地鐵機(jī)電安裝中的裝配式管線支吊架技術(shù)淺析

機(jī)電安裝行業(yè)的覆蓋范圍十分廣泛，涉及到了地鐵等工程，在操作期間需要掌握許多的專業(yè)知識(shí)。近幾年，科學(xué)技術(shù)在我國得到了快速發(fā)展，許多地鐵工程為了便于項(xiàng)目施工作業(yè)的開展，開始引入不同的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，這也加快了機(jī)電安裝行業(yè)的發(fā)展速度。因此，本文以地鐵機(jī)電安裝為目標(biāo)，探討了裝配式管線支吊架的有效應(yīng)用策略，以供參考。

1. 工程概況

該工程的交通線主要位于深圳市地下站，屬于人防終點(diǎn)站，地理位置在龍珠大道路中。在龍珠大道按照東西走向布置。車站西北側(cè)、東北側(cè)、西南側(cè)和東南側(cè)分別是龍都花園、龍聯(lián)花園和龍輝花園。車站為DK4+271.725中心里程，地下二層車站為單柱島式站臺(tái)，雙跨寬為11.0m，站臺(tái)有效長度和寬度分別為140m、10.4m，整個(gè)車站的長和面積分別為239.90m、12230.28㎡，主體建筑、附屬建筑分別為10163.82m2、2266.09m2。站廳層和站臺(tái)層分別有1731.7m2和1343.2m2的公共面積，本站通道長在60m以內(nèi)。

二、綜合支吊架的優(yōu)點(diǎn)及性能

綜合支吊架系統(tǒng)中應(yīng)用了剛性支架，其中的槽鋼數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，一般來說，需要在單層或多層安裝管線，并且需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)和增改，如此有助于充分利用管線布設(shè)。該技術(shù)主要具有如下特點(diǎn)：

（1）在布置各專業(yè)管線時(shí)，需要將其作為一個(gè)整體，支架系統(tǒng)中集中了各專業(yè)管線，可以支吊管道，使得上部空間得到了充分利用，特別是有助于高效利用地下空間，可以靈活利用空間，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間問題的有效解決，并且可以結(jié)合實(shí)際情況調(diào)節(jié)管線標(biāo)高，如此有助于擴(kuò)容；

（2）裝配式施工有助于提升現(xiàn)場施工效率，大幅的縮減了以往的安裝時(shí)間，可以交叉不同的專業(yè)和工種，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作效率的提升，對(duì)工期的縮短；

（3）無需在現(xiàn)場進(jìn)行焊接，可以有效避免焊接高溫破壞其他結(jié)構(gòu)或?qū)е禄馂?zāi)的發(fā)生，并且可以對(duì)基材防腐涂層起到保護(hù)作用，有效提升其耐久性；

（4）設(shè)計(jì)支吊架系統(tǒng)，在完成安裝后，應(yīng)當(dāng)均勻、整齊的布置管線，還應(yīng)當(dāng)選擇與裝修風(fēng)格相符的環(huán)氧噴涂劑，保證其具有美觀的外觀顏色和造型。綜合支吊架主要起到承力的作用，所以必須達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度和剛度，此外，還應(yīng)當(dāng)符合工程要求。在選擇不同材質(zhì)的管道吊掛支架時(shí)，不僅應(yīng)當(dāng)結(jié)合地鐵工作環(huán)境，還需要考慮介質(zhì)在被夾管內(nèi)的溫度和壓力。并且應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的剛度。

三、施工技術(shù)

（一）制作支吊架

最重要的運(yùn)行構(gòu)件就是支吊架，主要用于支撐管線及其運(yùn)動(dòng)，有助于安全穩(wěn)定的運(yùn)行管線及其連接設(shè)備。所以支吊架的制作必須符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范，先對(duì)少數(shù)成品進(jìn)行試驗(yàn)加工，等到質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，在實(shí)施批量加工，采用統(tǒng)一的形式鍍鋅，在所有工序完成后才能夠進(jìn)行安裝。

1. （1）矯正、切斷和打孔：應(yīng)當(dāng)按照先扭曲后彎曲的順序進(jìn)行矯正，型鋼采用冷矯正法；在切割型鋼和鉆孔期間，需要用到砂輪切割機(jī)和臺(tái)鉆，如此可以提升支架焊縫質(zhì)量，使支吊架具有更強(qiáng)的承載力。

（2）吊桿截?。涸诮厝r(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的管道安全標(biāo)高，絲扣末端應(yīng)當(dāng)比托架末端低，且不得存在過多露絲。

