装配式管线支吊架技术在地铁机电安装中的应用

张鹏

摘要：装配式管线支吊架技术因其高效、标准化和安全等优势，而在地铁机电安装工程中得到了广泛应用。该技术通过预制标准化的管线支吊架系统，将机电设备与主体结构非结构连接，以提升施工效率和空间利用率。分析装配式管线支吊架技术的原理和优势，并阐述其在地铁站机电综合管线布置中的应用原则。通过将该技术与地铁机电安装工程相结合，实现了施工效率的提升和空间利用的优化，以望为地铁工程施工的有效实施提供有益指导，推动地铁系统的顺利建设与运营。

关键词：装配式管线；支吊架技术；地铁机电；安装要点

0   引言

地铁作为现代城市交通系统的重要组成部分，在迅速发展的城市化进程中发挥着关键作用。地铁工程建设中，如何在有限的空间内高效安装各种复杂的机电设备，并确保施工质量达到标准，成为地铁工程亟待解决的问题之一。装配式管线支吊架技术作为一种创新的施工方法，因其高效、标准化和安全等优势，为解决这一问题提供了新的途径。

1  装配式管线支吊架主要特点及组成

1.1   装配式管线支吊架的主要特点

装配式管道支吊架是一种灵活且可重复使用的支架系统，用于支持和固定各种管道和设备。装配式管道支吊架设计避免了焊接和机械钻孔，支吊架组合件和配件可以自由调整管道支架的尺寸和高度，便于调整和安装，有效降低了施工难度和成本。

1.2  装配式管线支吊架的组成部分

装配式管道支吊架包括成品槽钢、弹簧螺母、型钢底座、型鋼组合件、防震绝缘管束、P型管束和套管式膨胀螺栓等多种组件，由此构成了一个完整的支吊架系统。成品槽钢采用冷拉成型的镀锌槽钢，可选用材料包括Q235、S250GD、S235JR钢，具有良好的强度和耐腐蚀性能。

截面尺寸包括41mm×25mm、41mm×41mm、41mm×

62mm、41mm×82mm和41mm×124mm，适用于不同类型和尺寸的支吊架和管道支持，每根成品槽钢的标准长度为3000mm，型钢壁厚不小于2.0mm。成品槽钢内缘具有齿牙，齿牙深度不小于1mm，所有配件可以通过机械咬合方式安装在成品槽钢上。成品槽钢以及与之相关的钢制零配件经过热浸镀锌处理，镀锌层的厚度应不低于8um。装配式管道支吊架的结构荷载分项系数大于1.4，结构安全等级为一级，相应重要性系数为1.1。

2   装配式管线支吊架施工技术

2.1   制备管线支吊架

管线支吊架的制备应遵循设计规范，制作少量成品构件，经过检测确保满足工程要求后再进行量产制备。根据设计要求，使用切割机将型钢切割成所需的长度和形状，使用机械钻孔方法，在型钢上进行孔洞打孔，不应使用电气法进行打孔。在支架的焊接过程中，将型钢部件进行预先焊接，如底托、吊杆、横梁等，安装螺栓、螺母和垫片，将不同部件连接在一起，对连接点进行检查，螺栓、螺母和焊接连接是否符合要求。

加工支吊架根部时，使用切割机截断槽钢，将支吊架的根部切割长度一致，用角向磨光机对槽钢的根部进行磨光处理，将经过切割和磨光处理的槽钢根部与支吊架的上部保持平行进行焊接，焊接缝的厚度必须达到规范要求应不少于4mm，沿着整个支吊架根部的长度进行焊接，确保焊接的均匀和牢固，然后进行除锈和防腐处理。

根据地铁管道的设计标高，将吊杆截取到适当的长度，吊杆的丝扣尾长度要小于托架的最低点位，避免过多的露丝。在制备完成后，进行支吊架的验收和测试，确保其满足设计和安全要求。

