秦 浩

（中交二公局鐵路建設(shè)有限公司，陜西 西安）

前言

在地鐵建設(shè)里程不斷延長過程中，地鐵設(shè)備系統(tǒng)功能日趨完善，機電設(shè)備管線數(shù)量、種類持續(xù)增多。與此同時，裝配式管線開始在地鐵機電設(shè)備安裝中應(yīng)用，具有與結(jié)構(gòu)連接點少、作業(yè)效率高、吊桿不重復(fù)等優(yōu)點，可以解決有限空間內(nèi)管線集中設(shè)置難題。支吊架設(shè)置是裝配式管線安裝的重要內(nèi)容，因此，探究裝配式管線支吊架設(shè)置安裝技術(shù)具有非常突出的現(xiàn)實意義。

1 地鐵機電設(shè)備安裝項目

一地鐵車站位于城市主干道交叉路口，沿市政道路東西向設(shè)置，車站與遠期4 號線換乘，換乘形式為通道換乘。車站結(jié)構(gòu)為地下二層12 m 島式車站，主體長244.2 m，標準段寬19.8 m，有效站臺長178 m，有效站臺中心里程YDK81+208.000m。車站共設(shè)置4 個乘客出入口，2 個安全出口以及2 組風(fēng)亭、1 組冷卻塔。項目機電設(shè)備安裝擬應(yīng)用裝配式管線，包括風(fēng)管、氣體滅火管、水管、電纜橋架、供電線、地鐵機電通信信號、AFC（Automatic Fare Collection System，自動售檢票系統(tǒng)）專業(yè)管線等。

2 地鐵機電設(shè)備安裝中裝配式管線支吊架的施工方案

2.1 支吊架形式

地鐵機電設(shè)備裝配式管線集中安裝空間部位較為緊張，可選擇綜合支吊架。由專業(yè)生產(chǎn)方根據(jù)《管道支吊架 第1 部分：技術(shù)規(guī)范》（GB/T17116-2018）系列產(chǎn)品標準生產(chǎn)工藝進行錨固件、轉(zhuǎn)接件、管卡、支托系統(tǒng)、可調(diào)式螺母等部件的組裝，組裝期間借助連接件進行支架高度、尺寸的靈活調(diào)整，具體見圖1。

圖1 地鐵裝配式管線支吊架

2.2 支吊架參數(shù)

根據(jù)《管道支吊架 第1 部分：技術(shù)規(guī)范》（GB/T17116-2018），進行吊桿凈截面面積計算，計算公式如下：

式中，A 為吊桿凈截面面積，mm2；N 為吊桿拉力設(shè)計值，N；f 為吊桿抗拉強度設(shè)計值，MPa。在梁式150 單層三立桿支吊架中，相鄰副支吊架間隔為3 m，每副支吊架承受3 m 管道重。

在支吊架凈截面積一定情況下，由橫梁承擔(dān)支吊架高程（或位置）調(diào)節(jié)任務(wù)，框架整體與原機電管線結(jié)構(gòu)采用夾具免焊連接方式，錨栓則固定于頂板或梁柱位置，確保構(gòu)件設(shè)計承載力一定，相關(guān)參數(shù)見表1。

3 地鐵機電設(shè)備安裝中裝配式管線支吊架的施工技術(shù)

3.1 綜合排布管線支吊架

根據(jù)地鐵機電設(shè)備強電橋架、消防管、通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管、弱電橋架、給排水管設(shè)計與施工規(guī)范，結(jié)合綜合管廊排布要求，進行地鐵機電管線綜合排布，預(yù)先破除前期有限空間內(nèi)多專業(yè)管線交叉、標高沖突瓶頸。

在管線排布的基礎(chǔ)上，根據(jù)支吊架設(shè)計規(guī)范，結(jié)合地鐵機電設(shè)備實際尺寸、使用功能，劃分若干尺寸統(tǒng)一的單元模塊，不同模塊編號見表2。

表2 地鐵機電設(shè)備裝配式管線支吊架對應(yīng)單元模塊編號

3.2 現(xiàn)場放樣定位

3.2.1 支架放樣定位

根據(jù)裝配式管線綜合支架設(shè)計方案，人為借助紅外線儀器，開展現(xiàn)場測量放線，全面掌握裝配式管線綜合支架安裝現(xiàn)場實際情況，明確同一排支架兩端支架放線位置以及兩端支架間距、其他支架位置。

