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机电综合管线安装施工技术

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2020年4月19日
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电综合管线安装施工技术
发表时间： /9/12   来源：《基层建设》 29期   作者：罗文波
[导读] 本文经过分析机电安装冲突产生的原因及影响，提出了综合管线施工控制方法，结合实际工程应用，重点阐述了机电安装施工技术，旨在完善机电安装综合管线施工理论，规避质量风险，以供参考借鉴。
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        摘要：本文经过分析机电安装冲突产生的原因及影响，提出了综合管线施工控制方法，结合实际工程应用，重点阐述了机电安装施工技术，旨在完善机电安装综合管线施工理论，规避质量风险，以供参考借鉴。
        关键词：机电；综合管线；安装；施工
        0 前言
        随着建筑业的不断发展，建筑功能越加复杂和人性化，项目功能的增多相应的对于机电系统的要求更加苛刻。面对机电管线纵横交错，占用空间越来越大的现实考验，设计师务必从中找到最好的解决方法，以保证机电安全运行与建筑装饰的合理结合，避免其矛盾冲突。现针对机电安装施工技术进行分析研究，以得出相关合理解决方案，保证建筑功能的正常使用。
        1 机电安装冲突产生的原因及影响
        1.1 机电安装冲突产生的原因
        投资方尽可能降低成本增加效益，大幅度地压缩筹建周期及相关成本支出，造成设计院要在短时间内完成项目的设计任务。而市场上大型综合性设计院有限，且该类设计院业务繁多，投资方为了保证项目进度，会选择多个设计院来协作完成，造成装饰、通风空调、给排水、电气、建筑、结构各专业设计人员的协调不足，导致很多专业在平面、立面重叠及冲突。
        1.2 机电管线冲突造成的影响
        现场安装周期短，施工单位的技术力量及投资方协调力度不足又加重了冲突。常常无法预先做出调整，造成无法按图施工、大面积返工及后期维修困难。这些问题连带影响了工程的进度，增加工程造价与影响建筑美观，甚至造成无法使用。

        2 机电综合设计原则及冲突处理方法
        2.1 机电管线综合依据及目标
        主要依据是设计院设计的各专业施工图及相关设计规范及施工工艺标准。主要目标是解决各专业间冲突问题。
        2.2 机电管综的设计原则
        （1）利用梁上空间。梁底与结构板之间存在很大的空间，满足转弯半径条件下，在垂直交叉时均能够利用梁上空间，避免管道冲突及满足标高要求；在不影响结构的情况下，部分管道可在梁上预埋套管，减少后期管道垂直爬坡，节约成本及减少对工艺的影响。
        （2）有压管道避让无压管道。无压管道其主要特征是有坡度、管道杂质多易堵塞，因此无压管道应尽量保持直线，满足坡度以保证排水顺畅；有压管道改变管道走向，影响较小。因此当有压管与无压管碰撞时，应首先考虑更改有压管的路由，但需注意液体管道爬坡高位的排气及低位集污的排放，防止管道堵塞。
        （3）小管道避让大管道。大管道由于造价高、尺寸重量大、转弯半径大、施工难度高等原因，一般不会做过多地转弯，应先确定其位置后再布置小管道。在两者发生冲突时，应该调整小管道，因为小管道造价低且所占空间小，易于更改安装。
        （4）冷水管道避让热水管道。热水管道需要保温，造价高且保温后的管径大，另外热水管道垂直转弯会导致集气，产生气堵，因此在两者相遇时，一般调整冷水管道。
        （5）附件少的管道避让附件多的管道。安装多附件管道时，要注意管道之间留出足够的空间（需考虑阀门、法兰等附件所占的位置），这样有利于施工与后期的维修。
        （6）其它原则：临时避让永久性，新建避让原有，低压避让高压，空气避让水。
        （7）排布时还需考虑电气管在上，水管线在下；给水管线在上，排水管线在下。
        （8）各种管线布置时，应合理利用建筑功能，尽可能做到呈直线、互相平行、不交错，还要考虑安装、维修更换的操作空间，设置支柱、吊架的空间以及热膨胀补偿的余地等。
        2.3 机电综合管线设计的方法
