房屋建筑工程建设中的机电管道抗震连接安装技术

房屋建筑工程建设中的机电管道抗震连接安装技术

马晓猛

九冶建设有限公司  陕西 咸阳 712042

摘要：由于施工部门施工成本的增加，以及业主对施工要求的提高，施工单位在机电设备安装过程中不再只是以实现系统功能为目标，更多的是考虑如何优化建筑外观、提高建筑施工效率等方面，同时尊重相关规范和业主的要求，确保建筑质量并最终实现利润最大化。与之前基于CAD图纸相比，采用三维可视化信息协作BIM技术对机电综合管道进行自动检测，能够保证机电设施建设的质量、成本和进度，提高项目管理水平，是实现管道优化布置的高效方法。本文主要分析房屋建筑工程建设中的机电管道抗震连接安装技术。

关键词：机电管道;抗震连接;房屋建筑

引言

埋地管道是一个至关重要的项目，是一个特殊的地下结构。因为埋在地下，延伸得很远，周围都是土砂等介质，抗震问题更加复杂。今后地震时如何确保埋地管道的安全可靠运行是工程和管理部门面临的一个紧迫问题。地震波作用下埋管的变形受埋深、管、管直径、剪切速率和地震强度等因素的影响，埋深对管的影响不容忽视。发生地震时，管道之间存在相对偏移，这是因为管道具有一定的刚性，可以消除管道周围的局部地板变形。地面有楔形裂缝。沉头深度越大，裂缝宽度越小，楼板位移越小，沉头深度越大，管道上的楼板应力越大，管道楼板之间管道楼板的最大阻力越大，移动系数也越大。沉头孔深度受两个因素的影响:楼板移动和移动的转移系数。需要进一步研究管道之间相对移动的反向影响、井底深度在多大程度上分别对地震波作用下管道的移动产生了综合影响，以及地板移动和管道移动的传输系数的影响。

1、管道的地震破坏特性

因地震直接或侧面作用于管道，导致交汇点、管线部分前段及输电干线损坏。地震直接作用的损坏力来源于地震促使地面摇晃或移位，导致地层变位和建筑物上下移动。地震侧面作用的损坏力来源于地震引起土质液体化和塌方，进而引发大规模的土层触发性活动。建筑物的上下移动、塌陷是造成管线处于失效状态的首要原因，塌方或土质液化则会引发大规模的损坏。一般情况下，如果地震损坏了管线部分片段及输电干线，随之会引发交汇点断裂和大多管线网损害。地震造成的摇晃可能会演变成极大的地面拉力，引起管道破裂或结点分离，力的收缩会导致管道形变或弯曲，切割会造成管线断裂或破口，弯曲也会造成管道断裂。就管线来讲，柔性结点的有效时长远比刚性结点短，埋地管道下方的地形条件会对管道损坏的程度和频率产生影响。从破坏数量可知，破坏现象普遍出现在岩床层，只有部分出现在粗粒土壤和细粒土壤层(如淤泥、黏土)，细粒土壤层的损坏数量又高于粗粒土壤层。目前研究认为，震害率最高点在层与层间的转换段。同时，统计、整理出的震害数据显示，朝向地震波传播走向的土层损坏率远超正常传播走向的土层。

2、管道可行性设计

在没有配备地震预设编号的地下管道中，经工程师处理，可以最大程度降低地震的损害值。以下介绍针对该问题的建议。1)建造配水系统中应多使用小型管。将部分较大的管批量置换成较小的管，会在地震中最大程度降低对管的损坏。2)在能够预测地震的较高点预置排气阀，将排气阀的安设点与断层线保持在同一高度。安设排气阀能够在地震使管道排水系统无效后，自动将水就近输入水库。3)一般情况下，铺设管道采用钢制的管道，而塑料等材质的管道则铺设在容易形变的土层处。4)对于分段管来讲，比如以橡胶充塞而成的分段管，其柔性结点必须适应相对位移所产生的力。针对可能出现的大规模土层运动，需额外增设套管，抑制土层运动。同时，即使少量土层可以抵抗地震所导致的土层变形，仍然需要增设套管，以减小地震带来的损害。5)在规模较大的隧道中安设管线，将管线铺设在不易受地震影响的土层中或润滑管线表面，以提高管与周边土层的“滑动性”。