（3）除銹和防腐操作：應(yīng)當(dāng)重視驗(yàn)收鋼材質(zhì)量，在除銹環(huán)節(jié)和防腐環(huán)節(jié)分別需要用到角向磨光機(jī)和空壓機(jī)。

（4）加工制作支吊架根部：在制作根部時(shí)主要用到了槽鋼加工法，詳細(xì)的來說就是借助切割機(jī)和角向磨光機(jī)分別截?cái)嗖垆摵吞幚硗瓿杉庸さ闹У跫芨?，完成拋光操作；在支吊架根部進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證吊架上部平行于預(yù)埋鐵件，焊縫厚度應(yīng)當(dāng)符合施工規(guī)范在4mm以上，最后通過全長度滿焊，可以保證焊接的牢固性和緊密性。

（5）支吊架根部防腐：在加工制作玩支吊架根部，并完成對(duì)其的焊接后，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間進(jìn)行清理，然后做好對(duì)防銹漆的噴射。

（6）加工制作吊梁：應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況、施工安排等，采用砂輪切割機(jī)和臺(tái)鉆統(tǒng)一加工角鋼，采用相同的方式加工處理支架、吊架和托架，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)角鋼和槽鋼進(jìn)行機(jī)械鉆孔，完成管卡眼的鉆孔，以此來替代電氣打孔。

（二）安裝支架

（1）安裝膨脹螺栓：首先應(yīng)當(dāng)以支架設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，選擇膨脹螺栓的型號(hào)，及相匹配的沖擊鉆和鉆嘴。施工人員應(yīng)當(dāng)做好對(duì)鉆孔深度和鉆孔內(nèi)徑的認(rèn)真測量，只有在鉆孔和內(nèi)徑與相關(guān)要求相符后，才能夠算完成螺栓配孔，然后在鉆孔內(nèi)放入膨脹螺栓。其次應(yīng)當(dāng)使用套筒在，螺栓沉頭打入膨脹管，并讓膨脹管脹開。最后螺栓沉頭在螺母抽出后，應(yīng)當(dāng)再次收緊，加大膨脹管的脹開程度，如此就完成了收緊處理。

（2）拼裝豎桿和底托：首先，帶齒槽鋼在完成打孔處理后，應(yīng)當(dāng)在電鍍鋅底托處放入，然后進(jìn)行安裝，應(yīng)當(dāng)注意的是彈簧螺母需要在強(qiáng)度六角螺栓安裝完后在進(jìn)行安裝，并且應(yīng)當(dāng)保證所安裝的彈簧螺母和槽鋼不存在超過規(guī)定的角度差，最后應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)豎桿垂直度進(jìn)行調(diào)整，保證高強(qiáng)度螺栓的收緊，豎桿緊密連接底托，如此就完成了拼裝操作。

（3）安裝橫擔(dān)和管線。應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的支架類型，選擇橫擔(dān)安裝或管線安裝法，一般來說，橫梁安裝需要用到的吊架衡量有固定和雙向滑動(dòng)這兩種。

固定吊架橫梁的安裝步驟如下：采用起重設(shè)備進(jìn)行管道上舉，有助于順利安裝管線；橫擔(dān)調(diào)節(jié)，將達(dá)到預(yù)定安裝高度的橫梁拼裝到豎桿上；管線緩慢釋放后，在橫擔(dān)上對(duì)其進(jìn)行防放置；在安裝上橫梁、下橫梁和管線時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用一致的施工法，在管線連接完成后，再進(jìn)行管卡安裝。

雙向滑動(dòng)吊架橫梁的安裝法，主要包含了如下步驟：首先采用起重設(shè)備對(duì)管線進(jìn)行上舉調(diào)整，有助于順利安裝管線；橫擔(dān)調(diào)節(jié)，將達(dá)到預(yù)定安裝高度的橫擔(dān)拼裝到豎桿上；然后是吊架連接梁的安裝；結(jié)合管線的實(shí)際位置，采用相匹配的底座，本工程中主要采用了雙向滑動(dòng)底座；接著應(yīng)當(dāng)在支架上緩慢放置管線，在管線連接完成后，對(duì)管卡記性安裝和擰緊，然后就能夠完成安裝操作。