為與第一階段實驗保持一致，以便對比觀察和進一步論證，本文實驗仍采用基于“引用—改進”的異步協(xié)作模式對設(shè)計方案進行漸進式優(yōu)化。異步協(xié)作模式基本原理如圖1所示。

3.2.2 吊架放樣定位

在安裝吊架固定支座前，借助紅外線儀器放出吊架支座在墻上（或地上）投影并標記，確定吊架錨栓孔位。

3.3 支吊架組裝

3.3.1 鉆孔

根據(jù)地鐵機電裝配式管線綜合支吊架安裝圖紙，

選擇適宜的沖擊鉆、鉆嘴、膨脹螺栓型號。根據(jù)螺栓配孔標準，垂直鉆設(shè)孔洞，孔洞深度稍微大于錨栓安裝長度（忽略裝修層面厚度）。項目選擇錨栓長度為120 mm，設(shè)定鉆孔深度為120 mm，錨栓有效埋深最大為60 mm，最小為40 mm，最大錨固厚度為50 mm。

在鉆孔完畢后，借助打氣筒（或刷子）清除孔內(nèi)灰塵。

3.3.2 安裝膨脹螺栓

確定孔洞內(nèi)無灰塵后，先向孔洞內(nèi)注入注射式錨栓FIS V360 S（不含苯乙烯混合砂漿），再在孔洞內(nèi)放入膨脹螺栓，工程選擇M10 膨脹螺栓，其抗下滑力為4.6 kN，設(shè)計抗拉強度為8.9 kN，扭矩為30 N·m。進而借助套筒，向螺栓沉頭位置打入膨脹管，脹開膨脹管后，借助螺母取出螺栓沉頭并開展收緊操作，再次脹開膨脹管并收緊[2]。

3.3.3 安裝槽鋼底座

完成膨脹管多次收緊后，松開膨脹螺栓螺母并裝入槽鋼底座，有序擰入錨栓螺母（見圖2），擰入錨栓螺母位置角度不得偏離吊架中心線2.5°。

圖2 錨栓螺母安裝示意

圖2 中，1 為槽鋼；2 為膨脹管；3 為槽鋼螺母。

在錨栓螺母擰緊后，將雙拼背打孔帶齒槽鋼放入電鍍鋅底托位置，同一直線管道的支吊架槽鋼下料長度、角度相同，角度大于等于30°，下料長度小于等于100 mm[3]。在確定同一根直線管道的支吊架槽鋼處于同一平面后，借助開口扳手，先安裝彈簧螺母，再安裝M12 高強度六角螺栓（抗下滑力7.9 kN，設(shè)計抗拉強度12.2 kN，扭矩55 N·m）。在彈簧螺母安裝期間，應(yīng)嵌入彈簧螺母旋轉(zhuǎn)90°，沿著雙拼背打孔帶齒槽鋼移動，促使彈簧螺母固定于設(shè)計位置，且彈簧螺母、槽鋼安裝角度成90°[4]。隨后根據(jù)現(xiàn)場情況，調(diào)整豎桿垂直度，調(diào)整完畢后收緊高強度螺栓，促使底托、豎桿穩(wěn)固連接。在這個基礎(chǔ)上，鎖緊全部調(diào)節(jié)部件，確保裝配式管線支吊架穩(wěn)固。

3.3.4 安裝管道

在完成底托與豎桿穩(wěn)固連接后，借助起重設(shè)備，舉升管道，暢通管道安裝渠道。同時調(diào)節(jié)橫擔(dān)高度至預(yù)先設(shè)定高度，根據(jù)圖紙拼裝豎桿。完成豎桿拼裝后，緩慢放下管道，管道支吊點相對室內(nèi)管道定位偏差應(yīng)小于等于10 mm，承載結(jié)構(gòu)受力點相對于設(shè)計標準偏差應(yīng)小于等于10 mm，促使管道與下部橫擔(dān)緊密接觸。利用相同的方式，完成管道、上層橫梁、下層橫梁安裝，并在管道起始點、彎頭、閥門、三通位置進行防晃吊架的設(shè)置。進而連接管道、管卡（含絕熱襯墊，絕熱襯墊厚度超出管道絕熱層厚度，寬度超出支吊架支承面寬度），管卡安裝間距與設(shè)計偏差應(yīng)小于等于0.2 mm[5]。