        （1）将各专业图纸套图，找出关键部位，再合理利用建筑各功能分区，在不影响建筑功能及违反规范的情况下，将大型管道定位在管线少的位置，减少管线重叠。定位排水管，排水管为无压管，不能随意转弯及满足坡度要求。一般应合理利用放坡起点与梁的距离，将起点置于梁上空间或紧贴梁底，依据坡度要求计算其沿程主要节点的标高直至接入立管处。
        （2）定位风管（大管）。风管一般截面大，需要较大的施工空间，需优先考虑。风管上方有排水管的，安装在排水管之下，风管上方没有排水管的，贴梁底安装，以保证天花高度。
        （3）确定了无压管和大管的位置后，余下的就是各类有压水管，桥架等。此类管道布置较灵活。但在各类管道沿墙排列时，应注意：支管多的靠外侧，以保证支管能够直接水平分支无须进行爬坡；保温管靠里非保温管靠外；金属管道靠里非金属管道靠外；大管靠里小管靠外；支管少、检修少的管道靠里，检修多的管道靠外。管道并列排列时应注意管道之间的间距，一方面要保证同一高度上尽可能排列更多的管道；另一方面要保证管道之间有检修空间，管道距墙、柱以及管道之间的净间距应不小于100mm。
        （4）特殊情况下的综合管线处理：某些管线在复杂的地方，能够考虑管道穿梁进行敷设，从而满足层高要求，但必须满足结构要求。
        （5）重要管道回避原则：特殊管道（如燃气、蒸汽、输油管道）出现故障时引起危害重大，因此需特别考虑此类管路，其它管路尽可能回避。
        （6）结合装饰立面及风管路径，调整各种风口位置及样式，可减少风管对空间的影响。
        2.4 机电管线综合重点问题及解决办法
        2.4.1 机电管线综合时需结合建筑、结构情况确定合理的施工方案
        机电管综深化设计需结合建筑结构的具体情况考虑方案实施的合理性。
        例1：某建筑为钢结构工程，车间层高高、管线多，平行作业多，结合各方面情况，制定了成品组合式支架方案，解决了支架在钢梁上焊接对钢结构性能的影响，及焊接飞溅物对地面设备破坏，减少高空作业与焊接作业降低施工安全隐患。
        例2：某酒店主楼部分用电量大，从成本方面考虑选择电缆敷设；考虑大截面电缆转弯半径大不易施工，而且电缆敷设需考虑成品保护及生产周期，安排较晚施工，结合以上情况从低压配电室至强电井之间强电桥架重新定位，消除桥架的爬坡及减少桥架的转弯。
        2.4.2 综合排布时需合理考虑安装工艺及维修空间
        （1）有吊顶位置排烟管定位时需重点考虑排烟管与排烟口连接问题。
        （2）桥架定位时需考虑其它管线安装完毕后，能否布线及进行盖板封闭问题。
        （3）喷头支管与喷头连接，常规套丝机进行短管制作，两头套丝最短可施工长度80mm，加上使用隐蔽喷头区域需考虑喷头的尺寸，留够操作空间。
        （4）管道平面排布时，需考虑管道的保温、配件的宽度及阀门宽度与阀门操作空间。
        （5）需考虑强弱电干扰问题，大截面电缆不易弯曲需足够的转弯半径及爬坡空间。
        （6）未端设备与天花综合，如烟感、喷头、灯、广播等结合天花造型进行排布。
        （7）尽可能结合各管道高底做成综合支架，即节约造价又保证美观。
        （8）在前期可适当考虑梁上预埋套管，利用梁上空间敷设一些给排水主干管。
        2.5 综合支架在综合管线中应用
        随着高层乃至超高层建筑增多，抗震、防火、施工进度组织等要求增高，而钢结构由于其具备的强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基基础费用省、结构占用面积少、工业化程度高等一系列优点，在建筑领域被广泛应用；可是钢结构自问世以来稳定性就一直是无法回避的问题，随着钢结构的深入发展，脆断和疲劳破损等问题也越来越突出。上述诸多问题，无一不与构件内部的残余应力存在密切联系，而焊接产生的残余应力就是其中很重要的一种。那么如何避免机电支架安装与钢结构进行焊接而产生的破坏，组合式成品支架能很好解决此问题，其经过对专用节点设计，采用专用的夹具构件将支架受力传递至建筑承载结构上。
        现行项目建设周期越来越短如何有效地组织施工是缩短周期最重要的环节，而成品支架能够预先制作，整体安装速度是传统做法的6-8倍，极大地提高了作业效率增加产能。
        组合式成品支架能方便地进行拆改调整、重复使用、浪费极小，安装速度是传统做法的6-8倍，又给各专业和工种提供了交叉作业空间，提高工效，大大降低施工成本。
