公用工程管廊钢结构施工技术总结

白 涛 盛祥来

中国化学工程第十一建设有限公司 河南开封 475002

1 工程概况

RAPID 项目位于马来西亚柔佛州，是马来西亚国家石油公司建设的一个炼油石化综合一体化项目，旨在满足马来西亚国内和亚洲的能源和化学品需求。RAPID 项目公共管廊位于803 区域，管廊钢结构总重约9852t，共计128 个钢结构模块，其中过路管桥模块21 个。模块M061 为最大模块，重285.3t，长39m、宽18m、高23.34m，共8 层。本工程管廊钢结构构件均在制造厂完成制作和除锈防腐工作，所有钢结构连接方式均为高强镀锌螺栓连接。公共管廊钢结构模块平面布置见图1。

图1 公共管廊钢结构模块平面布置图

2 施工工艺设计要点

由于本项目公共管廊区域无其他设备或装置结构，场地开阔，且施工道路通畅，适宜采用整体安装与逐件安装相结合的钢结构管廊安装工艺，既提高了施工机械的利用率，又有效减少了高空作业，可安全快捷地进行管廊钢结构安装工作。

2.1 钢结构模块安装

钢结构安装采用升降车配合起重吊车逐件安装的施工方法，避免脚手架的搭设和拆除工作，既快捷又安全。根据现场实际情况调整安装次序，合理安排柱子、主梁、次梁及斜撑的安装顺序，避免出现升降车无法安装连接螺栓的情况。一般采用自上而下、由内而外的安装顺序。钢结构模块逐件安装如图2 所示。

图2 钢结构模块逐件安装

2.2 过路管桥安装

过路管桥采用分层安装或整体安装方法。施工时，根据管桥安装高度和整体重量，灵活选取适当的安装方法：

（1）过路管桥安装标高较低且整体重量不大时，选用整体安装方法（图3）；

图3 过路管桥整体安装

（2）过路管桥安装标高较高或整体重量较大时，选用分层安装方法（图4）。

图4 过路管桥分层安装

2.3 人力、机具配置

钢结构安装人员、机具配置，按现场施工任务饱满程度、人员和机具到场情况分为以下2 种配置形式：

（1）1 台50t 或25t 汽车吊、2 台升降车、1 个工头、2个铆工、2 个起重工和2 个起重帮工。

（2）1 台50t 或25t 汽车吊、1 台升降车、1 个工头、1个铆工、1 个起重工和2 个起重帮工。

3 施工准备

3.1 人员动迁

施工人员要至少提前3 个月准备护照、签证办理等相关工作。施工前期，综合考虑钢结构材料进场、结构基础交接等现场条件，施工人员分批动迁，尽量避免人员窝工。

3.2 人员培训

3.2.1 入场前培训

施工人员进驻马来西亚后，及时办理CIDB 培训，待取得CIDB 卡后方可办理相关PMC 入场培训，包括PMC、PTW、STA 和Working at height 等技能培训课程。

起重工、起重帮工、电焊工等特殊工种要专业考试合格后方能取证。

3.2.2 入场培训

施工人员进入现场时要进行入场培训，包括安全培训，施工培训等；遵守现场施工零容忍制度，文明施工，安全第一。

施工人员进入现场要穿戴完整合格的PPE，包括劳保鞋、安全帽、防护眼镜和工作服。

3.3 施工机具和人员配置

3.3.1 机具准备

钢结构安装主要施工机具包括25t 汽车吊、50t 汽车吊、50t/ 100t 履带吊车、升降车（主臂长24m 或32m）、小型发电机（2～5kW- 240V）、电动扳手、灌浆搅拌器，以及吊带、卡环、棘轮扳手和敲击扳手等。

所有工机具都必须附带出厂合格证，并提前向业主或管理公司安全部门报验合格，张贴检验合格证后方能投入使用。

根据钢结构安装高度、钢结构单件最大重量及现场地面情况，合理选择吊车及升降车型号，尽量节约施工成本，避免资源浪费。

3.3.2 人员配置

每个施工班组中至少有1 人通过交通指挥培训（Flagman），至少有2～3 人通过升降车培训（升降车厂家派人现场培训），每台升降车上限站2 人：1 个铆工、1 个起重工或起重帮工。起重工或起重帮工在从事吊装作业时，要穿戴起重马甲；交通指挥员（Flagman）在指挥交通时要穿戴交通指挥马甲，并配一对红绿指挥旗。