在支架安裝完畢后，借助起重機調(diào)整管道位置以及橫擔(dān)高度。在橫擔(dān)高度達到預(yù)先設(shè)定高度后，進行豎向吊架、吊架連接梁安裝。隨后根據(jù)管道所處位置選擇恰當(dāng)?shù)牡鬃愋?，緩慢將管道防治到吊架上，連接吊架并緊固管卡，完成作業(yè)任務(wù)。需要注意的是，2個管道或多個管道共用的裝配式支吊架，不得用于支撐熱位移量方向存在差異的水平管道。

3.4 機電管線安裝

在支吊架安裝完畢后，根據(jù)地鐵機電裝配式管線設(shè)計方案，進行不同類別風(fēng)管、強弱電橋架、水管的安裝與調(diào)直、固定[6]。按照管道編號，分別安裝直徑150 mmPSP 鋼塑復(fù)合保溫管、直徑200 mm 熱浸塑質(zhì)管、直徑150 mm 無縫鋼管、直徑300 mm 焊接螺旋鋼管、直徑150 mm 無縫鋼管等。

在機電管線安裝位置，臨時封閉機組接口，避免雜物掉落。對于送風(fēng)口、回風(fēng)口軟連接部位，則開展防結(jié)露殼接保溫，確保機組安全運行。

4 地鐵機電設(shè)備安裝中裝配式管線支吊架的施工效果

4.1 抗滑性能

為驗證地鐵機電裝配式管線支吊架安裝后抗滑性能，依據(jù)《裝配式支吊架通用技術(shù)要求》（GB/T 38053-2019）關(guān)于槽鋼螺母抗滑性能檢測的要求，設(shè)定加載速度為12.7 mm/min，螺栓緊固扭矩分別為30 N·m、40 N·m、50 N·m、60 N·m[7]。得出：在螺栓緊固扭矩分別為30 N·m、40 N·m、50 N·m、60 N·m 時，槽鋼螺母在荷載下位移分別為20 mm、17.5 mm、10 mm、0.5 mm。表明槽鋼螺母隨著緊固扭矩的增加而趨于穩(wěn)定。在緊固扭矩達到60 N·m 時，槽鋼螺母防滑性能較佳。

4.2 承載能力

為了驗證地鐵機電裝配式管線支吊架安裝效果，利用負載試驗方法，進行支吊架工作荷載核算。試驗操作過程中，根據(jù)《裝配式支吊架通用技術(shù)要求》（GB/T 38053-2019）的相關(guān)規(guī)定，選定荷載為相當(dāng)于裝配式管線總重2 倍的承重物（見圖3），荷載施加速度為12.7 mm/min，在支吊架上懸掛承重物48 h 以內(nèi)。

圖3 拉拔荷載垂直施加方式

圖3 中，1 為槽鋼；2 為管夾；3 為槽鋼螺母；4 為管道。拉拔荷載垂直施加到管道兩端，荷載施加位置、管夾邊緣之間距離小于等于管夾寬度。

達到規(guī)定時間后，對吊架立桿、支吊架橫梁整體形狀異變與松動情況進行核查，得出結(jié)果見表3。

表3 地鐵機電裝配式管線支吊架負載

由表3 可知，地鐵機電裝配式管線支吊架滿足實際負載要求，符合質(zhì)量規(guī)定。

結(jié)束語

綜上所述，裝配式管線支吊架具有作業(yè)效率高、維護擴展便捷、與構(gòu)件連接點少的優(yōu)點，可以節(jié)省地鐵機電設(shè)備管線支架安裝成本。因此，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)裝配式管線支吊架承力特點，結(jié)合行業(yè)標準要求，確定最佳吊桿參數(shù)。根據(jù)參數(shù)預(yù)先組裝支吊架。在前期組裝完畢后，根據(jù)現(xiàn)場情況，有序安裝，充分發(fā)揮裝配式管線支吊架作業(yè)優(yōu)勢，提高地鐵機電設(shè)備安裝效率與質(zhì)量。