2.2   用BIM对管线综合排布

机电系统通过创建BIM（建筑信息模型）的方式来管理和优化建筑项目的设计、施工和运营。将给排水管、消防管、强电桥架、弱电桥架、通风空调风管等机电系统元素进行数字化建模，并在一个统一的虚拟环境中进行综合排布，不交叉干扰。工程师利用BIM技术，在有限的空间内合理安排机电系统，并优化管线的标高排布。通过BIM模型可以生成视觉化的外观，使项目团队能够直观清楚地了解到机电系统的设计和布局，在建筑项目的全周期中都可以应用。

通风水系统通过控制供应的新风量和空气温度，来维持车站和隧道内的温度和湿度在舒适的范围内。过滤和处理空气，去除有害气体、颗粒物和污染物，从而保障乘客和工作人员的健康。火灾等紧急情况下，通风系统需满足排烟要求，有效地排出烟雾和有害气体。通风系统需时刻维持和监测设备管理用房内的温度、湿度和噪声，使地铁系统正常运行。

在深化设计阶段，工程团队可以使用BIM软件创建一个建筑物的外部结构，将所有机电设备、管道、支架、构件等高度详细的三维结构模型作为项目的核心。通过BIM，模拟和优化设备和管道的布局。

2.3   基于BIM的支吊架设计

使用BIM支吊架设计软件，建立一个包括设备、管道和支吊架的三维模型。选择由专业支吊架厂家提供的支吊架组件，根据实际的现场条件和设备尺寸，将项目划分为单元模块，设置为统一的尺寸，利用 BIM 技术进行碰撞检测。当支吊架与其他构件（如管道、电缆等）之间存在冲突时，可调整支吊架的位置和布局，随后生成详细的制造和安装图纸。

蒸发冷机房单元模块布置如图1所示。其中编号1为集水器单元模块，编号2为分水器模块，模块3为冷冻水泵LD-A1和水处理器SCL-A1，模块4为冷冻水泵LD-A2和水处理器SCL-A2，模块5为蒸发冷机组LS/A1水管，模块6为蒸发冷机组LS/A2水管。

2.4   生成支吊架的材料订单

明确支吊架的各个组成部分，由厂家提供规格，根据每种组件的尺寸和数量，制定综合支吊架的材料清单。

2.5   现场放样定位

首先，对施工现场展开调查，制定初步的管线综合方案，对管线的大致布控。基于初步方案，进行测试和验证，以确认管线的布置、标高和走向，特殊情况可对管线布控进行调整。管线布控后，进行全方位的布控调整，然后进行二次调整，细化管线布置，制定管线方位布控图。

在布控图中，确认和标注好交叉点位，确定单排支架端点的放样方位，测算出支架之间的距离并进行适当的矫正调整。严格按照施工图纸的要求，仔细的规划、测试、调整和测量后方可进入下一道工序。

2.6   支吊架的组装及安装

2.6.1   安装膨胀螺栓

准备好适用于支吊架的膨胀螺栓、膨胀管、螺母等，根据图纸设计将支吊架放置在预定位置上，使用冲击钻进行打孔，将膨胀螺栓插入预先打好的孔洞中，并留出一定的空间，以便后续的膨胀过程。

使用套筒在螺栓的顶端或沉头处插入膨胀管，使膨胀管逐渐填充孔洞并扩张，紧密固定在孔洞内。在膨胀管外胀到规定程度后，使用螺母将螺栓的顶端或沉头拔出，使膨胀管进一步膨胀，与孔洞壁形成紧密的连接，将支吊架稳固地固定在支撑面上。

2.6.2   安装底托

在设计图纸在管道所需支撑的位置标记底托的安装点。在安装底托之前，确保底托上的膨胀螺栓螺母为松开状态，将预制的槽钢底座嵌入到底托的底部，调整底托的位置，使其与管道对齐然后拧紧。

2.6.3   拼装竖杆和底杆

在拼装底托和竖杆时，将预先经过电镀锌等防腐蚀处理的带齿槽槽钢，安装在底托上。按照特定的顺序拧装底托和竖杆，先安装弹簧螺母，然后再安装特种六角螺栓。安装槽钢时，槽钢的角度始终与弹簧螺母垂直，并将角度偏差应控制在5°范围内。

