公共建筑集中供冷外管网施工技术

黄志云，乔申，闫风，胡其正

（中建二局第一建筑工程有限公司，北京 100176）

1 引言

随着经济社会的不断发展，集中供冷的话题持续引发关注，部分地区已经开始在小范围内试运行集中供冷模式，主要覆盖办公楼、综合体、酒店等公共建筑，这种有益探索是十分必要的，必须加强总结分析，为大范围推广应用奠定基础。室外管网施工是集中供冷系统工程的重要组成部分，对现场条件、机械作业、科学管理等方面要求比较高，必须做好相关准备工作，保证施工过程的顺利进行。

2 工程简介

三亚崖州湾深海科技城智慧综合能源服务项目主要涉及能源站工程及室外供冷管网工程，需要满足崖州湾科教城内公共建筑的供冷需求。项目拟建两个集中能源站，承担科教城片区区域供冷任务，其中，科教城1号能源站选址位于YK02-06-04地块，总建筑面积为5 977.79 m2（地上建筑面积为362.64 m2，地下建筑面积为5 615.15 m2），供冷装机规模为59.3 MW，满足园区内约119.6万m2的公共建筑供冷需求。科教城2号能源站选址位于YK02-03-14地块，总建筑面积为8 182.96 m2（地上建筑面积为454.80 m2，地下建筑面积为7 728.16 m2），冷却塔设置于YK02-03-14地块绿地上面，供冷装机规模为70.3 MW，满足园区内约165.3万m2的公共建筑供冷需求，科技城片区能源站总供冷装机规模为129.6 MW，园区总供冷面积约284.9万m2。外管网施工是该工程的重要内容，必须保证施工质量和效率，保证集中供冷整体效果，下面将对相关技术要点进行阐述，为后续工程施工提供一定的参考。

3 公共建筑集中供冷外管网施工技术

3.1 材料控制

材料质量直接决定着施工质量，所以，要严格控制材料选型和质量管理，从源头上减少供冷管网施工隐患。本项目采用高密度聚乙烯聚氨酯预制保温管材，不但具有良好的施工性能，而且可以保证供冷系统的保温效果，在螺旋钢管或无缝钢管外部套上高密度聚乙烯保护套，钢管两端需要预留约15 cm，以方便管道焊接作业，使用浇筑机浇筑聚氨酯保温层，将保护套管和钢管有效结合在一起，使之成为一个整体。加强材料质量检验，保证各项性能能够满足设计要求，在材料运输过程和装卸堆放过程中，要做好保温层的保护工作，在最底部设置软垫加垫木，在每层钢管间只需设置软垫即可，在吊装过程中，可以将专用钩夹塞在管子两端口内，然后通过钩夹上的钢丝绳进行吊装作业，为了起到更好的保护作用，可以将胶管套在钢丝绳上，这样可以避免保温钢管被钢丝绳伤害，除此之外，还要做好管口和保温层结构的保护，不能出现撬、碰、摔等问题[1]。

3.2 测量放线

正式施工前，应联合相关单位做好图纸会审工作，本项目实施过程中充分引入了BIM技术，在深化设计、碰撞检测、施工模拟等环节均发挥了关键作用，这样可以有效减少施工过程中的设计变更问题。首先，组织相关单位，开展现场技术交底，为了保证测量放线的准确性，由设计单位现场确定交接桩，办理相关交接手续，并采取一定的加固保护措施，设置醒目标识。按照精度等级要求，使用全站仪、水准仪等相关仪器设备，在合适的时间开展复测工作，整理、储存相关成果数据。根据施工现场要求，对导线控制点和水准点进行加密处理，加密导线点应尽可能和原导线点形成等边三角形，减少影响测量精度的不利因素，加密水准点应设置在附近建筑物上，以便于观测，按照测量数据，绘制导线点和水准点布置图，使用不同颜色、不同代号加以区分。在施工过程中，为了防止桩位变动，要定期进行复核测量，避免出现较大误差，按照设计图的坐标对管线和相关构筑物进行放样，严格遵守不同人员测量、不同方法测量、不同人员计算的原则，进行施工测量复核，做好纵横方向的符合性检查，在管线放样位置撒白灰，如果管线需要穿越地下构筑物或其他隐蔽工程，那么要在交叉范围两端做显著标志，以指导管工开挖施工的顺利进行。

