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摘要：目前高层、超高层建筑越来越多，建筑机电安装工程的施工环境越来越具有多样性和复杂性，而由此导致的施工难度越来越大。结合某一超高层建筑外墙大型不锈钢排烟管道的具体实施过程，阐述为顺利完成管道安装而总结的若干个施工方法，经分析选优后完成施工任务，对同类型工程施工提供借鉴意义。
关键词：超高层建筑，外墙井道，大型管道，施工方案
Abstract: at present, more and more senior high building, building the m&e project construction environment more and more diversified and complexity, as a result, more and more difficulty in construction. Combined with a high building exterior wall if large stainless steel exhaust pipe of the concrete implementation process, this paper expounds to accomplish pipe installation and summarized several construction method, the analysis choose excellent finish after construction task, the same type engineering construction to provide the reference.
Keywords: tall building, exterior word Wells, large pipe, construction plan
中图分类号：TU81 文献标识码：A文章编号：
前言
随着经济的快速发展和城市化进程加快，而土地资源的相对稀缺导致目前绝大部分新建建筑都采取高层或者超高层设计。
发展商为了节约更多的室内空间，增加自身经济效益，越来越多的管道安装位置选择建筑物紧贴外墙处作为管道井道。对于外墙井道施工而言，安装的难易程度取决于井道的规格尺寸，安装管道的大小，外墙有没有排栅与保护设施，操作空间是否满足施工要求等诸多因素。
本文主要针对某超高层建筑工程外墙大型不锈钢排烟管道的安装过程，总结探讨在特殊施工条件下管道的安装技术选择。
1 工程概况
本工程不锈钢排烟管道安装高度至建筑45层屋面166米标高处，由图1可知，安装环境实质上是外墙作業。由于此工程外墙排栅采用的是移动式排栅(三层楼高)，故整个安装界面是室外悬空。而为了确保施工安全、优质高效的完成管道安装，则必须借助于外墙排栅，因此施工受到极大的制约。
排烟井道位于核心筒处，共分两处，均由地下室直通天面，其中两面是剪力墙结构，另外两面室外悬空，管井长宽度不一致，长度介于5000mm～6500mm之间，宽度介于450mm～600mm之间，管井内局部有错位，外部有环梁。排烟管道材质采用δ＝1.2mm厚不锈钢钢板，每个管井有两条外形尺寸为2500mm×400mm的不锈钢管道、外包防火隔热材料。由上述条件可以看出，排烟管道自身就几乎占据了整个井道空间，两面紧贴剪力墙，两面室外悬空，给工程施工带来了极大的困难。
图1 排烟井道建筑平面图
不锈钢排烟管道施工面临的难题主要有两个方面：一是管道采用何种连接方式，才能保证管道的严密性？特别是靠剪力墙一面的连接方式，将直接决定本工程施工工艺的选择。二是管道笔直竖立于井道内，整体重量约达10吨，管道该如何安全的固定在井道内？
2 施工工艺
2.1管道连接方式选择
管道连接方式选择的决定性因素在于，如何有效解决紧贴剪力墙一面的管道连接严密性问题？
