高速公路隧道消防管道的施工優化措施

摘要 文章通過對施工前的準備工作，施工工藝、施工現場的安全管理和施工后的維護保養等方面的優化，提高了消防管道的施工質量和使用壽命，降低了安全隱患。分析得出結論：實施一系列的施工優化措施可以有效提高高速公路隧道消防管道的施工質量和使用壽命，降低安全隱患，為保障高速公路的安全運營作出積極貢獻。

關鍵詞 高速公路隧道；消防管道；壓槽

中圖分類號 U231.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）07-0085-03

0 引言

在高速公路隧道建設中，消防管道的施工是保障隧道安全的關鍵環節。傳統的施工方法存在效率低下和安全隱患等問題，急需優化改進。隨著技術的進步和工程需求的增加，尋找更高效、更安全的施工方法成為行業的重要課題。該文基于這一背景，致力于探究和實施高效且安全的施工優化措施，旨在為高速公路隧道消防管道的建設提供切實可行的解決方案。通過該研究的成果，預期將極大地推動行業施工標準的提升，為類似工程的實施奠定堅實的基礎。

1 工程概況

廣州至連州高速（廣連高速）南起廣州市花都區，北至清遠市連州市，全長231.7 km。全線共有18個隧道，其中設置水消防系統的有15個隧道，隧道電纜溝內消防主管道設計總長度為45 140 m，連接方式均采用卡箍式溝槽連接[1]。

該項目隧道消防采用常高壓供水方式，隧道內消防管網工作壓力由高位水池的水流高差、自重提供。隧道消防管道布設于隧道行車方向右側的電纜溝內，采用卡箍固定于電纜溝中，通過洞口連通管將左右洞消防管連接形成環網。

2 背景技術

在目前的公路工程項目中，溝槽卡箍連接技術已成為消防管道施工的主流方法。與傳統的管道施工相比，該技術在效率和資源消耗方面具有顯著優勢。傳統施工方法通常包括多個復雜步驟，如將6 m長的鍍鋅無縫鋼管裝載、運輸至工地，然后在平坦場地上進行卸載、壓槽處理和防腐處理。最后，通過人力或隨車吊配合，將管道安裝到隧道的電纜溝內。這一過程不僅效率低下，而且需要大量的人力物力投入[2]。相比而言，溝槽卡箍連接方法極大地提升了施工效率，顯著降低了人力物力的需求，從而優化了整體施工流程。如圖1所示：

3 主要問題

為減少管道連接溝槽件，提高系統的穩定性，消防管道計劃采用12 m一條的鍍鋅無縫鋼管，設計管道規格為D219×6 mm，一根管道重量約為380 kg。傳統施工主要存在以下問題：

3.1 管道壓槽方面

（1）工廠全自動壓槽機最長只能壓6 m的管道。

（2）采用輕型壓槽設備現場壓槽，壓槽口常出現深度不均勻、偏位、管口末端喇叭口過大或橢圓槽口等質量問題。

（3）廣泛的壓槽支座為剛性支撐，對于管徑較大（直徑＞200 mm）、質量重的管材，壓槽轉動過程稍有跳動，則容易造成壓槽設備斷軸[3]。

3.2 管道安裝方面

（1）管道在現場壓槽后逐根轉運至隧道內安裝，人力、機械資源投入大，效率低。

（2）管材多次轉運，容易造成防腐層損壞。

（3）因12 m管道過重無法現場壓槽及場地受限等原因，將原設計12 m一條的管道改為了6 m一條，溝槽連接口比原設計多了一倍，增加工作量的同時也加大了泄露的風險。

（4）在吊裝至電纜溝安裝過程，管道擺動幅度大，有脫落風險，給隧道內其余交叉作業的人員帶來了極大的安全隱患。

4 優化措施

4.1 管道壓槽

根據貴隆、開春、廣連等高速消防管道的施工經驗，項目團隊研發出了適合于12 m長管道的壓槽用彈簧支座。壓槽支座平臺由支座本體、緩沖機構、滾輪結構、限位擋塊組成，主要如下：

