超深地铁竖井常规机电设备安装施工方法

摘要

本发明涉及地铁施工工艺，具体为一种超深地铁竖井常规机电设备安装施工方法，主要解决超深竖井管道对接困难、传统管道支架实用性差、管道底部水锤损害等问题。本施工方法中管道端部吊装环作为管口对接器进行导向固定，使超深竖井管道对接精准简单便捷；采用BIM技术结合传统施工作法，深化管道支架，增强了管道支架的实用性；采用“牛顿第三定律关于作用力与反作用力的原理”，制作水锤保护器；采用MIDAS建模计算伸缩器安装位置，BIM模拟分析技术结合设计要求，确定伸缩器补偿范围，直接固定伸缩器于管道端部进行安装，降低了伸缩器安装难度。

说明书

技术领域

本发明涉及地铁施工工艺，具体为一种超深地铁竖井常规机电设备安装施工方法。

背景技术

目前随着地铁埋深不断加大，超深竖井越来越普遍，相对应常规机电设备安装施工技术缺陷日益暴露。目前施工技术存在的主要问题是：超深竖井管道对接困难且精准度较低，传统管道支架相对于超深竖井实用性较差，水锤作用对系统伤害较大。本发明志在克服上述诸多问题，提出超深地铁竖井常规机电设备安装施工方法。

发明内容

本发明为解决目前超深竖井常规机电设备安装施工技术问题，提供一种精确便捷、实用可操、安全可靠、先进简单的施工技术。

本发明是采用如下的技术方案实现的：超深地铁竖井常规机电设备安装施工方法，包括以下步骤：

（1）施工策划准备：编制专项施工方案，方案编制完成后再评审、专家论证，施工方案通过后，按照施工方案进行施工；

（2）搭设施工平台；

（3）管道支架槽钢安装：首先安装竖井最上侧管道U型卡支架槽钢，槽钢四周悬挂钢丝绳重锤至竖井底部，安装竖井底部支架槽钢，上下槽钢拉通线，根据支架间距与通线安装各个支架槽钢；

槽钢安装完成后拉U型卡支架通线，操作人员乘坐吊篮由上至下依次测量各位置U型卡支架尺寸，将尺寸标注于竖井墙壁并编号，根据各位置U型卡支架尺寸数据统一制作支架并编号；

（4）管道安装:首先，管道端部设置吊装环，管道由竖井上部施工平台卷扬机吊装就位，底部管道直接落地，且与地面固定，其次，管道端部吊装环作为管口对接器，上部管道底部精准插入下部管道管口对接器内，根据竖井墙壁记录尺寸与编号，操作人员乘坐吊篮至上部管道最上端U型卡支架处，U型卡支架采用双螺母固定，将管道和支架槽钢固定在一起，操作人员依次向下固定上部管道全部U型卡支架，最后将各个管道焊接成通长管道；

（5）管道托架安装：管道焊接过程中，在管道上焊接竖向管道托架，管道托架支撑在支架槽钢上；

（6）进行管道水压试验；

（7）将上述管道和竖井底部水平管道连接；

（8）水锤保护器安装：水锤保护器包括固定在竖井墙壁的槽钢，槽钢采用槽钢斜撑与地面钢管加固；管道和竖井底部水平管道连接弯头支撑在槽钢上；

（9）试验调试；竖井管道安装完成，进行系统强度试验与严密性试验，最终通水试运行；

（10）施工平台拆除。

本发明的有益效果：

与传统的传统的超深地铁竖井常规机电设备安装施工技术相比，本发明具有精确便捷、实用可操、安全可靠、先进简单等技术特点，具体表现的有益效果如下：

1、精确便捷：管道端部吊装环作为管口对接器进行导向固定，其有益效果是使得施工技术精准便捷。

2、实用可操：深化管道支架，其有益效果是使得施工技术实用可操。

3、安全可靠：制作水锤保护措施，其有益效果是使得施工技术安全可靠。

附图说明

图1为采用管道端部管口对接器对接管道示意图。

图2为深化完成管道支架俯视图。

图3为深化完成管道支架侧视图。

图4为深化完成U型卡支架示意图。

图5为水锤保护器侧视图。

图6为水锤保护器俯视图。

图中：1-支架槽钢，2-U型卡支架，3-管道托架，4-管道，5-槽钢， 6-槽钢斜撑，7-地面钢管，8-连接弯头，9-竖井底部水平管道。

具体实施方式

结合附图，对本发明施工方法各操作要点进行详细说明。

首先，编制专项施工方案，方案编制完成后再评审、专家论证，施工方案通过后，按照施工方案进行施工；组织人员进行施工平台搭设，设置安全防护。其次，卷扬机、吊篮、吊车等机械设备进场报验，且组织人员进行安装调试。最后，进行管道、支架等预制加工。

管道端部吊装环作为管口对接器进行导向固定，管道吊装环由φ20mm圆钢制作而成，吊装环成半椭圆状焊接于管道内部，两侧各搭接焊接10cm。首先，管道端部内设置吊装环，管道由竖井上部卷扬机吊装就位，底部管道直接落地，且与地面固定。其次，管道端部吊装环切割剩余10cm圆钢作为管口对接器，由于管道外径一致，上部管道底部精准插入管口对接器内。最后，以管道对接器为支点，操作人员乘坐吊篮至远支点端部，由远及近的原则固定管道。整个管道对接过程精准便捷。

采用BIM技术结合传统施工作法，深化管道支架。BIM技术结合传统管道支架作法，深化设计出两种适用于超深竖井的管道支架，分别为U型卡支架与管道托架支架，每隔3m设置U型卡支架与托架支架。托架支架为固定翼，支撑在支架槽钢上，防止管道竖向滑移造成管道倾覆。采用BIM模型进行施工过程模拟，采用统计分析的方法进行管道支架统一预制加工。整个过程实用性强，且可操作性高。管道支架安装：首先安装最上侧管道U型卡支架槽钢，槽钢四周悬挂钢丝绳重锤至竖井底部，安装竖井底部支架槽钢，上下槽钢拉通线，根据支架间距与通线安装各个支架槽钢；槽钢安装完成后拉U型卡支架通线，操作人员乘坐施工平台吊篮由上至下依次测量各位置U型卡支架尺寸，将尺寸标注于竖井墙壁并编号，根据各位置U型卡支架尺寸数据统一制作支架并编号，根据竖井墙壁记录尺寸与编号，分别安装U型卡支架和支架斜撑。

采用“牛顿第三定律关于作用力与反作用力的原理”，制作水锤保护措施。结合施工现场进行管道受力分析，并且采用受力软件进行管道底部水锤损害分析。应用“作用力与反作用力的原理”，采用BIM技术深化设计出以连接弯头中心为受力点的水锤保护器。保护器由槽钢与槽钢加固部分构成。增加水锤保护器，使得整个系统更加安全可靠。

红土地站为重庆轨道交通十号线一期工程的第2座车站，车站整体位于重庆轨道交通6号线下，与6号线垂直交叉，为全国最深地铁站。3号风井位于红土地站小里程端，其截面尺寸为6.7*18.3米，高度91米，为全国最深竖井。3号风井墙面存在异型，常规机电设备安装工程量大，其中包括空调管道4根，桥架一根，结构消声器3个，施工现场安装工程难度大。通过本技术的应用，重庆轨道交通十号线红土地超深竖井常规机电设备安装工程缩短施工工期约1.5个月，整个过程无安全事故发生，且机电系统运行安全可靠，得到业主、设计及监理单位的一致好评。