排烟管道材质采用δ＝1.2mm厚的不锈钢板，且有一边边长为2500mm的一面紧贴剪力墙，因此工程上常规采用的C形插条连接方式、薄钢板法兰插条、薄钢板法兰弹簧夹等连接方式一是不符合施工质量验收规范要求，二是无法满足现场实际操作需求，因此上述连接方式不可选择。
管道连接方式的选择还有两种常规方式，一是采用焊接方式，二是采用不锈钢角钢法兰连接。若采用焊接方式，出现的问题是靠近剪力墙一面无法在管道外部焊接，若在管道内部焊接一是管道狭窄，二是管道中空，作业人员安全无法保证；若采用不锈钢角钢法兰连接，出现的问题是靠近剪力墙一面无法使用螺栓收紧。
针对连接方式选择的难题，经过技术人员现场勘查、反复研究比照，决定原则上采用焊接或者法兰连接两种方式，但为了解决靠近剪力墙一面管道连接的严密性问题，对连接方式进行改良。
2.2管道制作
2.2.1 管道制作的一般要求
管道材质使用不锈钢钢板。
本工程根据施工现场的实际情况，采用预制的机制管道，现场组装。由于受现场施工条件所限，在熟悉管道的尺寸和空间布局的基础上，由熟练的技工师傅放线开料，保证管道的外观尺寸及管道的规范化。
钢板开料后，由熟练铆工进行压加强筋、咬口、折弯等工序进行管道的制作。管道制作关键点是材料开料的准确和制作场地的平整，制作好的管道不得有扭曲或倾斜。
2.2.2 风管的加固措施
管道的尺寸为2500mm×400mm，管道中部位置容易变形，因此需采取加固措施。加固方式有不锈钢角钢加固和不锈钢螺杆加固两种，如图3和图4所示。
两种加固方式均符合验收规范和设计要求，且满足实际需求，因此均可以选择。
但采用不锈钢角钢加固的成本高于采用不锈钢螺杆方式且制作工序较为繁琐，因此从节约成本方面考虑，加固方式选择图3所示不锈钢螺杆进行加固。
2.2.3 管道制作的特殊方式
根据安装环境有两面紧贴剪力墙，作业人员无法操作这一特殊情况，对拟采用的两种连接方式作出如下改良：
若管道连接采用不锈钢角钢法兰连接，法兰制作采用不锈钢角钢。法兰的螺栓孔采用台钻和模具进行定型制作，法兰的成型焊接也采用专用模具进行定位焊接，以确保法兰具有互换性。但由于靠近剪力墙一面无法使用螺栓收紧，因此需采取特殊方式进行处理。处理方式有两种方式可行，角钢法兰插入式连接和扁钢插入式连接，如图5和图6所示。
针对这两种局部处理方式，两相比较，从管道连接严密性方面考虑，连接方式选择图5所示角钢法兰插入式连接为宜。
若采用焊接方式连接，不锈钢板开料完成后上下各翻边约20mm，在现场加工场先完成风管三面的焊接工作，如图6所示，预留出一面板为现场风管连接，主要是焊接剪力墙一侧风管提供作业空间，设想是作业人员站在操作平台上，从管道内部完成上下管道三边的焊接连接作业，最后在管道外部完成最后一面面板的焊接作业。
图6半成品排烟管道
根据外墙是移动式排栅这一实际情况，结合现场施工作业环境，经分公司技术专家和相关技术人员讨论，从管道连接严密性、经济性、安全性和施工质量、进度等方面综合考虑，最终连接方式选择焊接连接的施工工艺。
3 管道安装
3.1 管道固定方式
由图1可知，井道两面为剪力墙结构，两面镂空，但每层均有环梁，梁分1150mm×200mm和820mm×200mm两种，标准层高3.4米。每层在横梁位置设置一个支架，如图7所示。
图7 管道支架示意图
3.2 管道安装
常用的管道安装顺序有两种，从下往上安装和从上往下安装。
常规方式是从下往上安装，施工安全保障性高，施工进度受外界因素影响较小，是首选方式。但由于此工程外墙排栅是移动式排栅且是由屋顶层逐层下滑至地面，因此若采用从下往上安装需重新搭设这一局部的施工外墙排栅，相应的需要增加一大笔费用，不切合本工程实际。
故采用第二种方式，即跟随外墙排栅的下滑从上往下安装。外墙移动式排栅高三层楼，约10米高，每次下滑时间间隔计划安排约10天。由于牵涉到外部施工的单位较多、工序交接较多，因此需协调好各单位关系，编排好施工进度计划，方可确保排烟管道的顺利实施。
