付海軍，孟振虎，蔡志標(biāo)

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，昆明650041）

1 引言

目前，全國(guó)消除黑臭水體已經(jīng)進(jìn)入關(guān)鍵階段[1]，追根溯源厘清黑臭源頭顯得尤為重要。雨污分流對(duì)黑臭河涌“基本消除黑臭”起著重要作用[2]，然而國(guó)內(nèi)外的多數(shù)傳統(tǒng)老城區(qū)內(nèi)依舊在使用合流制排水體制[3]，因此，對(duì)建筑立管進(jìn)行改造具有重要意義。但是由于建筑排水立管的復(fù)雜性、施工環(huán)境的多樣性、高空作業(yè)的危險(xiǎn)性，導(dǎo)致立管改造工程難以實(shí)施。本文通過(guò)結(jié)合龍湖村、慶豐村、凰崗村雨水立管新建及改造項(xiàng)目對(duì)城中村排水立管安裝施工方法進(jìn)行介紹。

2 項(xiàng)目概況

廣州市白云區(qū)城中村的建筑排水立管改造工程，項(xiàng)目新建DN100mm 雨水立管358km，改造立管26km。施工地區(qū)多為自建房，房屋密集，樓宇間距不到2m?，F(xiàn)狀如圖1 所示。

3 立管的安裝方法及主要特點(diǎn)

3.1 安裝方法及特點(diǎn)

圖1 城中村排水立管現(xiàn)狀圖

立管的安裝方法主要有座板式單人吊具法、吊籃法和排架法3 種，其中，座板式單人吊橋法通過(guò)使用可沿立管上下移動(dòng)的無(wú)動(dòng)力載人工具進(jìn)行立管新建、改造[4]；吊籃法使用吊籃、提升機(jī)、鋼絲繩及安全鎖等設(shè)備載人對(duì)立管進(jìn)行改造[5]；排架法通過(guò)在建筑外圍搭設(shè)腳手架等輔助性施工工具，協(xié)助立管施工[6]。

根據(jù)本工程施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)各施工方法優(yōu)缺點(diǎn)：（1）座板式單人吊具法：優(yōu)點(diǎn)是工具簡(jiǎn)單、準(zhǔn)備時(shí)間短、工作效率高、操作靈活、安全性較高；缺點(diǎn)是不適用于高空作業(yè)。（2）吊籃法：優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、占地面積小、實(shí)用、安全、施工工期短、安裝效率高；缺點(diǎn)是電能消耗、受建筑物外墻影響較大。（3）排架法：優(yōu)點(diǎn)是最為穩(wěn)定、安全性高、裝拆方便、適用范圍廣；缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)成本最高、工期最長(zhǎng)。

3.2 安裝流程

座板式單人吊具法施工流程為：確定錨固點(diǎn)→固定主繩、安全繩和輔助繩→打結(jié)→反復(fù)試驗(yàn)→板邊固定，整個(gè)安裝過(guò)程需嚴(yán)格按GB 23525—2009《座板式單人吊具懸吊作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》的要求完成。

吊籃法施工流程為：安裝懸吊系統(tǒng)→安裝鋼絲繩→組裝懸吊平臺(tái)→安裝安全鎖→設(shè)置獨(dú)立救生繩→安裝電氣箱→通電、檢查→施工。

腳手架安裝流程為：立桿→小、大橫桿→連墻桿→斜拉桿→擱柵→防護(hù)欄桿→腳手片→安全網(wǎng)→施工。

4 重要參數(shù)選取

4.1 座板式單人吊具法

由于城中村施工環(huán)境復(fù)雜，為了確保施工安全，必須選擇穩(wěn)固、合適的掛點(diǎn)位置。錨固點(diǎn)計(jì)算如下：

式中，F(xiàn)1為工作繩吊裝人所需的拉力，N，取3 273N；G人為人的重力，N；G柱為水箱塔重，N，按民用單戶(hù)人家最小水箱體積（1.5m3）計(jì)算；a 為柱子與固定端工作繩之間的夾角，取值范圍為 0°～90°。

滿(mǎn)足F2＞F1時(shí)，該點(diǎn)可以作為固定點(diǎn)，錨固點(diǎn)同時(shí)需要滿(mǎn)足座板式單人吊具的總載質(zhì)量不大于165kg。

4.2 吊籃法

鋼絲繩是吊籃施工中的主要構(gòu)件，鋼絲繩的承重荷載是保證施工過(guò)程穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。

4.2.1 荷載計(jì)算

永久荷載：本項(xiàng)目架體自重Gk=4.21kN

風(fēng)荷載：Qwk=WkF

式中，Qwk為吊籃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN，取1.18kN；Wk為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m2，取 0.5kN/m2；F 為吊籃受風(fēng)面積，m2，取 2.36m2。

4.2.2 鋼絲繩承載力計(jì)算

豎向荷載：Q1=（Gk+Qk）/2

水平荷載：Q2=Qwk/2

式中，Q1為吊籃動(dòng)力鋼絲繩豎向荷載，kN，取5.52kN；Gk為吊籃及鋼絲繩自重，kN，取 4.73kN；Qk為施工活荷載，kN，取6.3kN；Q2為吊籃動(dòng)力鋼絲繩水平荷載，kN，取 0.59kN；Qwk為吊籃的風(fēng)荷載，取1.18kN；QD為動(dòng)力鋼絲繩所受拉力，kN，取49.96kN；K 為安全系數(shù)，K≥9。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，施工采用的鋼絲繩符合GB 19155—2017 標(biāo)準(zhǔn)的安全要求。

4.3 排架法

排架法施工中主要依靠腳手架承重和運(yùn)輸，設(shè)計(jì)需要合理，既能達(dá)到管道安裝高度，又要滿(mǎn)足構(gòu)件的穩(wěn)定性和安全性。

4.3.1 抗彎強(qiáng)度及撓度計(jì)算

小橫桿和大橫桿在施工前均需先對(duì)抗彎強(qiáng)度和撓度進(jìn)行計(jì)算：

均布荷載最大彎矩：Mmax=0.08ql2

集中荷載最大彎矩：Mpmax=0.15pl

均布荷載最大撓度：Vmax=0.677×ql4/100EI

集中荷載最大撓度：Vpmax=1.146×pl3/100EI

式中，q 為荷載，kN/m，取 3.511kN/m；l 為橫桿長(zhǎng)度，m，取 1.2m。項(xiàng)目設(shè)計(jì)及計(jì)算以搭設(shè)腳手架高度為42m；p 為集中荷載；E為桿件的彈性模量；I 為截面慣性矩。

4.3.2 最大搭設(shè)高度

排架的搭設(shè)需要考慮風(fēng)荷載的影響，最大搭設(shè)高度計(jì)算公式為：

式中，φ 為軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，取0.19；A 為立桿凈截面面積，m2；σ 為鋼管立桿受壓強(qiáng)度（N/mm2）；NG2K為構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，kN，取3.026kN；NQk為活荷載，kN，取4.725kN；Mwk為計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，kN·m；gk為每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重，kN/m，取0.125kN/m；

經(jīng)計(jì)算，排架的搭設(shè)高度是42m。

5 結(jié)語(yǔ)

本立管改造工程實(shí)現(xiàn)了共計(jì)約4.9×104m3/d 的生活污水的有效截污。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析：座板式單人吊具法適用于建筑擁擠、外墻不規(guī)則、道路狹窄的城中村；吊籃法及排架法主要適用于城中村寬巷道及新建小區(qū)建筑物較規(guī)則的施工條件。