支座本體：本體底層由2根600 mm長，1根250 mm長的10#槽鋼焊接而成，組成尺寸為450×600 mm的底座。底座四角焊接100×100×10 mm的墊塊適應施工現場地面的不平整。本體上層由2根600 mm長10#槽鋼，2根50 mm扁鐵焊接成方框結構，上、下層由緩沖機構連接一起。

緩沖機構：由4根外徑為Φ100 mm，線徑Φ10 mm，長度250 mm的彈簧及可調節壓塊組成。通過調節獨立壓塊使彈簧有不同程度的壓縮，使壓槽時鋼管能保持水平。同時遇到鋼管離心甩動幅度過大時，彈簧能壓縮緩沖或伸長補償，防止壓槽機斷軸。

滾輪結構：由直徑Φ80 mm，長350 mm的滾輪及軸構成。采用長滾輪結構能更好地與鋼管接觸，使壓槽轉動更平穩[4]。

限位擋塊：通過可調節螺栓、螺母對支座滾輪結構進行限位固定，以防滾輪錯位。如圖2～3所示：

壓槽支座平臺創新點在于：

（1）壓槽支座槽鋼焊接結構——輕便；相對于傳統加工廠1 m多高、約60 kg的支座結構，本支座平臺體積僅600 cm×500 cm×500 cm，重量35 kg，方便攜帶，轉移。

（2）壓槽支座滾輪活動可調——適用鋼管直徑范圍廣（DN50～DN350）。

（3）壓槽支座設置限位結構——確保滾輪定位準確，預防振動引起滑位。

（4）壓槽支座四角設置彈簧——緩沖、調節壓槽過程中，鋼管轉動不均勻，以及離心力過大引起的局部晃動，避免壓槽機斷軸。

（5）壓槽支座彈簧底部設置活動壓塊——單獨調整彈簧壓縮量，可確保支座本體上層水平，滿足壓槽要求。

此彈簧支座的應用，提供一個方便攜帶、運輸的壓槽支座工裝，適用DN50～DN350多種規格管徑，同時，帶上下緩沖功能，防止設備斷軸功能，有效解決了傳統長管道壓槽施工所存在壓槽機斷軸、壓槽口深度不均勻、偏位等問題，已成功申請了實用新型發明專利。

4.2 管道安裝

為應對消防管道安裝效率低下和安全性較差的問題，該研究提出了一種創新的解決方案：結合鋼管運輸平臺車進行改造，優化施工流程。改造的關鍵在于實現鋼管進場后能直接卸入電纜溝，這一改進有望大幅提高工時效率和安全性。具體改造措施包括在運輸平臺車上安裝一個可調節高度的支架，使其能適應不同高度的電纜溝。此外，在支架上增加卡箍裝置，以固定鋼管，防止其在運輸和卸載過程中發生滑落或滾動，從而增強安全保障。通過這些改造，鋼管運輸平臺車能夠直接將鋼管安全、高效地卸入電纜溝內，大幅減少了傳統施工中的繁雜步驟。此外，減少了人工操作環節，相應降低了施工過程中的安全風險。綜上所述，這種改造后的鋼管運輸平臺車為消防管道的施工提供了一個高效、安全的解決方案，對于提升施工效率和安全性具有重要意義。

主要思路為提前預制、隨卸隨走。管材采購后即在預制場進行壓槽、涂裝，實行工廠化管理；處理后的管材通過平板車直接運到施工點隧道內，通過電動絞盤、導軌等完成卸載，壓縮現場施工時間，節省機械及現場場地資源投入[5]。