每个钢结构施工班组至少要有2～3 人经过升降车操作培训，取得合格证明后，方可进行升降车操作。由于升降车容易出故障，施工时每个施工班组最好配备2 台升降车，这样若1 台升降车出故障时，不至于出现吊车和人员闲置情况。

由于马来西亚人口稀少，且当地人生活普遍比较安逸，很难做到按时上下班。对于吊车司机、板车司机及起重工等重要职位，要考虑储备部分国内员工，以免出现紧急情况时无人可用，导致人员、机具大面积窝工。

3.4 材料仓库及休息棚搭设

3.4.1 材料仓库

项目部应建立临时材料仓库，以便钢结构材料中转。由于当地气候多雨，仓库应做好排水措施，道路铺设碎石并压实，保证雨后能及时运输结构材料。

3.4.2 休息棚

在结构施工现场选择适当位置搭建临时休息棚（6m×6m），休息棚位置应征得业主或管理公司现场施工主管的同意。每个休息棚可容纳20 人同时休息。每个休息区根据施工人员的多少设置1 个或多个休息棚。每个休息区应设置1 个避雷针，休息棚周围应使用脚手架搭设硬维护，并设置红白警示路障；休息棚内应配备饮水机、洗眼器、急救药箱、灭火器和雷电报警器等；休息棚内需放置适当的简易桌椅，以便施工人员休息及办公；还应设置张贴板，方便PTW、STA、JSA、安全规定等文件的放置。

3.5 施工场地平整

由于马来西亚天气多雨，故施工现场吊车及升降车活动区域需铺设碎石，并使用压路机压实。

4 钢结构施工技术要点

钢结构施工程序示意图见图5。

图5 钢结构施工程序示意图

4.1 材料接收及发放

钢结构材料入库、出库要设专人负责，做好台账；结构材料入库时要按模块分开放置，避免出库时发生错误；螺栓、连接板等小部件要按模块、按图纸分批发放，避免错装、丢失或浪费。

4.2 构件制作错误或损坏的报告及修改

钢结构模块材料拆封时，要提前1d 通知业主或制作厂家现场代表，发现结构破损或与图纸尺寸不符的，要及时拍照并以书面形式向业主报告，让业主及时给出处理方案，以免影响施工进度。合同外工作量要做好施工记录，最好将各施工要点拍照存档，并及时做好签证索赔工作。

4.3 小型工机具发放及回收

吊带、卡环、棘轮扳手、电动扳手和小型发电机等小型工机具要按材料计划单发放，并做好发放记录。这样可尽量避免已提过材料计划单的人员，在领取时无物可领的情况。对于没有材料计划单而又急需领取的工具，要经过施工经理审批后方能发放。

4.4 基础复测及基础压浆

基础交接前，要认真复查基础地脚螺栓标高、相对位置、基础间距、抗剪槽形状及深度，以及地脚螺栓螺母、垫片等是否与施工图纸相符。若不相符，修复后再进行基础交接。

本工程钢结构基础找平采用压浆法施工，即在结构基础上方使用灌浆料制作一个150mm×150mm 的墩子，然后在墩子上放置一块100mm×100mm×10mm 的垫铁，使用水平尺找平，并使用水准仪测垫铁上表面标高，使其满足结构安装要求。

根据结构基础形式的不同分为2 种压浆方式，即一般基础压浆（图6）和抗剪槽基础压浆（图7）。

图6 一般基础压浆

图7 抗剪槽基础压浆

要至少提前3d 完成基础压浆工作。压浆后，使用麻包片或破布覆盖1～2d，间隔2h 浇水一次，以免天气过热致使压浆块开裂。压浆工作要由资深铆工来完成，避免返工影响安装进度。

