装配式支架在管廊布线工程中的应用

装配式支架在管廊布线工程中的应用

宋美丽，刘海波

中国二冶集团冶金工程技术分公司 内蒙古 包头  014020

摘要：分析对比了传统线缆敷设方法的特点并针对管廊工程线缆布设的特殊要求解析了传统桥架安装技术在管廊工程中的弊端，在此基础上引入了一种新型的施工方法——装配式支架施工法。现场实践证明，该施工方法在管廊工程布线中具体其他传统方法无法比拟的优越性。

关键词：装配式   综合管廊   线缆敷设 

1.引言

综合管廊内部集中了数量众多的各种线缆，它们是供电和通信系统的重要组成部分，承担着电能的输送，网络和通信数据的分配。如何能够在确保系统的安全运行、巡检方便的前提下使线缆布设的整洁美观是综合管廊线缆敷设中的一项关键技术，和其他传统线缆敷设方法相比装配式支架线缆敷设法无疑是目前最为理想的一种方式。

2.传统的线缆敷设方法及其优缺点

传统的线缆敷设方法包括线缆直埋敷设法、混凝土排管敷设法、线缆穿保护管敷设法、钢索敷设线缆法、电缆沟和电缆隧道敷设电缆法、桥架敷设线缆法等。

其中直埋敷设一般用于线缆量较少，土壤质地干燥的环境，其特点是节省投资，散热条件好，但占地面积大，扩容增加电缆时需要全线开挖，容易损坏电缆，造成停电事故，且事故处理困难，恢复供电所需时间较长，另外电缆直埋时需选用铠装电缆，其价格比一般电缆贵，弯曲不便。

混凝土排管敷设法主要用于线路较多，路由较集中且需穿越道路的区域，一般与直埋敷设配套使用，相对来说，施工比较方便，且更节省材料。但是这种施工方法对施工环境要求较高，且每管只能敷设一颗电缆。

线缆穿保护管敷设法，是将线缆穿于保护管中避免线缆受到腐蚀、压折等不必要的损伤，相对于直埋敷设来说更便于后期维护和增加扩容。但是穿管敷设不适合线缆量较多的环境。

钢索配线是将线缆用挂钩固定在钢索上。这种施工方法操作简便、造价低廉，但是对环境要求较高，且不适合电缆较多、重量较重的线缆施工。

电缆沟敷设是在砖和水泥沙浆砌成的电缆沟槽内敷设线缆。电缆隧道敷设是在可供专业技术人员施工检修的大型专用电缆隧道内敷设线缆。这两种敷设方式通常需要在电缆沟或隧道壁上装设型钢支架用以固定线缆。从某种意义上来讲我们后面将要讲到的地下综合管廊装配式支架安装法是这两种技术的一种组合改进。这两种施工方法具有占地少、走向灵活且能容纳较多电缆等特点，但是检修维护不方便，容易积灰积水、集易爆气体。特别是电缆沟，一般内部空间较为狭小，后期维护时往往需要将沟顶盖板揭开，因此工序较为繁琐。而电缆隧道虽然内部空间较电缆沟有了扩充但是功能较为单一、造价较高，所以一般只适用于电缆集中地段。

桥架敷设法与其他几种线缆敷设方法相比，具有明显的优点，电缆桥架可以和工艺管道共架敷设，不单独占用电缆通道，节省空间，同时也避免了和地下管线交叉问题。电缆敷设在空气中，散热条件比电缆隧道好，且不必通风排水，运行费用低，一旦电缆发生故障，处理也很方便。扩容时，增设的新电缆，可充分利用电缆桥架的备用位置，十分方便。

本文所述的装配式支架线缆敷设法可以看作是电缆隧道敷设电缆法和桥架敷设法的结合延伸和技术改进。

3.管廊工程线缆布设的特点

管廊工程中将大量与市政基础设施配套的电力系统、监控中心及机房系统、人员定位系统、远程监控系统、安全巡检系统、设备保护系统、应急管理系统、通信系统等管线集中铺设在一起。

综合管廊中通常设置有火灾报警系统、消防通风系统（消防排烟风机）安防系统、自控系统、电力系统及照明系统（应急疏散照明）等综合管廊专用综合设施。规范要求每200m左右设置一个防火分区，用防火墙分开，每个防火分区均设置投料口（兼做人员逃生口）和通风口。综合管廊为每个地块均预留接口，供各类工程管线的接入。

综上所述可知管廊工程中的线缆具有多系统、多数量、分区域敷、扩展性强等特点。

4.传统桥架安装技术在管廊工程中的弊端

电缆桥架传统的安装方法包括利用丝杆横担吊装、利用托臂立柱吊装、利用托臂立柱落地安装、利用支架壁装、利用支架垂直安装等方法。

其中利用丝杆横担吊装方式安装桥架常用于线缆重量较轻、数量较少的民建工程；利用托臂立柱吊装虽然承重能力较丝杆有所增强，但是由于转孔遇筋问题和管廊工程长距离的特点难以保证每根立柱都保持在同一条直线上，同时由于这种施工方法仅仅依靠立柱顶端的几颗螺丝来承重，因此在遇到类似管廊工程这种桥架层数较多、电缆数量较多和重量较重的情况时它的承重能力就打了一个大大的问号。利用托臂立柱落地安装对场地的要求较高，往往需要将立柱置于场地中央，再在立柱两侧安装若干层托臂用以固定桥架，这与管廊工程空间有限、需要给后续检修维护留出较大通行空间的特点不相适应。利用支架壁装方式安装桥架虽然在承重能力上有了较大提高，但是需要在现场加工焊接数量众多的各种规格尺寸的支架，而且这种方法和立柱吊装法一样在管廊工程长距离的特点面前难以保证支架的平直度，因此不利于桥架稳定、美观的安装要求。至于利用支架垂直安装桥架，这种方法只适用于竖向安装，跟管廊工程横向敷设的要求不相适应。