優化后的施工流程如圖4所示：

步驟①：管材采購后在供應商預制場進行壓槽、涂裝，可依靠車間橋式吊車配合。

步驟②：在長13 m的平板車兩側設置可拆卸槽鋼立柱，12 m的鋼管分層裝車，每一層管道通過槽鋼分隔開，并通過綁帶或纜繩固定在平板車上。

步驟③：管道進場驗收通過后，平板車駛入隧道電纜溝旁準備卸車安裝。首先在頂層管道上安裝卸管導軌，導軌一端與分層管架卡環連接，另一端延伸進電纜溝內。接下來解開頂層固定纜繩，通過電動絞盤、導軌緩緩將一根管道卸入電纜溝內指定位置，如圖5所示。一根管道卸入電纜溝指定位置后，平板車往前開12 m，依次如此逐根逐層卸管。

步驟④：管道卡箍安裝前需檢查確保無沙眼、收縮裂縫等缺陷，橡膠圈濕潤后再安裝會達到更好的密封效果。

卸管方法使用的構件包括平板車、電動絞盤、纜繩、分層管架、卸管導軌、限位銷等，主要構件如下：

平板車：13 m平板車，平板側邊帶方鋼立柱，用于管材運送。

電動絞盤：12 V車載供電，配合纜繩進行管材卸放，控制下落速度。

分層管架：管架由10#槽鋼，兩側帶彎鉤，用于管材固定與分層裝貨，方便卸管纜繩捆綁。

卸管導軌：導軌由Φ60鋼管內套Φ48鋼管組成，可伸縮設計，并設置限位銷。通過卡環與分層管架連接，斜靠于電纜溝內，組成鋼管導軌。

以上管道施工方法的創新點在于：

（1）預制場或生產廠家預加工后的管材，直接運至安裝現場卸貨，減少現場管材的加工、處理，既環保又高效。

（2）避免了管道現場二次轉運對其他專業交叉施工的影響，較好地保護了管道的防腐層。

（3）在此管道施工方法中，通過減少機械投入，特別是省去了吊機隨平板車一路跟隨進行卸管的必要性，實現了顯著的成本節約和安全性提升。這種改進減少了對重型機械的依賴，從而降低了施工成本，同時，減少了施工現場的復雜性和潛在安全風險。不依賴吊機進行卸管，意味著更少的操作人員參與、更低的操作難度，以及更高的施工效率。此外，降低重型機械使用率，還減少了施工現場的噪音和碳排放，對環境的影響也更小。這種減少機械投入的方法不僅提高了施工安全性和可靠性，還提升了整個施工過程的經濟效益，是一種符合現代施工理念的創新做法。

5 結束語

通過實踐驗證，壓槽支座平臺及管道施工方法相比傳統安裝方式，在提升消防管道施工質量、安全和效率方面顯示出顯著優勢。這一方法不僅效益顯著，而且對高速公路及市政消防管道工程的壓槽和安裝提供了寶貴經驗。在傳統施工中，現場切割、焊接、防腐等步驟導致效率低下且施工質量難以保證。采用壓槽支座平臺，將工作預先在工廠化環境中完成，有效保障了施工質量與效率。未來施工應持續探索與完善此方法，如優化施工流程，提升自動化程度，減少人力依賴，以進一步提高效率和質量。

參考文獻

[1]王繼軍. 淺談阿根廷LA BARRANCOSA水電站鋼管卸管運輸臺車的設計[J]. 技術與市場， 2021（9）： 113-114.

[2]蔣磊， 王大平， 劉青， 等. 核電站柴油發電機輔助管道安裝流程和工藝的改進[J]. 科技創新導報， 2015（36）： 116-117.

[3]許萍， 胡修俊， 高松竹. 巴河隧道管道安裝施工技術[J]. 石油工程建設， 2019（5）： 67-70.

[4]王凱， 張寶林， 程勝霞， 等. 西二線果子溝隧道群管道施工方法對比與選擇[J]. 石油化工建設， 2012（5）： 54-57.

[5]趙東明. 地鐵區間消防管道的施工優化措施[J]. 施工技術， 2018（S1）： 581-583.