4.5 钢结构安装

钢结构安装采用逐件安装的方法，主要安装顺序为：柱子→主梁→次梁→斜撑。可根据现场实际情况调整安装顺序。由于钢结构安装要使用升降车安装并紧固构件间的连接螺栓，所以安装时要考虑升降车的工作空间问题，合理安排柱子、主梁、次梁及斜撑的安装顺序，避免出现升降车无法安装连接螺栓的情况。一般采用自上而下、由内而外的安装顺序。

钢结构主梁安装时，在不影响后续施工的情况下，要考虑优先安装两端带纵向连接板的主梁，然后再安装其他类型的横梁，这样可适当降低安装难度。

4.6 过路管桥安装

过路管桥安装可分为以下两种方法，即分层安装和整体安装。过路管桥安装时，需封闭下方道路，安装时需提前1 周向业主或管理公司提交封路申请。

（1）分层安装：过路管桥每层重量约10t，首先使用25t 汽车吊将过路管桥按层在地面组装，找正后用螺栓紧固；然后使用100t 履带吊车吊装就位；最后安装各层间斜拉撑。分层安装一个过路管桥使用1～2d，不需要大型吊车，经济又迅速。但过路管桥跨度一般为16m，分层安装时结构会产生较大变形，致使各层间立柱及斜拉撑安装难度增大，所以需2 个2t 手拉葫芦配合安装。

（2）整体安装：使用25t 汽车吊将过路管桥在地面组装，找正后用螺栓紧固；然后使用大型吊车吊装就位。每个过路管桥安装需1d 时间。整体安装方法方便快捷，且不存在钢结构变形问题，但安装成本较高。

4.7 螺栓安装及紧固

钢结构螺栓安装时，要严格按照图纸上标示的尺寸安装。钢结构螺栓紧固分为初紧和终紧2 个步骤。

（1）螺栓初紧：钢构件安装时，使用梅花扳手和棘轮扳手配合将螺栓初步紧固；

（2）螺栓终紧：一个钢结构模块全部安装完毕后，经测量人员检测其垂直度和水平度符合图纸要求，且业主或管理公司验收合格后，使用电动扳手将连接螺栓紧固（紧固力矩见表1），并用记号笔标记。

表1 螺栓紧固力矩表

螺栓终紧一般使用升降车和电动扳手来完成。对于部分钢结构层间距较小的结构，当模块钢结构安装完成后，升降车无法进入内部进行螺栓终紧工作，这种情况可事先与业主质检人员协商：每安装一层结构后，立即找正，验收合格后立即进行螺栓终紧工作，然后再进行下一层结构的安装工作；或待钢结构模块安装完成，结构垂直度、水平度校验合格后，先将模块外围主体结构连接螺栓终紧，内部次梁的连接螺栓待管道脚手架铺设后，管道施工开始前进行紧固。

4.8 基础二次灌浆

钢结构螺栓终紧完成后，开始基础支模工作（图8）；待质检人员及业主验收合格后，进行灌浆工作（图9）。

图8 基础支模

图9 基础二次灌浆

结构基础灌浆完成后，要使用麻包布覆盖，并每天浇水养护2 次，避免基础开裂；养护48h 后，可拆除模板。拆除模板后，若二次灌浆成型效果不理想（图10），则需要使用砂轮机切割打磨二次灌浆层，直至基础外观达到验收要求为止（图11）。

图10 基础二次灌浆修整前

图11 基础二次灌浆修整后

5 施工成本核算

本项目管廊钢结构自2016 年10 月25 日开始安装，2017 年7 月31 日安装完成并顺利中交。共使用17496 人工日，平均每人每天安装钢结构0.563t，最终为公司盈利400 余万元。施工期间因施工进度受到业主的多次好评。详见表2—表4。

表2 管廊钢结构安装机械台消耗班明细表

表3 管廊钢结构每月安装工程量明细表

表4 管廊钢结构安装盈亏平衡分析 万元

6 结语

实践证明，使用升降车代替传统脚手架作业，采用整体安装与逐件安装相结合的高度机械化管廊钢结构安装工艺，既有效提高了施工机械的利用率，又减少了高空作业量，是值得推广的一种高效、安全、经济实用的管廊钢结构施工工艺。