本工程具体实施过程如下：
（1）确定施工班组，进行作业人员进场三级安全教育，做好安全技术交底和质量技术交底，带领作业人员现场察看作业环境。
（2）材料进场并运输至现场加工场，做好施工前各项准备工作。
（3）半成品管道制作，不锈钢板材按要求开料完成后，制作成图6所示半成品，然后把所需材料运送至作业楼层43层、40层、37层等（每隔三层一个作业点）楼层摆放整齐。
（4）对半成品先进行局部保温（若安装到位，由于紧贴剪力墙则无法进行保温操作）。
（5）先安装屋顶起始段管道，待管道固定完毕后在近下部边缘处焊接一条DN50不锈钢管，用作悬挂电动葫芦，作为管道提升支撑点，如图11所示。
图11 固定段悬挂电动葫芦图
（6）第二段采用半成品管道，与起始段焊接并固定。
（7）完成上部管道焊接、固定及电动葫芦悬挂等准备工作后，第三段管道由43层开始。先安装一段成品管道并用葫芦链锁提升，接着完成下部一段半成品管道焊接，再对此段外部面板进行焊接、保温。
（8）每段焊接完成，施工完毕后利用电动葫芦提升管道，如图12所示。
图12 现场管道提升实物图
（9）采用同样的方式，依次类推直至三层管道全部完成并提升到位，焊接固定后取下葫芦。
（10）最后完成悬挂葫芦处下方一段管道的面板焊接、保温。利用此方法快捷、安全的完成三層四条管道的安装工作。
（11）办理场地移交手续。利用间隙，准备下一段施工。
此次作业，均按照上述工艺施工，顺利完成了45层、166米，共4条2500mm*400mm不锈钢烟管管道安装工作。即保证了施工质量、安全，又满足了进度要求，受到了各方好评；节约了资金，取得了良好的经济效益。
4 结语
通过这一项目特殊作用条件下施工，使我们认识到，在建筑机电安装工程中，难免会遇到各种各样非常规的作业环境。面对各种无法预料的情况，只要通过实地考察、认真分析与探讨，结合实际情况与各种可利用资源，集思广益、创造条件，选择合理有效的施工方法，完善的施工计划安排，一定会满足施工质量、安全、进度等各方面要求，取得良好的经济效益与社会效益。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：超高层建筑，外墙井道，大型管道，施工方案
Abstract: at present, more and more senior high building, building the m&e project construction environment more and more diversified and complexity, as a result, more and more difficulty in construction. Combined with a high building exterior wall if large stainless steel exhaust pipe of the concrete implementation process, this paper expounds to accomplish pipe installation and summarized several construction method, the analysis choose excellent finish after construction task, the same type engineering construction to provide the reference.
Keywords: tall building, exterior word Wells, large pipe, construction plan
中图分类号：TU81 文献标识码：A文章编号：
前言
随着经济的快速发展和城市化进程加快，而土地资源的相对稀缺导致目前绝大部分新建建筑都采取高层或者超高层设计。