校正支吊架。在綜合支吊架安裝完成后，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間做好對(duì)其的校正檢驗(yàn)，在調(diào)平和校正期間可以應(yīng)用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀。然后進(jìn)行過載試驗(yàn)。首先應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備、管線和風(fēng)道等進(jìn)行計(jì)算，在獲取到重量值和工作荷載值后求出總和，然后在過載試驗(yàn)中采用2倍荷載的承重物，將承重物懸掛到支吊架上，并懸掛12h。在掛滿12小時(shí)候應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)預(yù)鐵件和吊架根部的質(zhì)量，觀察其緊密性和變形問題。

4. 三維綜合管線的運(yùn)用

由于以往的二維圖紙存在一定的局限性，再加上地下建筑沒有充足的空間等，各專業(yè)圖紙中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤、漏洞等現(xiàn)象。在施工管理期間，各管線經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)碰撞，且經(jīng)常會(huì)遇到交叉施工，返工會(huì)浪費(fèi)企業(yè)資源等。

該地鐵站在安裝期間也經(jīng)常遇到此類問題，為了解決這種問題，特地將BIM技術(shù)引入到了施工管理中，有助于深化設(shè)計(jì)各專業(yè)圖紙，完成三維立體模型的建立，在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，二維圖紙中可以體現(xiàn)出可能發(fā)生碰撞的各專有效地節(jié)省效的節(jié)省了施工材料，避免了返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。該地鐵站獲取到了如下碰撞檢查結(jié)果：總共有可能發(fā)生264起碰撞事故，其中的風(fēng)管VS水管、VS橋架、VS結(jié)構(gòu)數(shù)分別為87個(gè)、63個(gè)和71個(gè)，水管VS橋架、VS結(jié)構(gòu)數(shù)量分別為18個(gè)和9個(gè)，此外還涉及到了17個(gè)橋架VS結(jié)構(gòu)。（如圖1、圖2）

圖1 優(yōu)化前

圖2 優(yōu)化后

1.該地鐵站在車站設(shè)備管理區(qū)將綜合支吊架吊裝到了走道上方管線上。主要涉及到了站廳層、站臺(tái)層的兩端設(shè)備管理區(qū)和設(shè)備管理區(qū)走道，兩者不超過2m，抗震等級(jí)為7級(jí)，可以使用30年。

2.在裝配式施工環(huán)節(jié)，在現(xiàn)場采用了U型槽鋼和扣件對(duì)管線支吊架進(jìn)行機(jī)械拼裝，錨栓可靠的連接在了車站混凝土結(jié)構(gòu)中，主要采用了熱鍍鋅構(gòu)件，每一個(gè)管道都能夠達(dá)到滿載工作條件。如果支架的豎向存在較長的吊桿，那么就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行斜拉加固，提升其整體穩(wěn)定性。

3.為了便于調(diào)整管線，在吊架豎桿和關(guān)鍵橫桿的計(jì)算環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)保證結(jié)構(gòu)承載力有20%以上的富余。簡支梁和懸臂梁分別為1/200變形跨度和1/100 懸伸長度等。在連接底托和槽鋼的過程中，槽鋼應(yīng)當(dāng)接觸到底托底部，如此可以使彈簧螺母具有良好的抗滑性。

4.可以由工廠預(yù)制產(chǎn)品的各種零配件等，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行尺寸裝配，切勿直接進(jìn)行現(xiàn)場焊接。如果有接入、接出和拐彎的管線，就應(yīng)當(dāng)做到對(duì)支吊架的增設(shè)。保證氣體滅火管道的主干管道直徑不小于50mm，垂直和水平兩個(gè)方向必須各設(shè)置一個(gè)防晃支架。

5.結(jié)合管線在不同施工區(qū)域的實(shí)際布局，該地鐵站在設(shè)備區(qū)走廊的吊架組合方式共有26種，如圖3、4，在管線安裝環(huán)節(jié)盡可能地利用了地下空間，同時(shí)也便于拆卸支吊架，以及后期維修管線等操作。

圖3 站廳設(shè)備走廊支吊架

圖4 站臺(tái)設(shè)備走廊支吊架

總結(jié)

我國在近幾年不斷加快了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，整個(gè)地鐵行業(yè)也得到了快速發(fā)展，開始投入使用大量的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，使得機(jī)電設(shè)備得到了更加高效的利用，有效地提升了機(jī)電行業(yè)的整體發(fā)展。由于在安裝機(jī)電設(shè)備環(huán)節(jié)投入了大量的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，所以涉及到了更加復(fù)雜的操作內(nèi)容，本文主要探討了管線支吊架的裝配式施工技術(shù)。

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