摘要：一个工厂，一般由主厂房、附属建筑、厂前区建筑组成，他们构成了厂区的主体，当然，工厂的环境质量、厂区的面貌如何，往往由多种因素构成，而每个单体建筑的造型，则是最重要的因素之一，它处理得好坏，直接影响到布置的立面效果，影响空间环境。本文就目前钢结构机械工业厂房的各种管线的类型进行了简单介绍，对管线综合布置的原则及与结构专业的密切配合进行了阐述。叙述了厂房管线综合布置的设计和施工安装流程及注意事项，表述了管线综合布置工作需要各单位各专业统筹安排、共同协作。
关键词：钢结构；机械工业厂房；管线综合布置
目前，新建的机械工业厂房90%以上均为钢结构厂房。在参与的钢结构机械工业厂房施工安装配合过程中，与管线安装出现的问题屡见不鲜，造成了大量材料和人工的重复使用及施工工期的延误。
一、布置方法
1.地形地貌。地形地貌对总平面布置具有重要的影响，办公区域的视线、场区道路、以及不同机具材料的摆设都和地形地貌息息相关。起伏较大的山区型地貌，其总平面布置和平原型地貌便有较大差异。当地的气候特征，如降雨、风级、主导风向等情况，对总平面布置，尤其是生活、办公场所等影响显著。如当地若为夏长热冬冷型的气候，则需通风散热的机具设备，包括人员办公休息场所，应建造在背阴处，且门窗应朝向主导风向的方向。周边的水文情况，也是布置需要考虑的一个重要因素。对防潮要求的材料，应注意避让，对用水较为的作业区域和生活场所，可以就近布置。
2.水电接入点。施工用水和施工用电，应结合业主提供的接入点，整个场地通盘考虑。如能减少接线电缆和水管的长度，应尽量就近布置施工作业区或储水池、配电室(柜)。这里的接线长度，不仅指业主提供接入点到一级配电室(柜) 或用(储) 水点的长度，还要将其他可能延伸的线路通盘考虑进去。可用地范围，这里主要是指红线内( 部分工程，可涉及红线外一定区域) ，除拟建构筑物和施工作业面外，还可以用于布置施工道路、材料堆场、加工场等的范围。这是总平面布置直接使用的区域，该区域的大小、方位，直接决定着总平面的最终布局。
工期和进度。工期和进度的要求不同，所需的施工准备、投入规模则不同，不同的施工准备和投入，则需要不同的施工道路和空间，则直接关系到施工总平面各组成布设的点位和数量。
3.管线布置原则。厂房内的主要管线现基本全都采用架空敷设，管线布置
有其自身的一些基本原则：管线交叉时小管让大管，有压管道让无压管道。电气专业的管线（桥架和母线）宜布置在水管的上方；电气专业的管线距易燃易爆的气液管线要有一定的距离要求；易燃易爆的气液管线根据其燃点不同应距热水、蒸汽管道有一定的距离要求等。空气、氧气等各种气体管道的管道安装。其特点在于提供了配合钢结构厂房使用的生根构件、管部构件、连接构件、减震构件及钢构件，这些构件均为机械连接，解决了钢构件上不宜焊接的难题。管道的固定支架，一般设置在结构承载力可以满足的钢柱或钢梁等部位。需由结构专业在相应位置预留钢板，以便管道固定支架安装时焊接悬臂梁或三角架。各专业管线走向确定后，由主导专业将各专业管线综合，并根据结构提供的受力点位置及基本布置原则进行管道摆布，从而初步确定各管线的空间位置。待各专业管线施工图基本完成，再组织各相关专业进行管道汇总，在前期综合管线图的基础上，根据各专业的需求及管道管径、重量等再次调整前期图纸，力求管道布置合理、经济、美观。施工现场在收到设计院提供的厂房管线综合布置图后，先应由总包方会同监理组织各分包安装单位认真消化图纸，然后由总包单位主持多方协商共同制定管线安装的施工组织设计。施工组织设计的原则是：统筹安排管线安装顺序，常规是由上向下、由内到外。安装时应由总包及监理共同监督，必须按照施工组织设计的工序进行安装，严禁超前安装和交叉作业。由于管线安装多是高空作业，因此安全问题是重中之重。
二、实例分析
1.工程概况。某机械工业厂房钢结构建筑其主体结构采用四联跨大跨度单层钢结构,呈长方形,长255m，宽169.48m，建筑面积35450m2。四联跨主体钢结构采用钢柱加钢梁系统，屋面采用彩钢板和阳光屋面板,四跨车间横向跨距分别为48m、33m、30m、30m,各跨高度分别为35.4m、31.2m、27.2m、27.2m,纵向柱距12m。