发展商为了节约更多的室内空间，增加自身经济效益，越来越多的管道安装位置选择建筑物紧贴外墙处作为管道井道。对于外墙井道施工而言，安装的难易程度取决于井道的规格尺寸，安装管道的大小，外墙有没有排栅与保护设施，操作空间是否满足施工要求等诸多因素。
本文主要针对某超高层建筑工程外墙大型不锈钢排烟管道的安装过程，总结探讨在特殊施工条件下管道的安装技术选择。
1 工程概况
本工程不锈钢排烟管道安装高度至建筑45层屋面166米标高处，由图1可知，安装环境实质上是外墙作業。由于此工程外墙排栅采用的是移动式排栅(三层楼高)，故整个安装界面是室外悬空。而为了确保施工安全、优质高效的完成管道安装，则必须借助于外墙排栅，因此施工受到极大的制约。
排烟井道位于核心筒处，共分两处，均由地下室直通天面，其中两面是剪力墙结构，另外两面室外悬空，管井长宽度不一致，长度介于5000mm～6500mm之间，宽度介于450mm～600mm之间，管井内局部有错位，外部有环梁。排烟管道材质采用δ＝1.2mm厚不锈钢钢板，每个管井有两条外形尺寸为2500mm×400mm的不锈钢管道、外包防火隔热材料。由上述条件可以看出，排烟管道自身就几乎占据了整个井道空间，两面紧贴剪力墙，两面室外悬空，给工程施工带来了极大的困难。
图1 排烟井道建筑平面图
不锈钢排烟管道施工面临的难题主要有两个方面：一是管道采用何种连接方式，才能保证管道的严密性？特别是靠剪力墙一面的连接方式，将直接决定本工程施工工艺的选择。二是管道笔直竖立于井道内，整体重量约达10吨，管道该如何安全的固定在井道内？
2 施工工艺
2.1管道连接方式选择
管道连接方式选择的决定性因素在于，如何有效解决紧贴剪力墙一面的管道连接严密性问题？
排烟管道材质采用δ＝1.2mm厚的不锈钢板，且有一边边长为2500mm的一面紧贴剪力墙，因此工程上常规采用的C形插条连接方式、薄钢板法兰插条、薄钢板法兰弹簧夹等连接方式一是不符合施工质量验收规范要求，二是无法满足现场实际操作需求，因此上述连接方式不可选择。
管道连接方式的选择还有两种常规方式，一是采用焊接方式，二是采用不锈钢角钢法兰连接。若采用焊接方式，出现的问题是靠近剪力墙一面无法在管道外部焊接，若在管道内部焊接一是管道狭窄，二是管道中空，作业人员安全无法保证；若采用不锈钢角钢法兰连接，出现的问题是靠近剪力墙一面无法使用螺栓收紧。
针对连接方式选择的难题，经过技术人员现场勘查、反复研究比照，决定原则上采用焊接或者法兰连接两种方式，但为了解决靠近剪力墙一面管道连接的严密性问题，对连接方式进行改良。
2.2管道制作
2.2.1 管道制作的一般要求
管道材质使用不锈钢钢板。
本工程根据施工现场的实际情况，采用预制的机制管道，现场组装。由于受现场施工条件所限，在熟悉管道的尺寸和空间布局的基础上，由熟练的技工师傅放线开料，保证管道的外观尺寸及管道的规范化。
钢板开料后，由熟练铆工进行压加强筋、咬口、折弯等工序进行管道的制作。管道制作关键点是材料开料的准确和制作场地的平整，制作好的管道不得有扭曲或倾斜。
2.2.2 风管的加固措施
管道的尺寸为2500mm×400mm，管道中部位置容易变形，因此需采取加固措施。加固方式有不锈钢角钢加固和不锈钢螺杆加固两种，如图3和图4所示。
两种加固方式均符合验收规范和设计要求，且满足实际需求，因此均可以选择。
但采用不锈钢角钢加固的成本高于采用不锈钢螺杆方式且制作工序较为繁琐，因此从节约成本方面考虑，加固方式选择图3所示不锈钢螺杆进行加固。
2.2.3 管道制作的特殊方式
根据安装环境有两面紧贴剪力墙，作业人员无法操作这一特殊情况，对拟采用的两种连接方式作出如下改良：
若管道连接采用不锈钢角钢法兰连接，法兰制作采用不锈钢角钢。法兰的螺栓孔采用台钻和模具进行定型制作，法兰的成型焊接也采用专用模具进行定位焊接，以确保法兰具有互换性。但由于靠近剪力墙一面无法使用螺栓收紧，因此需采取特殊方式进行处理。处理方式有两种方式可行，角钢法兰插入式连接和扁钢插入式连接，如图5和图6所示。