          5.装配式支架的组成和特点

装配式支架主要由以下部件组成：U型槽钢（立柱）、U型槽钢（托臂）、鞍型连接件、转角连接件、弹簧螺母、膨胀螺栓和六角螺栓。

其中用作立柱的U型槽钢在槽底均匀分布有若干螺孔，其优点在于可以减轻整个系统的自身重量，同时当系统承重较大时能够方便地增加系统的受力点。

用作托臂的U型槽钢在尾端焊有一块与立柱截面同宽的长方形钢板，并在钢板两端各开一孔用以将立柱与托臂连接固定。

鞍型连接件用以将立柱固定在管廊侧壁上。鞍型连接件的两个侧沿和鞍顶分别预留有若干螺孔位置，其中鞍顶的预留孔可以将立柱与鞍型连接件通过弹簧螺母与六角螺栓连接成一个整体，两个侧沿的螺孔可以通过膨胀螺栓将整个组合体固定到管廊侧壁上去。

转角连接件装设在托臂远离立柱的一侧，目的是为了调整限定电缆桥架的位置，安装时需要与弹簧螺母配套使用。施工步骤见图1，首先将弹簧螺母嵌入U型托臂，旋转90度后，沿槽身移动使螺母固定在螺母所需位置。将连接片按要求的位置就位，用六角螺栓把托臂、转角连接件、弹簧螺母固定牢固。

各分区监控及安全防范系统图见图1（分区监控系统图）。

图1  弹簧螺母、转角连接片及装配步骤

装配式支架最大特点是采用工厂化成品生产，现场组合装配的方式，具有施工效率高、空间节约、后期管线维护、扩容方便等特点。避免了传统支架安装的钻孔、焊接及除锈涂漆工作，可有效减少安装成本、火灾隐患，缩短施工工期及减少了后期维护。由于其在工厂内对支架进行的表面预防腐处理，达到了显著提高支架美观性、防腐性的效果；并降低施工现场的人身损害，保护了施工环境。

装配式支架不论是鞍型连接件还是转角连接件其位置都具有可调节性，特别是用来固定立柱的鞍型连接件，利用其可调节性能够有效避免钻孔遇筋这一施工难题，这就很好地避免了利用丝杆横担吊装桥架和利用支架臂装桥架的弊端。

装配式支架的安装、调节和扩展不需要复杂的机械设备，施工中可以更加迅速。适用于所有需要调节、移动、扩展以及更改的环境。

装配式支架系统重量轻，承载安全，经济耐用。

6.装配式支架在管廊工程中的安装流程和要点

6.1工艺流程：弹线定位→钢筋探测→电钻开孔→立柱安装→托臂安装→定位复核。

6.2安装要点：装配式支架安装前，必须用红外线水平仪进行放线定位，标出立柱底边位置。用钢筋探测仪探查钢筋分布位置。槽钢立柱安装时需复核垂直度。托臂固定时严格控制标高及间距。支架安装完成后，对整体效果进行复核调整。

6.3安装过程质量控制方法

6.3.1复核立柱垂直度、托臂的平直度

利用鞍型连接件将立柱进行固定后，需用红外线水平仪复核立柱垂直度偏差情况和托臂的平直情况，对不满足要求的细部需要进行适当微调。

6.3.2复核立柱间距和托臂间距

托臂立柱安装完毕后利用钢尺测量立柱间距、托臂间距是否满足图纸和技术交底要求，如有偏差用红外水平仪辅助进行微调。

6.3.3后续安装工作

立柱、托臂安装完毕后，根据图纸要求对于需要安装桥架或线槽的托臂层可按常规方式进行桥架的连接、接地线的跨接等基础工作。桥架就位完毕后首先需要调整桥架的平直度，在确认无误后即可通过转角连接件进行整体固定。

7.该施工方案受力分析

通过前面的介绍我们可以发现该系统中受力的主要部件是U型槽钢托臂。而它的受力点是托臂末端与立柱连接固定的两颗弹簧螺母，因此整个系统能否满足设计的荷载承受力最主要是分析弹簧螺母的受力情况。经查阅知各种常用规格的弹簧螺母承载受力见表1，施工时可根据现场实际情况进行选型。

表1弹簧螺母承载力

8.结束语

利用装配式支架施工法来布设综合管廊线缆，减少了施工单位的加工强度、降低了施工的难度，该方法不仅能够提高管廊工程线缆敷设的施工效率还可以保证施工质量，同时能够更好地满足后续的扩容需求。实践证明该施工方法具有良好的经济效益和社会效益。。

现场设置时将感温光缆敷设在热力舱定部，用于监测热水管道泄漏情况和舱内火灾的发生。该系统监测信号不仅要报送至控制中心同时还应报送到热力管线管理单位。感温光缆分布系统详见图4（感温光缆分布系统图）

参考文献

[1]王和慧，刘纪才，杜伟国.工厂预制、现场装配—机电安装的发展趋势暨装配式支吊架的主要问题综述.安装2013（8）：59-62

[2]孙绍林，殷学义.装配式支吊架系统的应用于探索.安装2017（3）：26-28

[3]张卫华.管廊上桥架内长距离大规模电力电缆敷设工艺.安装2010（6）：40-43