2.管线分类和布置。装焊工场机电安装管线按照用途、施工方法可以分为四类,包括4 套变电站电源高压电缆;照明、电力设备供电的母线槽;照明及管线;起重机滑触线;工艺动力管道;消防管道和雨水管道。
（1）电缆和母线槽。装焊工场四跨分别设置一套箱式变电站, 所以电缆有10kV高压和380V 低压两种,10kV 高压电缆从工场外部接入,通过“引上接下”的方式,经过钢结构屋盖网架,再接入箱式变电站。低压供配电主干线路采用电缆和母线槽供电,安装位置分布区域广，照明控制箱、大型桥式起重机采用电缆供电;动力设备箱采用母线槽供电。桥架、母线槽安装在钢柱内部，桥架在一层钢平台下吊装,采用大长度吊架固定,配电箱均匀分布在工场分区隔断的墙体上。
（2）工艺动力管道。工场动力系统的管道设置要求高,乙炔和氧气均具有可燃、助燃特性,安装位置有特定要求,除管道固定间距有一定要求外,还要保证各系统管道和电气设备、电气线路之间保持一定安全距离。将工场内主要工艺动力管道在钢柱内分层布置,满足固定间距和管道之间安全距离要求。
（3）起重机滑触线。起重机滑触线沿行走路线安装,根据起重机起吊高度,分成14m、17m、24m3 个高度,每跨都设有3台以上不同起吊吨位和起吊高度的起重机。
（4）雨水管道施工。装焊工场屋面面积大,雨水采用虹吸式雨水系统,雨水立管在钢柱内安装,直接排入地面排水沟。
3.施工技术措施的选用
（1）电缆和母线槽安装。电缆桥架和母线槽主要安装于工场上方网架屋盖和钢结构柱两个部位,材料搬运、安装全部采用人工进行。为避免材料坠落,网架屋盖内桥架本体和盖板分两次搬运、安装,先安装桥架,在电缆全部敷设完毕、测试后,再进行盖板安装。高压电缆穿越工场的横向跨度,设置滑轮,减少敷设阻力。
（2）过梁工艺动力管道和消防管道安装。工场两侧过梁长度12m,动力工艺管道和消防管道无法在高空拼装、连接,采用地面拼接、检测,一次吊装安装。
（3）高空滑触线安装。高空滑触线施工无安全防护设施,采用自制吊篮,利用钢结构梁固定的施工技术措施; 起重机滑触线支架偏差控制采用叠合拉线安装支架,控制支架安装偏差。
4.施工过程控制
（1）变电站高压电缆和电气主干线。一是箱式变电站和高压电缆。装焊工场设立4 套变电站站 ,安装于各自4m的钢平台上方,变电站采用集成式箱式变配电站(图1)。变配电站的高压电源在室外引进后,采用在屋顶网架敷设方式,分路接入各变配电站。变电站安装采用汽车吊直接吊装,装焊工场内部空间宽敞,建筑钢结构屋盖施工好,室内无大宗材料堆放时开始施工,汽车吊直接进入工场内部施工。高压电缆施工必须经过桥架支架安装、桥架安装、电缆测试、电缆敷设、桥架盖板几个过程。由于桥架安装高度在屋盖网架27m的高度,网架上弦杆和腹杆之间有2.5m距离,人员在上面操作的危险因素非常高。为了保证人员能够进入网架施工,采用了在网架中拉白棕绳的方式, 白棕绳在经过的每根网架连接杆位置打结,作为施工人员行走的安全设施。二是低区电气管线施工。装焊工场相当多电气管线安装于一层钢平台下方, 包括电气桥架、电气管道和母线槽等。安装在钢平台下方,可以利用钢平台焊接支架,解决支架的固定点。支架采用角钢现场制作,在确定走向后,根据安装高度、管线布置宽度计算出支架的尺寸,将支架和钢结构平台焊接,支架间距应符合要求。母线槽的安装先提前考虑好配电箱、分支接头的位置,在连接头、分支部位均设置支架。所有管线安装完毕后，将支架刷漆防腐,颜色和钢结构的颜色相同。
(图1).png)
(图2).png)