针对这两种局部处理方式，两相比较，从管道连接严密性方面考虑，连接方式选择图5所示角钢法兰插入式连接为宜。
若采用焊接方式连接，不锈钢板开料完成后上下各翻边约20mm，在现场加工场先完成风管三面的焊接工作，如图6所示，预留出一面板为现场风管连接，主要是焊接剪力墙一侧风管提供作业空间，设想是作业人员站在操作平台上，从管道内部完成上下管道三边的焊接连接作业，最后在管道外部完成最后一面面板的焊接作业。
图6半成品排烟管道
根据外墙是移动式排栅这一实际情况，结合现场施工作业环境，经分公司技术专家和相关技术人员讨论，从管道连接严密性、经济性、安全性和施工质量、进度等方面综合考虑，最终连接方式选择焊接连接的施工工艺。
3 管道安装
3.1 管道固定方式
由图1可知，井道两面为剪力墙结构，两面镂空，但每层均有环梁，梁分1150mm×200mm和820mm×200mm两种，标准层高3.4米。每层在横梁位置设置一个支架，如图7所示。
图7 管道支架示意图
3.2 管道安装
常用的管道安装顺序有两种，从下往上安装和从上往下安装。
常规方式是从下往上安装，施工安全保障性高，施工进度受外界因素影响较小，是首选方式。但由于此工程外墙排栅是移动式排栅且是由屋顶层逐层下滑至地面，因此若采用从下往上安装需重新搭设这一局部的施工外墙排栅，相应的需要增加一大笔费用，不切合本工程实际。
故采用第二种方式，即跟随外墙排栅的下滑从上往下安装。外墙移动式排栅高三层楼，约10米高，每次下滑时间间隔计划安排约10天。由于牵涉到外部施工的单位较多、工序交接较多，因此需协调好各单位关系，编排好施工进度计划，方可确保排烟管道的顺利实施。
本工程具体实施过程如下：
（1）确定施工班组，进行作业人员进场三级安全教育，做好安全技术交底和质量技术交底，带领作业人员现场察看作业环境。
（2）材料进场并运输至现场加工场，做好施工前各项准备工作。
（3）半成品管道制作，不锈钢板材按要求开料完成后，制作成图6所示半成品，然后把所需材料运送至作业楼层43层、40层、37层等（每隔三层一个作业点）楼层摆放整齐。
（4）对半成品先进行局部保温（若安装到位，由于紧贴剪力墙则无法进行保温操作）。
（5）先安装屋顶起始段管道，待管道固定完毕后在近下部边缘处焊接一条DN50不锈钢管，用作悬挂电动葫芦，作为管道提升支撑点，如图11所示。
图11 固定段悬挂电动葫芦图
（6）第二段采用半成品管道，与起始段焊接并固定。
（7）完成上部管道焊接、固定及电动葫芦悬挂等准备工作后，第三段管道由43层开始。先安装一段成品管道并用葫芦链锁提升，接着完成下部一段半成品管道焊接，再对此段外部面板进行焊接、保温。
（8）每段焊接完成，施工完毕后利用电动葫芦提升管道，如图12所示。
图12 现场管道提升实物图
（9）采用同样的方式，依次类推直至三层管道全部完成并提升到位，焊接固定后取下葫芦。
（10）最后完成悬挂葫芦处下方一段管道的面板焊接、保温。利用此方法快捷、安全的完成三層四条管道的安装工作。
（11）办理场地移交手续。利用间隙，准备下一段施工。
此次作业，均按照上述工艺施工，顺利完成了45层、166米，共4条2500mm*400mm不锈钢烟管管道安装工作。即保证了施工质量、安全，又满足了进度要求，受到了各方好评；节约了资金，取得了良好的经济效益。
4 结语
通过这一项目特殊作用条件下施工，使我们认识到，在建筑机电安装工程中，难免会遇到各种各样非常规的作业环境。面对各种无法预料的情况，只要通过实地考察、认真分析与探讨，结合实际情况与各种可利用资源，集思广益、创造条件，选择合理有效的施工方法，完善的施工计划安排，一定会满足施工质量、安全、进度等各方面要求，取得良好的经济效益与社会效益。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。