3.3 管沟开挖

管沟开挖前，应做好清理工作，将开挖面表面的障碍物清理干净，并且准确掌握地下情况，如果遇到地下管线、电缆等设施，要及时做好避让方案，严格按照设计要求做好排水措施，控制排水坡度。如有必要，可以设置临时性排水沟。根据土质、地形、管径、管数、埋设深度等确定管沟形式和尺寸，以埋设两根管为例，通常情况下，管沟底部的宽度等于两倍的保温管外径+55 cm，其中，55 cm包含两管间距以及管与沟之间的空隙，如果管径小于50 cm，管沟深度等于保温管外径+85 cm；如果管径大于50 cm，那么管沟深度等于保温管外径+95 cm，所加数据为底部垫层、上部回填层以及素土夯实的厚度之和，比如，埋设两根外管径为60 cm的管道，需要开挖的管沟宽度为2×60+55=175 cm，管沟深度为60+95=155 cm[2]。

采用机械加人工组合开挖的方式进行施工，加强现场施工人员的技术交底和教育培训工作，保证所有人员综合素质能够满足施工要求，严格按照要求进行持证作业，所有进场机械设备必须经过全面检查后才能入场施工，并实施定机、定岗、定人的管理方式，保证机械设备保持良好的运行状态，通过斗式挖沟机挖到距设计标高约20 cm的位置，然后由人工配合挖土清底，防止出现超挖问题，在遇到地下构筑物或隐蔽工程时，要采取人工挖沟的方式，避免产生破坏。为了保证施工过程的安全性和稳定性，严格按照设计图放坡，按工艺要求及时修坡，防止出现坍塌现象，管沟开挖的泥土不能堆在管沟两侧，堆土距离管沟应超过50 cm，将施工方便的一侧留出作为管道组装工作面使用。管沟开挖过程中，需要加强现场管理，安排专人指挥协调机械和人工作业，做好安全检查工作，尤其是边坡的稳定性，及时发现问题、解决问题，如果局部边坡位移较大，应立即停止施工，采取有效加固作业后再继续开挖，为了防止相邻建筑物、构筑物、管线、道路等出现变形、下沉问题，也要加强位移和沉降观测，夜间施工时，科学安排施工工序，配备足够的照明设施，设置相关警示提示标志。每段管沟开挖到设计标高后，要及时进行验槽工作，使用相关仪器设备，检验误差是否在允许范围之内，如果遇到与勘察设计不吻合的不良基底土质，应会同相关单位协商解决，采取相应的基底处理措施，然后完成夯实找平后，铺设中粗砂作为垫层，当管径小于50 cm时，垫宽厚度控制在约20 cm；当管径大于50 cm时，垫层厚度控制在约30 cm。

3.4 管道敷设

管道运到施工现场后，根据现场条件、技术水平、管径大小等多方面因素，采用吊车、人工等多种方式，将管道沿着管沟边铺放，架在预先找平的枕木上，做好管道清扫工作，将表面和内部杂物清除干净，然后才能进行管道组装连接工作。本项目集中供冷管网工程采用焊接的方式进行施工，首先，要做好锉口、对口工作，两根管道的中心线应在同一轴线上，两端接口要整齐吻合、间隙一致，为了保证焊接效果，必须做好材料和技术准备，严格检查焊条的焊接性能，必须和母材相匹配，而且焊缝的强度要超过母材，同时，焊接作业人员必须经培训合格后持证上岗，减少由于人为因素导致的质量隐患。管沟边的管道焊接作业需要按照现场条件、管径大小确定焊接管道长度。组装好的管段要整体吊装下沟，在正式下沟前，需要将管沟内的杂物清理干净，然后通过吊装机械或者采用自制龙门架，直接把管道吊放在垫层上，起吊过程中，需要使用专用吊具，从管道一端约每隔15～20 m设置1个吊点，加强吊装过程控制，相关操作人员、指挥人员必须经培训合格后持证上岗，保证起吊过程的安全、平稳、准确。在管沟对口焊接时，不能转动管段，所以，要在下部仰焊，需要提前预留施工空间，以方便焊工操作，对于已经焊接好的管段，在下班前，需要使用临时盲板对管口两端进行封堵，避免管内进入杂物。

