謝亞洪?南山?羅超俊

摘 要：高速公路隧道消防系統(tǒng)是高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)重要組成部分，在陡峭山體坡面傾斜度大于60°惡劣特殊環(huán)境下運(yùn)輸與安裝消防管道，單純靠人力協(xié)作搬運(yùn)是非常難以完成的。本文針對此類問題，提出一種改進(jìn)的運(yùn)輸、安裝工藝方法，首次引入電動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，通過現(xiàn)場施工應(yīng)用實(shí)踐，使其難題有效地得到解決，同時(shí)減少工藝成本，大大降低風(fēng)險(xiǎn)，操作較為簡單，收到良好效果。

關(guān)鍵詞：高速公路;消防管道;運(yùn)輸;卷揚(yáng)機(jī);安裝

1 項(xiàng)目背景

正習(xí)高速公路全線橋梁隧道比達(dá)到64.12%，幾乎修建在以碳酸鹽巖、喀斯特地貌普遍發(fā)育為特征的山區(qū)，最高海拔高程1838米，最低海拔高程448米，其中包括多處海拔在1500米以上的地區(qū)，穿越大量垂直高度超過100米的峽谷。正習(xí)高速公路其中一個(gè)柏香樹隧道上方山體坡度較陡，柏香樹隧道口上方的高位水池設(shè)置在坡度75°的坡面上，道路崎嶇。要想在低位水池至高位水池段之間運(yùn)輸、安裝消防水管，若是采用傳統(tǒng)施工工藝方法，即靠多數(shù)人力協(xié)作搬運(yùn)是難以完成。當(dāng)面臨這種特殊的、惡劣的、難以人力運(yùn)輸管道的施工環(huán)境時(shí)，高位水池至低位水池之間的消防管道的運(yùn)輸、敷設(shè)、安裝是非常困難的，而且施工成本高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，操作不方便，一般常規(guī)施工及運(yùn)輸方法往往難以滿足施工質(zhì)量要求。

本文提出一種改進(jìn)的運(yùn)輸、安裝工藝方法，通過現(xiàn)場施工應(yīng)用實(shí)踐，使其難題有效地得到解決，同時(shí)減少工藝成本，大大降低風(fēng)險(xiǎn)，操作較為簡單，收到很好效果。

2 技術(shù)內(nèi)容

2.1 施工準(zhǔn)備

機(jī)械：電動卷揚(yáng)機(jī)（型號JK0.5T）、壓槽機(jī)、電焊機(jī)。

材料：消防管道（DN100（厚度：≧4mm），DN200（厚度：≧6mm）鍍鋅鋼管）（6m/216.72kg/根），槽鋼（[12#）（120mm*53mm*5.5mm）、槽鋼（[20#）（200mm*75mm*9mm），Φ10抱箍，磚砌支墩，型鋼支架。

2.2 隧道外山地消防管道運(yùn)輸技術(shù)

1）運(yùn)輸前期首先在高位水池與隧道口段之間，根據(jù)設(shè)計(jì)并結(jié)合現(xiàn)場情況，規(guī)劃一條臨時(shí)道路，把亂石、凸起物、樹木等阻擋物清除干凈，場地平整，開挖臨時(shí)簡單的道路。以便消防管道通過卷揚(yáng)機(jī)沿這個(gè)臨時(shí)道路方向、范圍吊拉輸送，目的保證管道不被阻礙物損壞，保證能正常使用，不損傷鍍鋅層及碰撞管道邊口。

2）在消防高位水池處設(shè)置JK0.5T型（額定拉力5KN，整機(jī)重量180kg）電動卷揚(yáng)機(jī)，用卷揚(yáng)機(jī)作為牽引動力，通過卷揚(yáng)機(jī)把DN200*6.0mm、DN100*4.0mm消防管道運(yùn)輸至預(yù)先安裝固定好的槽鋼上。在吊拉運(yùn)輸過程中，必須做好牽引安全防護(hù)措施，為了防止消防管道左右搖晃并綁扎牢固，需在管道尾部捆綁2根10-15米的繩索，2個(gè)作業(yè)人員左右拉著，防止?fàn)恳\(yùn)輸中的管道脫離運(yùn)輸用的[20#，使其管道的左右受力均衡，這樣保證沿預(yù)先的臨時(shí)道路位置上以0.42m/s速度沿安裝位置作牽引[1]。

電動卷揚(yáng)機(jī)牽引力原理及設(shè)備選型分析

通過現(xiàn)場勘查，根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)地貌與施工環(huán)境，采用因地制宜的方法，本課題設(shè)計(jì)的電動卷揚(yáng)機(jī)牽引消防管道運(yùn)輸原理示意圖如圖1圖2所示。

