基于工廠預制化的弧形線管彎管一次成形

余建文 劉保東 馮 杰 易顯平 徐乾章

中建三局第二建設工程有限責任公司 湖北 武漢 430074

傳統的城市地下綜合管廊、地鐵、隧道機電工程施工中存在大量的重復性工作，例如明配管安裝等，以往一般采用人工彎管的異形線管。因施工人員技術水平參差不齊，施工的精度、質量不能夠滿足業主或監理的要求，造成大量整改或返工。本文介紹一種彎管新技術，即通過分析線管材質、規格尺寸等材料力學性能以及相關試驗，確定該種規格材質線管的回彈系數，從而制作出異形線管彎管一次成形彎管器[1-3]。該彎管器由高效、高品質、標準化的工廠預制化加工，并在現場裝配化施工，施工理念符合目前機電工程高效工業化建造要求，值得在城市綜合管廊、地鐵、隧道等項目中大力推廣應用。

1 工程概況

南寧五象管廊全長6.1 km，分方形、圓形艙，方形艙長3.8 km、圓形艙長2.3 km。其中，圓艙管廊內供電橋架分布于管廊側邊，頂部氣體滅火系統、燈具、消防煙感等接線均由橋架配管至管廊中央頂部，配管部分呈一個標準的半圓形明配，管廊全段線管均為重復性施工作業。

2 工藝原理

一次成形彎管器包括底座、圓弧直徑底面、圓弧內支撐、扁鋼工作面、起點插管器、軸承、手柄、滑輪以及終點停止角鋼等。利用底座作為支撐，利用角鋼作為圓弧直徑來制作標準半圓弧，圓弧使用扁鋼作為工作面，利用軸承作為圓心，以手柄長度為半徑，手柄底部與軸承相連，上部與滑輪相連，將線管放置于工作面和滑輪之間，推動手柄使滑輪在工作面滑動將線管壓制成所需的弧度。依據實際情況，在使用同批次、同規格、同型號線管的情況下，使用相同材質制作的異形線管彎管器，當保證常規彎曲角、強度系數、硬度系數均相同時，決定線管回彈系數的因素就是相對彎曲半徑。

3 具體實施方法

以城市綜合管廊圓艙中彎弧形線管為例，根據施工圖中管廊圓艙段的形狀，制作彎弧形彎管器。

3.1 弧形線管弧度的確定

由于材料的回彈與材料的規格型號、屈服強度、力學性能、受力情況等有關，通過回彈規律研究，發現彎曲角、相對彎曲半徑、材料的強度系數和硬度指標對回彈有影響。通過計算，得出理論條件下滿足圓艙管廊的明配線管彎管器的彎折半徑。

3.2 弧形彎管器的制作

通過理論計算確定弧形彎管器的彎折半徑，考慮到不同批次、不同廠家的線管質量存在差異，我們也進行了實體制作以驗證計算的誤差，確定滿足現場條件的實際尺寸（圖1～圖3）。根據實際情況進行多組試驗，依據試驗數據，確定本次使用線管的相對回彈系數。

圖1 弧形彎管器設計

圖2 弧形彎管器實物

圖3 不同半徑的異形線管彎管器

本批次φ20 mm線管壁厚為1.65 mm，抽樣檢測實際為1.62～1.68 mm，誤差系數范圍為0.03 mm。試驗用的線管從本批次隨機抽取，試驗用線管長度為2 800 mm，抽樣檢測實際為2 795～2 805 mm，誤差系數范圍為10 mm。經計算，得出彎管器的理論半徑為1 120 mm，本次制作的異形線管彎管器半徑分別為1 200、1 100、1 000、900 mm，試驗數據如表1所示。

表1 異形線管彎管器的試驗數據

通過多組試驗，確定在異形線管彎管器半徑為1 000 mm時，回彈后的線管弧度滿足施工現場要求，并用于批量化彎管。

3.3 弧形線管的彎折

使用時，將直線管插入彎管器的底部起點角鋼孔中，將線管固定，然后從底部推動手柄使滑輪沿著半圓弧扁鋼工作面進行滑動，滑動時滑輪施加作用力于工作面上的線管，滑輪滑過的地方線管就出現和扁鋼工作面相同的弧度，手柄到達終點停止角鋼時，線管就成為與工作面相同弧度的弧形線管了。該技術有效地解決了人力彎曲時無法準確把握彎曲弧度的問題，能夠達到很好的施工效果（圖4、圖5）。

圖4 弧形線管彎管流程

圖5 線管彎出效果

3.4 弧形線管安裝

將加工廠預制好的弧形線管運輸至廊內安裝區域，按施工圖紙位置進行裝配式安裝。

4 效益分析

通過費用比較可知，采用基于工廠預制化的弧形線管彎管一次成形施工技術后，可節省人工費40%、節省材料費14%，達到了降本增效的目的。

該技術基于工業化理念，實現材料的工廠預制化，減少現場制作的人工浪費，提升整體的施工效率，具有很高的產業化前景。

5 結語

針對當前建筑行業人工成本及材料成本不斷上漲的現狀，如何有效地降低施工成本，是每個工程企業的當務之急。由高效、高品質、標準化的工廠進行預制化加工，再在現場進行裝配化施工的理念，符合目前機電工程高效工業化建造要求，值得大力推廣應用。