（2）高空滑触线安装。滑触线是装焊工场桥式起重机的动力源, 是工场内施工危险因素最大的内容之一,而且,数量大,有大小型桥式起重机17台,总安装滑触线约8000m。装焊工场的滑触线安装量大、距地面高度大,滑触线最高安装高度为23.7m，施工难度大，工期要求紧。通过对整个工场各工种整体进度的综合安排,仔细安排滑触线施工，确定了支架、滑触线测试、滑触线安装等施工步骤，通过专门设计的吊篮保证了滑触线施工质量。一是支架焊接。为保证施工进度，滑触线角钢支架先在地面按照尺寸落料好，成捆运输至各个高度的操作平台。将电焊机运至操作平台后，直接将支架焊接在钢平台上。二是滑触线安装。滑触线根据起重机的高度, 共设置3层，分别在14m、17m 和24m的3个钢平台，施工高度高、难度大。滑触线安装时，钢平台栏杆还未安装，既要保证滑触线安装质量，又要保证施工人员安全，难度大，采用钢制吊篮,槽钢横跨固定在钢平台上方，既保证人员安全,又大大方便了施工,提高了施工质量。
（3）安装技术的选用。工场屋顶网架的桁架上弦杆和下弦杆的高差2.5m，大跨度钢结构装焊工场室内机电管线布置安装工人员不能上网架施工。照明电源管道和灯具安装考虑利用起重机进行施工，所以灯具以及管线需要安排在屋顶网架和阳光板施工完毕，起重机经通电、运转后进行。一是安装设施的搭设。考虑采用起重机后，起重机的顶面高度离灯具有2.6m的距离，在起重机上方搭设脚手架的方式，利用起重机移动,组成一个移动的脚手架。二是管线和灯具安装。先确定灯具具体安装的网架节点部位，然后按照照明回路对照明电管逐段连接。电管直接固定在网架连接杆上，采用抱箍固定。为保障施工人员的作业安全，作业人员都安排传递、连接管道等多人进行，施工安全员随时陪同检查。
（4）动力、消防管道施工。装焊工场动力是生产用特殊气体系统，包括压缩空气、二氧化碳、乙炔、氧气等4 种气体管道，从厂区储气罐引来，在各柱设置接头箱。一是低区动力、消防管道安装。低区动力和消防管道为工场非可燃气体管道和水管，包括压缩空气、二氧化碳和消防水管，管道安装于钢柱横向连接杆上，根据规范要求，在中间再增设固定支架。二是高区动力管道安装。高区动力管道为乙炔气体管道和氧气管道，按照设计要求管道必须距离滑触线的距离在3m以外，安装的高度在12～14m之间。管道安装高度取允许范围的中间值，安装在13m的高度，采用大长度、全螺纹吊杆吊装。三是高空梁内工艺动力、消防管道安装。工场分为四跨，每跨为24 根柱,消防管道、动力管道需要在工场内联通，受到起重机影响，管道不能在低于起重机的部位、也不能在地坪安装，只能安装在过梁最高位置。管道施工采用地面拼装、检测后，整体提升的安装技术。首先，施工前先按照图纸、现场实际尺寸，进行管道下料、预制，同时进行管道固定支架制作，将需要施工的管道、支架在地面加工、制作。再将管道按焊接、丝扣等连接方法进行拼装,拼装成“Π”型,然后对管道进行试压，对工艺动力管道进行无损检测等试验。支架根据钢结构颜色进行防腐。四是动力和消防设备安装。4种动力系统管道的接线箱安装靠钢柱钢管安装,并在钢柱管上焊接支架固定(图2)。在安装前, 必须进行试压、无损检测等试验, 试验合格后, 才能进行安装。否则在管道安装后, 出现渗漏、泄漏等状况, 返工的工作量将及其巨大。
5.滑触线施工要明确施工步骤。钢制吊篮必须具备自身牢固和固定牢固，焊机可以布置在地面，但引弧电缆必须固定牢。滑触线支架质量是滑触线施工质量的重要影响因素，必须保证支架的安装质量。消防管道、动力管道需要在工场内联通，受到起重机影响部位，安装在过梁最高位置,在安装前，必须进行试压、无损检测等试验，试验合格后，才能进行安装。
钢结构机械工业厂房的管线综合布置是一项细致且繁复的工作，需要设计单位各专业在满足生产工艺的前提下合理地排布各种管线；还需要厂房施工方仔细研究各专业相关图纸，并制定出适合项目自身的施工组织设计；更需要各专业分包单位在管线安装过程中统筹安排、协同合作，按照既定的安装工序，安全、保质保量地将此项任务完成。
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作者简介:李煜1983年男汉族吉林省东丰县大学本科技术负责人中级工程师给排水工程 研究方向：工程技术管理。
论文作者:李煜
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/22
标签：管线论文; 管道论文; 支架论文; 起重机论文; 网架论文; 钢结构论文; 工场论文; 《基层建设》2016年18期论文;