根據(jù)圖2，作受力分析，電動卷揚(yáng)機(jī)牽引力可以按以下公式

計(jì)算[2]：

其中，m：每根DN200*6.0mm鍍鋅消防鋼管重量（kg），取m=216.72kg;

V2：牽引速度從靜止開始加速運(yùn)動到勻速狀態(tài)，取V2=0.42m/s;

t：加速時(shí)間，取t=7s;

?。簽椴垆摰钠露?，取α=60°;

μ：為摩擦力系數(shù)，查閱相關(guān)摩擦力系數(shù)資料，取μ=0.2;

g：為重力加速度，取g=9.8N/kg。

代入以上數(shù)據(jù)，卷揚(yáng)機(jī)牽引一根DN200*6.0mm鍍鋅消防鋼管所需牽引力F牽=2072.8N。

目前主流JK0.5T卷揚(yáng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：

型號：Y100L1-4

鋼絲繩額定拉力：5（KN）

電動機(jī)功率：2.2（kw）

整機(jī)重量：180（kg）

容繩量：300（m）

通過以上的計(jì)算結(jié)果與JK0.5T主要參數(shù)分析匹配，可以得出：選用JK0.5T型卷揚(yáng)機(jī)滿足對消防管道（DN200、DN100）場外運(yùn)輸牽引荷載要求，考慮到實(shí)際情況，卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備的額定牽引力是所需牽引力的2.4倍左右是安全的，也是科學(xué)的、可操作性的[4]。

工藝流程（消防管道安裝）：預(yù)制槽鋼（門字型）→設(shè)置電動卷揚(yáng)機(jī)→消防管道運(yùn)輸至低位處→安裝運(yùn)輸用20#槽鋼→牽引鋼絲綁扎待安裝消防管道→運(yùn)輸?shù)皆O(shè)定的位置→管道安裝

2.3 陡峭山體條件下消防管道安裝工藝

在陡峭斜面山坡上安裝消防管道，安裝環(huán)境條件較為惡劣，施工難度較大，經(jīng)現(xiàn)場勘察和論證，在斜面石坡上用電錘或人工鑿打出200mm*200mm*250mm（寬*寬*深）的孔洞，擬采用12#槽鋼制作的門型支架來安裝成支架，鑿出的孔洞用C20混凝土澆筑封堵[3]?，F(xiàn)場管道安裝示意見圖3圖4。

工藝流程：槽鋼準(zhǔn)備→安裝槽鋼→固定槽鋼與破面之間的連接→消防管道放置到位→安裝U型抱箍→安裝、固定消防管道→調(diào)整消防管道→管道試壓→管道保溫施工（如設(shè)計(jì)有保溫）。

3 技術(shù)指標(biāo)、規(guī)范

《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50015

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014）

《貴州省公路工程技術(shù)指標(biāo)運(yùn)用指南》貴州省交通廳

4 項(xiàng)目效果

1）在坡面傾斜度大于60°惡劣特殊環(huán)境下運(yùn)輸消防管道，首次引入電動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，提高了運(yùn)輸效率，降低了人工成本，縮短工期，減少安全風(fēng)險(xiǎn)。

2）在坡面整個(gè)地面是巖石的環(huán)境下，采用12#槽鋼門型支架加抱箍進(jìn)行安裝，并用磚砌支墩加強(qiáng)固定，探索了新工藝，提升了安裝質(zhì)量，提高了安裝效率。

5 結(jié)論

本文在修建貴州正習(xí)高速公路的施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，總結(jié)了一種改進(jìn)高速公路隧道外消防管道的運(yùn)輸與安裝工藝方法，可以適用貴州大部分山區(qū)，特別是隧道山體坡面坡度大于60°，地面全是巖石的環(huán)境，隧道外管道無法開挖埋地敷設(shè)時(shí)，高速公路隧道消防系統(tǒng)管道的運(yùn)輸與安裝難題變得尤為突出。在這種惡劣的施工環(huán)境下開拓性地引入電動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸管道，解決了此類施工運(yùn)輸難、安裝難的問題，具有較強(qiáng)的示范效應(yīng)和推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]任斌.陡坡段壓力鋼管運(yùn)輸技術(shù)[J].甘肅水利水電技術(shù)，2011，047（001）：52-53，66.

[2]張聚盛.怎樣估算卷揚(yáng)機(jī)牽引力[J].建筑工人，1981（10）.

[3]陳昊，楊杰.長管線壓力鋼管陡坡段安裝分析[J].大科技，2017（3）.

[4]張君毅，王寶晟，劉維東.卷揚(yáng)機(jī)牽引敷設(shè)電纜的核算與控制[J].電工技術(shù)，2015，000（009）：90-92.