超大规格风管的安装施工

王 海，钟书吉，郑云德

（中国华西企业股份有限公司安装工程公司，成都610081）

0 引言

新筑30万m3/h废气排放风管设备安装工程属于技术性改建项目，目的是将地铁喷涂车间的生产废气排放至1 000 m之外。该系统为高压系统，风管的设计尺寸为3 900 mm×2 500 mm，采用厚度为3 mm镀锌钢板进行制作，风管的连接方式为螺栓连接，所有风管安装在厂区室外8 m高的钢结构支架上。

该工程风管规格超大，长度长（近1 km），预制的拼接件尺寸大，运输装载方式不当时会造成板材变形或涂层损伤。风管节数多，每节风管的体积大、质量重，现场拼装效率低。厂区内场平比较复杂，甚至没有道路，导致二次转运效率低。在吊装和高空组对安装时，作业安全风险高。加之本项目的工期紧张，这给现场如何高效、安全的施工部署提出了严峻考验。本文针对项目特点和现场情况，进行技术攻关，编制了切实可行的专项施工方案，制作了立式组合式托架，现场搭设了拼装平台和高空作业操作平台，形成了一套高效、安全可靠的风管拼装、转运、吊装、组对安装的流水施工作业方法。

2 施工工艺流程

施工工艺流程为：风管拼接件进场验收→风管拼装→场内二次转运→风管吊装→高空组对安装→风管严密性测试。

3 风管的施工工艺做法

3.1 风管拼接件的进场验收

（1）拼接件的运输入场

预制好的风管拼接件尺寸为4 000 mm×1 500 mm和2 500 mm×1 500 mm。最初将拼接件平放在木垫支架上运输到现场后，拼接件的喷涂层和锌层受到不同程度的损伤，甚至最下层拼接件因受压而产生变形，如图1所示。而且采用这种平放运输方式，一辆20 t货车（车厢长约16 m）每次只能装3 t的风管拼接件。经过采用改进和制作的“立式组合支架”（图2），不仅能有效地保护拼接件，而且还大大提高了运输效率（同样货车每次能装10 t的风管拼接件）。

图1 平放运输风管拼接件

图2 立式组合支架运输风管拼接件

（2）检查验收和堆放

在拼接件进场时，通知专业监理工程师、业主现场代表共同进行检查验收。对拼接件逐个进行检查验收，涂层应完整无破损，外观无变形，板材厚度和外形尺寸符合设计和方案要求，随货有出厂合格证和检验报告。经检验合格后，将拼接件按型号规格进行分区堆放整齐，堆放区地平应平整。同时，填写材料进场报验单（附相关资料）报送专业监理工程师签字确认。

3.2 风管的拼装

（1）风管拼装方法

该工程风管设计尺寸为3 900 mm×2 500 mm，采用厚度为3 mm镀锌钢板进行制作，加工成型的风管拼接件尺寸分别为3 900 mm×1 400 mm和2 500 mm×1 400 mm，质量分别为137.77 kg和88.31 kg，单节成品风管（图3）宽×高×长为3 900 mm×2 500 mm×1 400 mm，其质量为526.32 kg，需要借助机械设备辅助拼装。

图3 成品风管拼装

首先在地面上将单节风管拼装完成，然后两节以上的风管需要提升设备在拼装平台上完成；考虑到拼装后的转运以及吊装组对的实际情况（若组对长度过长，则转运困难；若组对长度太短，则会增加高空组对的安装工作量，同时增加高空作业的安全风险），最终确定将风管拼装成4节为一段，再进行场内二次转运和吊装高空组对安装，如图4所示。

图4 四节组对成一段的风管（四连风管）

（2）风管拼装平台

在“风管拼装平台”，4节为一段的风管（以下简称“四连风管”）组装连接在一起。风管拼装平台由2 t的悬臂吊、拼装平台和梯架组成。

拼装流程：由悬臂吊将单节的风管吊装移动到拼装平台上进行组对（图5），风管底部的连接螺栓通过平台下方拧紧，风管两侧和顶部的螺栓借助梯架拧紧。

图5 风管拼装平台

3.3 风管转运

风管的转运分为二步转运即堆场内转运和堆场外转运。第一步，堆场内转运，即将四连风管从拼装平台上转运到堆场指定位置处；第二步，堆场外转运，即将上面的四连风管转运到安装区域。

根据场地的实际情况采取不同的转运方式。堆场内地面平整，则采用移动小车进行转运，即通过拼装平台的悬臂吊将四连风管吊装到移动小车上，再搬运四连风管到指定位置，最后通过千斤顶辅助取出移动小车，如图6所示；堆场外地形复杂，需要提升设备辅助转运四连风管，即通过自卸式吊车辅助转运，如图7所示。

图6 阀门开启位置

图6 堆场内风管转运

图7 结果数据

图7 堆场外风管转运

3.4 风管的吊装

该项目的风管尺寸为3 900 mm×2 500 mm，钢板厚度为3 mm，体积大、刚度小，长边和短边的连接处在吊装过程中容易因受力不均产生拉扯变形，导致矩形风管永久变形。在前期，利用角钢作为斜撑将风管长边和短边连接处进行局部加固，吊装时通过平衡梁使风管受力均匀，可解决吊装过程风管变形的问题，但在吊装过程需要频繁安装、拆卸角钢斜撑以及平衡梁等，吊装过程繁琐且效率很低。