在管道组装敷设完成后，由于现场条件的限制，不能在回填前进行大面积施压，难以评价和掌握管道焊接质量，如果后期出现问题，会大大增加返工工作量。采用着色检验法的无损探伤方式，可以有效检验焊接口质量，检验比率达到百分之百，及时发现不合格焊缝，并采取重焊措施进行补救，只有达到检查合格后，才能进行防腐和保温处理工作[3]。

3.5 管沟回填

在正式回填前，组织相关单位进行管线检查，管沟内不得出现积水，管道不得有悬空问题，防护层不得出现破损，管沟回填时，不得使用冻土、大硬块以及有机物丰富的土壤，在管线周围和管顶15 cm范围内，需要使用细砂，通过人工回填的方式分层夯实，避免出现管道移位现象，保证当日回填、当日夯实，在回填细沙上方，使用无垃圾杂物的清洁素土进行夯实，此部分施工虽然可以采用机械设备，但是要避免机械在管沟上方行走，在回填土的上方应留有30 cm的沉降余量，这样可以有效减少后期的不均匀沉降，回填过程中，要注意不能让碎砖、石块等物体损伤管道保温层，不能影响最终的保温效果。

3.6 试压和冲洗

在集中供冷管网安装完成后，需要对整个管网进行水压测试，主要分两个步骤进行试压，第1步要做好分段试压，第2步进行系统整体试验，根据管网设计工作压力，将管段或管网压力升到试验压力，维持10 min后，倘若试验压力的下降幅度不超过20 kPa，则可以判定所检查的管道沿线试压合格。除了试压工作，在管网投入运行前，还需要对整个系统进行冲洗，将管网系统内的杂物冲洗干净，该工作同样要分为分段冲洗和系统冲洗两个步骤，冲洗前，要将所有设备的进出口阀门关闭，管道的末端需要设置冲洗旁通环路，这样可以有效防止冲洗过程中产生的杂质脏水堵塞管道末端设备，将系统灌满水后，开启冲洗循环水泵，一边补水，一边在最低位置放水，能够在最低位置直接将部分杂质排出，冲洗过程中，需要密切关注冲洗循环水泵入口端过滤器两端的压差，如果压差大于一定数值，需要及时停止工作，清洗过滤器，然后再继续冲洗，循环往复多次后，等到冲洗排水中不再含有杂物而且水色不浑浊，可以判断为冲洗合格，从而完成整个管网施工工作。为了保证管道的安全稳定运行，可以在敷设管线沿线设置标志桩，在直线段大概每隔200～300 m设置1个，在每个转弯拐角处设置1个，这样可以有效防止其他工程施工误伤集中供冷系统外管网，并为后期的长期运行管理提供便利[4]。

4 结语

综上所述，集中供暖是我国北方城市采用的主要冬季取暖方式，而集中供冷依然处于探索阶段，在部分区域内有所应用，与集中供暖相同，集中供冷同样具有集约用地、高效节能、科学管控等优点，比较适合在城市公共建筑内推广运用，可以有效减少公共建筑温度调节能耗。本文首先介绍了三亚崖州湾深海科技城智慧综合能源服务项目的基本情况，然后从供冷系统外管网施工的角度出发，对关键施工技术要点进行了强调，保证了最终的实施效果，实现了良好的综合效益。