        大型民用建筑管线复杂、安装空间小，工业建筑工艺管道多、且多为明装，如何合理安排管道成为关键环节，成品支架使各专业共用一支吊架；避免支架对空间占用，还可使各专业的管束得以良好的协调及提供平行、交叉作业空间，提高室内空间标高和保证管道整体性。
        综上所述，很好地利用综合支架将是大型建筑机电安装最重要的措施之一。
        3 工程实例的应用
        某钢结构厂房，主要工艺管道有送排风系统、密集母线、强电桥架、弱电桥架、蒸汽管道、供油管道、消防系统管道、压缩空气及动力管道。结合各系统及建筑情况做如下分析：
        （1）支架固定及安装方案确定：厂房为钢结构厂房且层高较高，项目工期短，为保证如期投产，设备安装与机电安装需平行施工，因此进口设备的成品保护也是重点考虑问题之一。确认采用成品综合支架，可减少支架焊接对主体结构的破坏，又避免了焊接飞溅物对设备的损坏，而成品综合支架由加工产一次性加工完成现场组装，大大减少现场作业工作量及高空作业工作量，加快施工进度的同时又降低了高空作业风险。
        （2）整体管道排布方案确认：确认密集管线的走势，将大部分管线安排在操作平台或通道上方；根据机电管线进行分类，由于厂房无吊顶送排风支管无需下接，仅部分排气管道需与设备对接，送排风管道相对维修机率低，因此先确定通风系统的管道安排在最上层支架；再次由于电系统怕水及其它原因造成其故障，确定将其置于第二层支架，为减少母线分支难度，将母线置于最外侧，考虑强弱电干扰影响，将弱电单独置于一侧中间留上人操作空间；然后将消防系统、动力系统、蒸汽系统、压缩空气系统进行综合排布置于第三层，排布时需考虑预留人员到上层桥架施工空间；将局部小管道悬吊在第三层支架下方，即美观又节约空间及成本，另外需从保温、分支、操作空间等需求综合考虑支架各层高度，具体详见样图1、图2。综合支架方案大大加快施工进度，整体效果极佳获得一致好评。
        图1 刚性支架
        图2 综合管线支架断面详图
        例2：某酒店总建筑面积约10万m2超五星酒店，建筑外形设计新颖，功能性用房多、装饰空间大、机电管线复杂。
        （1）施工准备阶段将机电专业施工图与装饰施工图进行套图，结合梁位及建筑功能，将DN600的冷却水管道从走道移至后勤办公区和泳池区域敷设到管道井。
        （2）考虑电力电缆截面大施工转弯半径大将低压配电室至强电井与桥架并排的其它管道局部移位，相交的管道做适当的避让，降低后期电缆敷设的难度又能保证大部分区域标高。
        （3）各机房砌体基本在梁底位置，为了保证大面积区域标高，将从机房到厨房、洗衣房等功能性用房与走道相交的大截面风管适当变更成宽扁形，置于走道综合管道最下方，到机房进行上翻对接，但需注意管间距离，保证人员的操作空间。
        （4）将无压排水管道先行排布，如果直管段部分较长，放坡对标高影响大，将此部分管道置于最下层，其它部分置于支架最上方。
        （5）有无压管道的位置，桥架与其平行敷设，中间预留施工空间。考虑桥架三通及管道三通施工，将桥架与管道分侧分层布置，防止后期三通无法操作及分支无法施工，分侧排布时再结合排烟管道，平衡两侧高差预留排烟管道安装空间，将其置于低层便于与排烟口的连接。
        （6）机房部分管道多且大，依据上面观点采用cadewa软件进行独立分析所有管道排布及与设备的接驳，使整个机房设备及管道布置更为美观合理。
        本工程经过组织协调，各单位共同合作，将原设计走道标高2.1m抬高到大面积在2.4m以上仅局部为2.3m，又为后期交差作业做了很好的铺垫。在施工阶段各专业相互错开工作面，提高了工作效率，保质保时完成施工，获得各相关单位好评。（详见样图3、图4）。
        图3 机房剖面图
        图4 断面图
        4 结语
        总之，为做好机电综合管线的安装施工，还需要深化机电综合管线设计，进行合理的科学的综合布置，发现各管线设计中存在着的矛盾，解决它们之间的配合问题，满足施工规范要求，加快施工进度，降低成本，这样才能保证机电综合管线的施工质量。
        参考文献：
        [1]黎运权.地铁工程机电安装监理的重点、难点分析[J].建设监理. （06）
        [2]易荣盛，苗丽君.机电安装工程施工技术与质量管理探析[J].价值工程. （27）