提高吊装效率的关键在于减少吊装过程拆卸卸扣、移动吊带的次数，同时也要保证吊装过程中风管具有足够的刚度而不会产生永久变形。因风管自身设置有加固角钢，可在加固角钢上增设吊点，经过设计核算和吊装试验，加大风管加固角钢的截面尺寸，利用加固角钢的螺栓孔作为吊点和定制高强螺栓、卸扣，如图8所示。改进后的吊装方法，其吊装受力均在加固角钢上，风管水平方向不会受到挤压，取代了原有的平衡梁和吊带的作用，同时只有四个吊点需要拆卸卸扣，大大提高了吊装的效率，如图9所示。

图8 吊点的卸扣和高强螺栓

图9 改进后的吊装方法

3.5 风管组对安装

风管安装在8 m高的钢结构支架上，风管吊装就位后，存在高空组对操作难度大。吊装要求很高，需要吊装一步到位将两节风管法兰的螺栓孔对齐；在风管侧面和底边进行高空作业时没有操作平台，存在很大的安全风险。

针对以上问题，吊装组对实施如下。

（1）将第一节四连风管吊装到钢结构支架上固定，在法兰连接面粘贴上密封胶条。

（2）操作人员站在已固定的风管上面，吊装第二节四连风管并与已安装的风管法兰顶边重合后，将螺栓穿入孔中。

（3）慢慢放松吊索，通过“撬棒”工具使得风管侧边的螺栓孔慢慢重合，将侧面螺栓拧上。此方法类似“穿针引线”。

（4）通过现场制作的“高空作业操作平台”（图10），连接风管和固定风管。风管与钢结构支架之间的固定采用∠50×50×5的镀锌矩管和φ14镀锌通丝杆；风管每间隔20 m设置伸缩节，伸缩节长度为200 mm；转弯处均采用消声弯头。

图10 高空作业操作平台

（5）现场分为4个流水作业班组（拼装班组、转运班组、吊装班组和安装班组）同步进行施工。拼装组负责风管的拼接组装；转运班组负责对场内外风管的转运；吊装班组负责风管段的吊装和配合安装班组；安装组装负责风管连接和管固定。这样的施工分组配合形成流水作业方式，很大程度提高了施工效率。

3.6 风管试验

3.6.1 风管强度试验

该工程风管在出厂前已进行了风管强度试验。所测试风管为4节，共计长度6.4 m，风管表面积为81.92㎡，在1.2倍工作压力下，保持5 min以上，接缝处无开裂，整体结构无永久性的变形及损伤，测试结论为合格[1]。

3.6.2 风管严密性测试

风管的严密性测试分为观感质量检验与漏风量检测。观感质量检验可用于微压风管，也可作为其他压力风管工艺质量的检验，结构严密与无明显穿透的缝隙和孔洞应为合格。漏风量检测应为在规定工作压力下，对风管系统漏风量的测定和验证，漏风量不大于规定值应为合格[2]。系统风管漏风量的检测，采用分段检测，汇总综合分析的方法；漏风量不大于规定值为合格；测试的仪器应在检验合格的有效期内；漏风量测试采用经检验合格的专用漏风量测量仪器[3]。

风管漏风量检测条件应符合下列规定[4]：风管漏风量检测应在风管分段连接完成或系统主干管安装完毕进行；系统分段、面积测试应完成，试验管段分支管口及端口应密封；测试风管端面按仪器要求安装好连接软管；检测场地应有220～380 V电源。

风管漏风量检测可按下列步骤及方法进行检测[4]：使用连接软管将漏风量测试仪的出风口与被测风管连接起来，并应确保严密不漏；使用测压软管连接被测风管和微压计（或U形压力计）的一侧，使用测压软管将微压计与漏风量测试装置流量测试管测压口连接，或将微压计的双口与流量测试管的测压口连接；接通电源，启动风机，通过调整节流器或变频调速器，向被测试风管内注入风量，缓慢升压，使被测风管压力（微压计或U形压力计）示值控制在要求测试的压力点上，并基本保持稳定，记录漏风量测试仪进口流量测试管的压力或孔板流量测试管的压差；经计算得出测试风管的漏风量，记录测试数据，并根据测试风管的面积计算单位漏风量。

4 结束语

在超大规格风管的安装施工（现场拼装、场内转运、吊装就位、高空组对安装）中，全采用人力搬运、拼装，效率低；同时风管架空敷设，在高空中施工无作业人员可使用的操作平台，人员无法操作，安全得不到保证。为了确保合同工期，提高效率和作业安全，本文经过前期的反复讨论、试验和改进，最终制作了立式组合支架来改进装载运输拼接板，现场搭设了专门的风管拼装平台，根据钢结构和风管的安装工况而制作了可移动的高空作业操作平台，同时合理安排施工顺序和分工配合，不仅大幅度的提高了施工效率，还有力地保证了作业人员的施工安全。