余建文 劉保東 馮 杰 易顯平 徐乾章

中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430074

傳統(tǒng)的城市地下綜合管廊、地鐵、隧道機(jī)電工程施工中存在大量的重復(fù)性工作，例如明配管安裝等，以往一般采用人工彎管的異形線管。因施工人員技術(shù)水平參差不齊，施工的精度、質(zhì)量不能夠滿足業(yè)主或監(jiān)理的要求，造成大量整改或返工。本文介紹一種彎管新技術(shù)，即通過分析線管材質(zhì)、規(guī)格尺寸等材料力學(xué)性能以及相關(guān)試驗(yàn)，確定該種規(guī)格材質(zhì)線管的回彈系數(shù)，從而制作出異形線管彎管一次成形彎管器[1-3]。該彎管器由高效、高品質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化的工廠預(yù)制化加工，并在現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工，施工理念符合目前機(jī)電工程高效工業(yè)化建造要求，值得在城市綜合管廊、地鐵、隧道等項(xiàng)目中大力推廣應(yīng)用。

1 工程概況

南寧五象管廊全長(zhǎng)6.1 km，分方形、圓形艙，方形艙長(zhǎng)3.8 km、圓形艙長(zhǎng)2.3 km。其中，圓艙管廊內(nèi)供電橋架分布于管廊側(cè)邊，頂部氣體滅火系統(tǒng)、燈具、消防煙感等接線均由橋架配管至管廊中央頂部，配管部分呈一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的半圓形明配，管廊全段線管均為重復(fù)性施工作業(yè)。

2 工藝原理

一次成形彎管器包括底座、圓弧直徑底面、圓弧內(nèi)支撐、扁鋼工作面、起點(diǎn)插管器、軸承、手柄、滑輪以及終點(diǎn)停止角鋼等。利用底座作為支撐，利用角鋼作為圓弧直徑來制作標(biāo)準(zhǔn)半圓弧，圓弧使用扁鋼作為工作面，利用軸承作為圓心，以手柄長(zhǎng)度為半徑，手柄底部與軸承相連，上部與滑輪相連，將線管放置于工作面和滑輪之間，推動(dòng)手柄使滑輪在工作面滑動(dòng)將線管壓制成所需的弧度。依據(jù)實(shí)際情況，在使用同批次、同規(guī)格、同型號(hào)線管的情況下，使用相同材質(zhì)制作的異形線管彎管器，當(dāng)保證常規(guī)彎曲角、強(qiáng)度系數(shù)、硬度系數(shù)均相同時(shí)，決定線管回彈系數(shù)的因素就是相對(duì)彎曲半徑。

3 具體實(shí)施方法

以城市綜合管廊圓艙中彎弧形線管為例，根據(jù)施工圖中管廊圓艙段的形狀，制作彎弧形彎管器。

3.1 弧形線管弧度的確定

由于材料的回彈與材料的規(guī)格型號(hào)、屈服強(qiáng)度、力學(xué)性能、受力情況等有關(guān)，通過回彈規(guī)律研究，發(fā)現(xiàn)彎曲角、相對(duì)彎曲半徑、材料的強(qiáng)度系數(shù)和硬度指標(biāo)對(duì)回彈有影響。通過計(jì)算，得出理論條件下滿足圓艙管廊的明配線管彎管器的彎折半徑。

3.2 弧形彎管器的制作

通過理論計(jì)算確定弧形彎管器的彎折半徑，考慮到不同批次、不同廠家的線管質(zhì)量存在差異，我們也進(jìn)行了實(shí)體制作以驗(yàn)證計(jì)算的誤差，確定滿足現(xiàn)場(chǎng)條件的實(shí)際尺寸（圖1～圖3）。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行多組試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定本次使用線管的相對(duì)回彈系數(shù)。

圖1 弧形彎管器設(shè)計(jì)

圖2 弧形彎管器實(shí)物

圖3 不同半徑的異形線管彎管器

本批次φ20 mm線管壁厚為1.65 mm，抽樣檢測(cè)實(shí)際為1.62～1.68 mm，誤差系數(shù)范圍為0.03 mm。試驗(yàn)用的線管從本批次隨機(jī)抽取，試驗(yàn)用線管長(zhǎng)度為2 800 mm，抽樣檢測(cè)實(shí)際為2 795～2 805 mm，誤差系數(shù)范圍為10 mm。經(jīng)計(jì)算，得出彎管器的理論半徑為1 120 mm，本次制作的異形線管彎管器半徑分別為1 200、1 100、1 000、900 mm，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 異形線管彎管器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過多組試驗(yàn)，確定在異形線管彎管器半徑為1 000 mm時(shí)，回彈后的線管弧度滿足施工現(xiàn)場(chǎng)要求，并用于批量化彎管。

3.3 弧形線管的彎折

使用時(shí)，將直線管插入彎管器的底部起點(diǎn)角鋼孔中，將線管固定，然后從底部推動(dòng)手柄使滑輪沿著半圓弧扁鋼工作面進(jìn)行滑動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)滑輪施加作用力于工作面上的線管，滑輪滑過的地方線管就出現(xiàn)和扁鋼工作面相同的弧度，手柄到達(dá)終點(diǎn)停止角鋼時(shí)，線管就成為與工作面相同弧度的弧形線管了。該技術(shù)有效地解決了人力彎曲時(shí)無法準(zhǔn)確把握彎曲弧度的問題，能夠達(dá)到很好的施工效果（圖4、圖5）。

圖4 弧形線管彎管流程

圖5 線管彎出效果

3.4 弧形線管安裝

將加工廠預(yù)制好的弧形線管運(yùn)輸至廊內(nèi)安裝區(qū)域，按施工圖紙位置進(jìn)行裝配式安裝。

4 效益分析

通過費(fèi)用比較可知，采用基于工廠預(yù)制化的弧形線管彎管一次成形施工技術(shù)后，可節(jié)省人工費(fèi)40%、節(jié)省材料費(fèi)14%，達(dá)到了降本增效的目的。

該技術(shù)基于工業(yè)化理念，實(shí)現(xiàn)材料的工廠預(yù)制化，減少現(xiàn)場(chǎng)制作的人工浪費(fèi)，提升整體的施工效率，具有很高的產(chǎn)業(yè)化前景。

5 結(jié)語

針對(duì)當(dāng)前建筑行業(yè)人工成本及材料成本不斷上漲的現(xiàn)狀，如何有效地降低施工成本，是每個(gè)工程企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。由高效、高品質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化的工廠進(jìn)行預(yù)制化加工，再在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配化施工的理念，符合目前機(jī)電工程高效工業(yè)化建造要求，值得大力推廣應(yīng)用。