慮應(yīng)用防晃支架。應(yīng)用防晃支架可以提高支吊架系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少管道的振動和位移。為了防止冷橋和減少熱量散失，選擇性能良好的隔熱材料覆蓋整個管道絕熱層。隔熱材料的厚度應(yīng)與絕熱層的厚度相匹配，以確保絕熱層的連續(xù)性和隔熱性。

4? ?結(jié)束語

操作空間有限、專業(yè)工種多樣和管線高度集中是地鐵機電安裝工程的特點。通過合理應(yīng)用裝配式管線支吊架技術(shù)，可以在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)管線的高效裝配，減少施工時間，降低施工成本，為地鐵機電安裝工程帶來了實際益處，有效提高了工程施工和運行階段的效率和可維護性。將該技術(shù)與地鐵機電安裝工程相結(jié)合，實現(xiàn)了施工效率的提升和空間利用的優(yōu)化，有利于推動地鐵系統(tǒng)的順利建設(shè)與運營。

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