3、提高管道抗震的措施

3.1施工特点

1)在隔热层中使用软连接可确保管道水平移动。2)软连接采用法兰连接，软管道连接可靠严密，系统运行后无泄漏，使用寿命较长。3)软连接和管道连接安装操作简单、安全、可靠、方便快捷。(4)抗震软连接旨在确保管道符合建筑物的整体地震位移要求，安装在水平x轴和y轴上90度，从而确保360度管道的水平位移符合要求。5)采用悬挂式安装支架与上部建筑柔性隔震连接，地面安装支架与下部建筑连接。在同一管线上的两个弹性抗震连接中间，用起重机固定。(6)管道采用抗冲击柔性连接，以满足保温层变形的要求，确保在发生地震时不会断裂，降低维护成本，降低材料和人工安装成本，提高经济效益。

3.2管道的水压试验

⑴在水压试验前，应采取有效的试验管道紧固和保护措施，所有连接部分应可靠、无泄漏地连接。(2)水压试验程序:水管试验需要在最低注水点和最高注水点设置两个压力表；使用金属管道连接所有回水管道，并将管道连接到管道竖井。缓慢填充管道内的水，注水点位于管段的底部，随着管道逐渐充满水，密封从底部到顶部溢出的每条管道的末端，使管道内的空气可以完全排出；充水后，进行水密度检查；采用电动泵缓慢增加压力，上升时间为10-15分钟；管道试验压力为运行压力的1.5倍，但为0.6 MPa；规定试验压力升高后，应停止压力，稳定1h，压力下降≥0.05 MPa，观察管接头连接部位是否漏水；1小时稳定后，工作压力1.15倍状态下2小时稳定压力，压力损失不得超过0.03 MPa；对于上下起伏较大的试验管段和长管道，可在管段的最高处进行2 ~ 3次充水和排水，以确保排出足够的空气。

3.3质量控制

1)由专业绝缘厂商计算和验证了地震绝缘软连接，以确定不同管道直径的软连接长度。分离的软连接曲面必须平滑且无修剪、无缺陷和变形、无气泡或无沙子。2)工地应清洁，垃圾、废弃物、沉积物和油应清除；施工期间应保护管和管免受污染；安装时必须及时阻止打开。3)截止管应采用气体焊接切割，无缝钢管焊接应采用凹槽方式。4)风管备用支架应符合抗震要求，连接部分应提前。5)安装软链接时，请确保现场安装空间满足软链接工作的要求。6)管道法兰连接，斜紧固螺栓。7)在安装过程中尽量保持管路笔直。8)管道系统的试验压力是管道系统工作压力的1.5倍，为保持灰浆稳定，如果存在压降，则立即检查管道是否丢失，如损坏，立即纠正，然后补偿每块骨头的工作压力。

3.4管道材料方面

管道抗震规范中也有相应的管道要求，要求供水管道具有更好的可扩展性。市政供水管道通常分为两大类:金属管道和非金属管道，包括钢管和供水管道；非金属管道包括钢筋混凝土管道、石棉管道、玻璃管道和塑料管道。最常用的是钢管、铸铁管道、塑料管道和混凝土管道。其中钢管抗震性能好，抗拉强度高，抗弯强度高，伸长率好，对钢管的养护问题要特别注意，防腐处理不好，钢管的抗震损伤会增加；塑料管材由于具有良好的可扩展性和灵活性，抗震性能更好，同时耐腐蚀性强，不易研磨，以后容易饲养，近年来一直在使用。导管和预应力混凝土管也更能承受冲击。在设计过程中，应在经济条件允许时优先考虑抗震性能较好的管道。

3.5其他方面

根据以前的数据，管道的使用寿命也是影响管道地震性能的重要因素。由于腐蚀和老化等问题，寿命较长的管道通常不那么严格和可延伸，从而降低了相应的地震性能。因此，建设者必须妥善规划供水网的前期规划，及时更换老化的供水网，适当减少对管网的地震影响，目前全国大力鼓励修建地下隧道。

结束语

地震发生时，地表裂缝的深度狭窄、楔形，裂缝的宽度随埋深的增加而减小。通过对试验数据的研究，得出了各种管道位移、单位面积强度和沉头深度的计算公式，研究发现，随着沉头深度的增加，位移系数也会增加。数字分析显示，由于地形移动和移动转移系数的组合，管之间的相对移动不会随污水坑深度的增加而发生很大变化。

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