超大規格風管的安裝施工

王 海，鐘書吉，鄭云德

（中國華西企業股份有限公司安裝工程公司，成都610081）

0 引言

新筑30萬m3/h廢氣排放風管設備安裝工程屬于技術性改建項目，目的是將地鐵噴涂車間的生產廢氣排放至1 000 m之外。該系統為高壓系統，風管的設計尺寸為3 900 mm×2 500 mm，采用厚度為3 mm鍍鋅鋼板進行制作，風管的連接方式為螺栓連接，所有風管安裝在廠區室外8 m高的鋼結構支架上。

該工程風管規格超大，長度長（近1 km），預制的拼接件尺寸大，運輸裝載方式不當時會造成板材變形或涂層損傷。風管節數多，每節風管的體積大、質量重，現場拼裝效率低。廠區內場平比較復雜，甚至沒有道路，導致二次轉運效率低。在吊裝和高空組對安裝時，作業安全風險高。加之本項目的工期緊張，這給現場如何高效、安全的施工部署提出了嚴峻考驗。本文針對項目特點和現場情況，進行技術攻關，編制了切實可行的專項施工方案，制作了立式組合式托架，現場搭設了拼裝平臺和高空作業操作平臺，形成了一套高效、安全可靠的風管拼裝、轉運、吊裝、組對安裝的流水施工作業方法。

2 施工工藝流程

施工工藝流程為：風管拼接件進場驗收→風管拼裝→場內二次轉運→風管吊裝→高空組對安裝→風管嚴密性測試。

3 風管的施工工藝做法

3.1 風管拼接件的進場驗收

（1）拼接件的運輸入場

預制好的風管拼接件尺寸為4 000 mm×1 500 mm和2 500 mm×1 500 mm。最初將拼接件平放在木墊支架上運輸到現場后，拼接件的噴涂層和鋅層受到不同程度的損傷，甚至最下層拼接件因受壓而產生變形，如圖1所示。而且采用這種平放運輸方式，一輛20 t貨車（車廂長約16 m）每次只能裝3 t的風管拼接件。經過采用改進和制作的“立式組合支架”（圖2），不僅能有效地保護拼接件，而且還大大提高了運輸效率（同樣貨車每次能裝10 t的風管拼接件）。

圖1 平放運輸風管拼接件

圖2 立式組合支架運輸風管拼接件

（2）檢查驗收和堆放

在拼接件進場時，通知專業監理工程師、業主現場代表共同進行檢查驗收。對拼接件逐個進行檢查驗收，涂層應完整無破損，外觀無變形，板材厚度和外形尺寸符合設計和方案要求，隨貨有出廠合格證和檢驗報告。經檢驗合格后，將拼接件按型號規格進行分區堆放整齊，堆放區地平應平整。同時，填寫材料進場報驗單（附相關資料）報送專業監理工程師簽字確認。

3.2 風管的拼裝

（1）風管拼裝方法

該工程風管設計尺寸為3 900 mm×2 500 mm，采用厚度為3 mm鍍鋅鋼板進行制作，加工成型的風管拼接件尺寸分別為3 900 mm×1 400 mm和2 500 mm×1 400 mm，質量分別為137.77 kg和88.31 kg，單節成品風管（圖3）寬×高×長為3 900 mm×2 500 mm×1 400 mm，其質量為526.32 kg，需要借助機械設備輔助拼裝。

圖3 成品風管拼裝

首先在地面上將單節風管拼裝完成，然后兩節以上的風管需要提升設備在拼裝平臺上完成；考慮到拼裝后的轉運以及吊裝組對的實際情況（若組對長度過長，則轉運困難；若組對長度太短，則會增加高空組對的安裝工作量，同時增加高空作業的安全風險），最終確定將風管拼裝成4節為一段，再進行場內二次轉運和吊裝高空組對安裝，如圖4所示。

圖4 四節組對成一段的風管（四連風管）

（2）風管拼裝平臺

在“風管拼裝平臺”，4節為一段的風管（以下簡稱“四連風管”）組裝連接在一起。風管拼裝平臺由2 t的懸臂吊、拼裝平臺和梯架組成。

拼裝流程：由懸臂吊將單節的風管吊裝移動到拼裝平臺上進行組對（圖5），風管底部的連接螺栓通過平臺下方擰緊，風管兩側和頂部的螺栓借助梯架擰緊。

圖5 風管拼裝平臺

3.3 風管轉運

風管的轉運分為二步轉運即堆場內轉運和堆場外轉運。第一步，堆場內轉運，即將四連風管從拼裝平臺上轉運到堆場指定位置處；第二步，堆場外轉運，即將上面的四連風管轉運到安裝區域。

根據場地的實際情況采取不同的轉運方式。堆場內地面平整，則采用移動小車進行轉運，即通過拼裝平臺的懸臂吊將四連風管吊裝到移動小車上，再搬運四連風管到指定位置，最后通過千斤頂輔助取出移動小車，如圖6所示；堆場外地形復雜，需要提升設備輔助轉運四連風管，即通過自卸式吊車輔助轉運，如圖7所示。

圖6 閥門開啟位置

圖6 堆場內風管轉運

圖7 結果數據

圖7 堆場外風管轉運

3.4 風管的吊裝

該項目的風管尺寸為3 900 mm×2 500 mm，鋼板厚度為3 mm，體積大、剛度小，長邊和短邊的連接處在吊裝過程中容易因受力不均產生拉扯變形，導致矩形風管永久變形。在前期，利用角鋼作為斜撐將風管長邊和短邊連接處進行局部加固，吊裝時通過平衡梁使風管受力均勻，可解決吊裝過程風管變形的問題，但在吊裝過程需要頻繁安裝、拆卸角鋼斜撐以及平衡梁等，吊裝過程繁瑣且效率很低。

