水下消防泵無水安裝研究應用

周效奎 薛德華

摘 要 揚州新萬福路新建萬福大橋工程中用鋼護筒代替鋼筋混凝土取水井，將潛水消防泵安裝于橋梁核心鋼骨柱的水下混凝土平臺上的鋼護筒內，保證了工期，降低了施工難度、施工風險，方便維護。

關鍵詞 水下消防泵;無水安裝;鋼護筒

1工程概況

揚州市新萬福路建設工程萬福大橋是橋梁與房建設施完美結合的建筑，設有2個橋頭堡，橋頭堡室內一層地坪標高為±0.00m，屋面標高為80.40m，為地上一類高層建筑。消防系統包含室內消火栓系統、自動噴水滅火系統，圖紙設計水源取自河道水，消防泵采用消防潛水泵，潛水泵設于一層水泵房取水井內，取水井底標高為-10.00米，取水井為方形鋼筋混凝土結構，應與橋梁核心鋼骨柱的水下混凝土同步施工到位。實際施工中，由于種種原因，僅預留了水下混凝土平臺就拆除了圍堰，取水井需要另行考慮方案，最終決定采用鋼護筒取水井[1]。

2應用方案

實際施工中，經多次討論、研究，從便于安裝、滿足使用、維護、檢修、安全、經濟、美觀等方面考慮，研究設計了一種密閉鋼護筒取水井，先將密閉鋼護筒取水井安裝固定在水下混凝土平臺上，然后在鋼護筒內安裝消防泵和管路，安裝過程無水操作，安裝完畢水下割除取水口封閉鐵板。

（1）鋼護筒取水井由多個構件組成，包括：永久爬梯、取水口格柵、消防泵固定底板、消防泵上下滑塊、消防泵垂直導軌、出水管支架。在制作構件前，根據現場實際情況和CAD圖紙，利用BIM技術建模和模擬施工，確定構件材料規格、制作尺寸、開孔位置和制作數量等，畫出構件圖為購置材料、構件制作提供依據。

主要構件圖如下：

（2）水下消防泵安裝于鋼護筒內，鋼護筒內壁焊接永久爬梯、取水口格柵、垂直導軌、水管支架，消防泵頂部和底部采用螺栓固定滑塊，使整個泵體在導軌上可以上下滑動，采用三耳滑塊和三個導軌固定水泵，克服水泵運行時的扭力。

整體安裝完成圖如下：

3施工工藝流程

3.1 構件制作

所有部件在加工中心制作，全部熱浸鍍鋅處理。

3.2 爬梯安裝

由于鋼護筒深度較深，筒壁光滑，施工極不方便，需要在每個鋼護筒內壁焊接永久爬梯，便于安裝施工及后期檢修清理。

3.3 固定底板及取水口格柵安裝

直徑1.5米的底板是切割成兩半半圓分別吊入筒底安裝的，利用永久爬梯就可以把安裝底板及取水口格柵的小型工具、材料運輸到筒底。首先在筒底使用水平儀把水平位置找好，找正調平時，安裝基準的選擇和水平度的允許偏差必須符合有關專業規范和設備技術文件的規定。橫向水平度的允許偏差為0.10mm/m，縱向水平度的允許偏差為0.05mm/m。再利用葫蘆把半個底板吊入筒底，使地板與水平線平行再焊接固定，第一個半個底板固定牢靠后吊入另一塊半個底板，安裝方法同第一塊半底板。

安裝取水口格柵前，最重要的就是找準取水口位置和尺寸。首先根據消防泵參數確定取水口大小，接著依據水文單位提供的相關資料（歷史最低水高程）來確定取水口底標高（底標高低于歷史最低水位），最后根據河道水流方向（緩流面水草等垃圾不易涌入筒內，有利于取水）確定取水口最終位置。取水口確定好后就開始在內壁安裝格柵，格柵的作用是防止水草、小動物、垃圾等涌入筒內對消防泵的使用造成損壞。首先在確定好的取水口兩側焊接固定格柵導軌，且在格柵導軌上部與格柵縱梁下部設有插銷孔，為了避免影響取水口的切割。格柵軌道固定好后把格柵利用插銷固定在取水口上方。