根据实际需要，使用扳手来调整竖杆的垂直度，避免倾斜或歪斜。使用水平仪和垂直仪检查每个底托的水平度、垂直度，检查每个底托的位置，检查每个底托上的螺栓和螺母的紧固情况。

2.6.4   安装管道和横担

对管道和横担的安装位置进行标记，使用起重机械将管道和横担吊装到预定安装位置，将横担与管道对齐，使用螺栓、螺母等连接器件将横担固定在支吊架上。在横担与竖杆拼装后，安装吊架连接梁，用于支撑双方向滑动底座。

选择底座型号时，考虑管道的质量、尺寸、安装要求等因素。对于双方向滑动吊架横梁，选择并安装双向滑动底座（这种底座允许管道在不同方向上滑动）。缓慢地将管道放置在安装好的双向滑动底座上，使用管卡等固定装置将管道与支架连接起来。

2.7   机电管线的安装

在安装风管、水管和桥架时，对管道和桥架的正确高度、水平度和间距进行精确调整，然后使用固定装置，将其固定在组合式支吊架上，防止松动或摇摆。在安装空调机组之前，对内部进行清洁，将机组的接口、入口和其他开口临时封闭，防止污染物进入机组内部。严禁摆放杂物，以免杂物阻碍机组内部的空气流动，影响机组的运行和性能。机组包含脆弱的部件，如冷凝器、蒸发器、电子元件等，严禁踩踏或施加不必要的压力，以免对机组造成物理损害。

检查风管的制作、安装和密封是否符合《金属风管及部件安装工艺标准》中的相关要求，进行漏风检测。在空调机组的送风口和回风口处，使用保温软连接，以防止冷凝水结露问题。空调机组与供水和回水管道应当正确安装，合理的水封高度可以防止排放管内的恶臭气体逆流到室内，确保冷凝水排放通畅。在空调机组的四个角设置限位装置，限制机组移动和摇晃。空调机组正确设置外接地，在机组的相关部位设置防撞标识，提醒人员注意避免撞击机组。

2.8   支吊架的负载试验

负载试验的主要目的是验证支吊架是否符合设计要求，是否能够安全承受实际工作荷载。在进行负载试验之前，必须仔细核算电缆桥架、风道、支吊架、管道和机械设备的工作荷载和质量。进行试验时，在48h内悬挂荷载总和2倍的承重物在支吊架上。

负载试验结束后，进行吊架根部、支吊架和预埋铁件的仔细检查和核实，对支吊架进行全面检查，包括横梁、螺栓、连接件等部分，检查是否有明显的变形，所有连接是否牢固且没有松动。安装设备完成后，进行试压测试，将管道系统充以液体或气体，检查是否存在泄漏。

3   支吊架安装控制要点

在安装单吊杆时，要确保吊杆的位置与管道的中心线对齐。在安装双吊杆时，需要确保双吊杆分别位于管道的两侧，且托架的螺孔间距对称布置。在管道的起始点和终点确定并安装两端的支吊架，以此为参考点来定位和安装中间支吊架。中间支吊架的间距应根据管道的质量和管径来确定，以确保均匀分布管道的质量。

在管道系统需要抵御振动或其他外部力量时，可以考虑应用防晃支架。应用防晃支架可以提高支吊架系统的稳定性，减少管道的振动和位移。为了防止冷桥和减少热量散失，选择性能良好的隔热材料覆盖整个管道绝热层。隔热材料的厚度应与绝热层的厚度相匹配，以确保绝热层的连续性和隔热性。

4   结束语

操作空间有限、专业工种多样和管线高度集中是地铁机电安装工程的特点。通过合理应用装配式管线支吊架技术，可以在有限的空间内实现管线的高效装配，减少施工时间，降低施工成本，为地铁机电安装工程带来了实际益处，有效提高了工程施工和运行阶段的效率和可维护性。将该技术与地铁机电安装工程相结合，实现了施工效率的提升和空间利用的优化，有利于推动地铁系统的顺利建设与运营。

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