提高吊裝效率的關鍵在于減少吊裝過程拆卸卸扣、移動吊帶的次數，同時也要保證吊裝過程中風管具有足夠的剛度而不會產生永久變形。因風管自身設置有加固角鋼，可在加固角鋼上增設吊點，經過設計核算和吊裝試驗，加大風管加固角鋼的截面尺寸，利用加固角鋼的螺栓孔作為吊點和定制高強螺栓、卸扣，如圖8所示。改進后的吊裝方法，其吊裝受力均在加固角鋼上，風管水平方向不會受到擠壓，取代了原有的平衡梁和吊帶的作用，同時只有四個吊點需要拆卸卸扣，大大提高了吊裝的效率，如圖9所示。

圖8 吊點的卸扣和高強螺栓

圖9 改進后的吊裝方法

3.5 風管組對安裝

風管安裝在8 m高的鋼結構支架上，風管吊裝就位后，存在高空組對操作難度大。吊裝要求很高，需要吊裝一步到位將兩節風管法蘭的螺栓孔對齊；在風管側面和底邊進行高空作業時沒有操作平臺，存在很大的安全風險。

針對以上問題，吊裝組對實施如下。

（1）將第一節四連風管吊裝到鋼結構支架上固定，在法蘭連接面粘貼上密封膠條。

（2）操作人員站在已固定的風管上面，吊裝第二節四連風管并與已安裝的風管法蘭頂邊重合后，將螺栓穿入孔中。

（3）慢慢放松吊索，通過“撬棒”工具使得風管側邊的螺栓孔慢慢重合，將側面螺栓擰上。此方法類似“穿針引線”。

（4）通過現場制作的“高空作業操作平臺”（圖10），連接風管和固定風管。風管與鋼結構支架之間的固定采用∠50×50×5的鍍鋅矩管和φ14鍍鋅通絲桿；風管每間隔20 m設置伸縮節，伸縮節長度為200 mm；轉彎處均采用消聲彎頭。

圖10 高空作業操作平臺

（5）現場分為4個流水作業班組（拼裝班組、轉運班組、吊裝班組和安裝班組）同步進行施工。拼裝組負責風管的拼接組裝；轉運班組負責對場內外風管的轉運；吊裝班組負責風管段的吊裝和配合安裝班組；安裝組裝負責風管連接和管固定。這樣的施工分組配合形成流水作業方式，很大程度提高了施工效率。

3.6 風管試驗

3.6.1 風管強度試驗

該工程風管在出廠前已進行了風管強度試驗。所測試風管為4節，共計長度6.4 m，風管表面積為81.92㎡，在1.2倍工作壓力下，保持5 min以上，接縫處無開裂，整體結構無永久性的變形及損傷，測試結論為合格[1]。

3.6.2 風管嚴密性測試

風管的嚴密性測試分為觀感質量檢驗與漏風量檢測。觀感質量檢驗可用于微壓風管，也可作為其他壓力風管工藝質量的檢驗，結構嚴密與無明顯穿透的縫隙和孔洞應為合格。漏風量檢測應為在規定工作壓力下，對風管系統漏風量的測定和驗證，漏風量不大于規定值應為合格[2]。系統風管漏風量的檢測，采用分段檢測，匯總綜合分析的方法；漏風量不大于規定值為合格；測試的儀器應在檢驗合格的有效期內；漏風量測試采用經檢驗合格的專用漏風量測量儀器[3]。

風管漏風量檢測條件應符合下列規定[4]：風管漏風量檢測應在風管分段連接完成或系統主干管安裝完畢進行；系統分段、面積測試應完成，試驗管段分支管口及端口應密封；測試風管端面按儀器要求安裝好連接軟管；檢測場地應有220～380 V電源。

風管漏風量檢測可按下列步驟及方法進行檢測[4]：使用連接軟管將漏風量測試儀的出風口與被測風管連接起來，并應確保嚴密不漏；使用測壓軟管連接被測風管和微壓計（或U形壓力計）的一側，使用測壓軟管將微壓計與漏風量測試裝置流量測試管測壓口連接，或將微壓計的雙口與流量測試管的測壓口連接；接通電源，啟動風機，通過調整節流器或變頻調速器，向被測試風管內注入風量，緩慢升壓，使被測風管壓力（微壓計或U形壓力計）示值控制在要求測試的壓力點上，并基本保持穩定，記錄漏風量測試儀進口流量測試管的壓力或孔板流量測試管的壓差；經計算得出測試風管的漏風量，記錄測試數據，并根據測試風管的面積計算單位漏風量。

4 結束語

在超大規格風管的安裝施工（現場拼裝、場內轉運、吊裝就位、高空組對安裝）中，全采用人力搬運、拼裝，效率低；同時風管架空敷設，在高空中施工無作業人員可使用的操作平臺，人員無法操作，安全得不到保證。為了確保合同工期，提高效率和作業安全，本文經過前期的反復討論、試驗和改進，最終制作了立式組合支架來改進裝載運輸拼接板，現場搭設了專門的風管拼裝平臺，根據鋼結構和風管的安裝工況而制作了可移動的高空作業操作平臺，同時合理安排施工順序和分工配合，不僅大幅度的提高了施工效率，還有力地保證了作業人員的施工安全。