3.4 消防泵位置及上下滑塊位置的確定

因為消防泵進水口位于泵底，出水口位于泵低端側面，再考慮到后期加上出水口90°彎頭橫向距離，所以泵體安裝位置要在利用BIM技術模擬準確。

為了泵體在導軌上上下滑動順暢，且根據消防泵本身的安裝孔，在每臺泵的上端和下端用鍍鋅螺栓固定上下滑塊。

3.5 泵體垂直導軌、出水管支架安裝及出水管預制

本工程要求消防泵要定期出水清洗保養，所以設計出利用垂直導軌實現泵體上下滑動。導軌由導軌支架固定在鋼護筒內壁上，每臺消防泵采用三根垂直導軌，其優點是受力均勻、穩固牢靠。垂直導軌位置和導軌支架大小是根據消防泵位置確定好的，每根導軌支架大小都不相等。

水管支架由筒壁支架、外板、固定支架組成。外板是焊接在筒壁支架上的，它的作用是便于鍍鋅鋼管的連接法蘭與外板順暢地接觸沒有卡頓現象，其長度要大于水管兩個法蘭間距。固定支架是在水管安裝后與筒壁支架間螺栓連接卡住水管的。首先根據BIM模擬的位置固定筒壁支架，在筒壁支架安裝完成后焊接外板，固定支架等到水管到位后安裝。

根據消防泵出水口與地面的距離，在地面預制好鍍鋅鋼管。

3.6 吊泵入筒進行無水狀態提升試運行

支架和管道安裝結束后，使泵體的上下滑塊與垂直導軌相銜接，同時連接出水管，先進行無水狀態下的泵體提升和下降以及出水管的拆裝調試。確保后期正常使用。

3.7 切割取水口

無水狀態下泵體調試完成后，利用氧氣、乙炔在鋼護筒內按原先確定好的取水口位置進行切割。切割完成后，拔掉格柵上的插銷，使格柵下落。

3.8 接線調試

以上所有工序（每道工序涉及的焊接點必須進行防銹、防腐處理）安裝完成后就再次吊泵入筒，連接消防泵電纜進行最終調試。

4優勢

利用BIM技術，確定每個構件尺寸及開孔位置，確保消防泵固定和滑動的每個構件尺寸與鋼護筒完美結合，加工結束后進行鍍鋅，確保成型美觀，防銹蝕性強。

水下消防泵安裝于鋼護筒內，利用垂直導軌使泵體上升和下降，安裝簡便、施工快捷，維護方便。采用三耳滑塊和三個導軌固定水泵，克服水泵運行時的扭力，水泵運行更加穩定可靠。

鋼護筒內壁與消防泵出水口垂直位置焊接固定外板，便于消防泵被提升與下降的同時出水管道也能順暢的拆卸與安裝。

整個安裝過程無水操作，安裝完畢注水，施工簡便，可靠安全。

消防泵被提升與下降的同時，出水管道隨泵體一起提升與下降并且可拆裝，維護方便。

如果采用圍堰施工，因圍堰內各施工單位和各工種交叉作業比較復雜，且上部施工需要拆除圍堰，等到我單位具備操作面后再進場施工直至施工完成，才能拆除圍堰進入上部施工，這就增加了圍堰使用天數及施工工期，且圍堰內施工增加了施工風險、材料運輸困難。

本工程由于取消“圍堰內施工”，采用“水下消防泵無水安裝”施工，提前拆除圍堰，降低了施工難度、施工風險，降低了工程造價。

5結束語

通過水下消防泵無水安裝的研究和應用，降低施工難度和施工風險，有效地保證了施工質量和工期，經濟效益和社會效益明顯，當然也有很多需要改進和提高的地方，在今后類似工程的施工中，持續改進完善，爭取創造更多更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 王有鋒.消防泵安裝與維護[J].科技經濟導刊，2018，（21）：86.