1 项目概况
国家高山滑雪中心位于北京2022年冬奥会延庆赛区核心区,燕山山脉军都山南侧的小海坨山上,国家高山滑雪中心第一段由7个单元组成,即集散广场、速度赛终点区、A1A2中间站、比赛终点区、中间平台、PS200及PS300造雪泵房、露天长廊、山顶出发区。
国家高山滑雪中心将承办2022年冬奥会、残奥会高山滑雪全部比赛项目。永久建筑面积28846万平方米;地上1至6层,地下1至2层;层高4.00至7.50m。金属软管施工工艺分为暗敷和明敷,其中暗敷工艺包括次墙暗敷、轻钢龙骨墙暗敷、钢结构桁架楼承板暗敷。
钢结构楼板采用桁架板形式钢结构配管支架,替代传统的支模工艺,根据各单元、各区域的功能要求,楼板分为可拆式和不可拆式两种,根据设计要求,每块钢桁架楼板长度不等,最大长度不超过12m,板宽576mm,每块板由三角形钢桁架组成,每块桁架上、下弦钢筋高度均为100mm,下弦钢筋与底模板镀锌钢板连接,间距为15mm,每块桁架上弦钢筋间距为188mm。本工程建筑电气安装设计,无论暗装、明装均采用建筑电气安装柔性金属导管。
2 用于建筑电气应用的可弯曲金属导管
可弯曲金属导管是以镀锌钢板为基材,经热加工一次成型的一种新型电线电缆外护材料,根据使用功能和力学性能不同分为基本型、防水型、无卤防水型。外层为双面热镀锌钢带,内层为绝缘热固性粉末涂料,防水型和无卤防水型是在基本型镀锌钢带外层分别涂覆防水(聚氯乙烯)、阻燃(聚氯乙烯)和阻燃(聚氯乙烯)三种涂料。本工程所用柔性金属导管有基本型和防水型,其中隐蔽敷设、消防系统、泵房等有水的房间采用防水型,其它房间采用基本型。 共有9个规格:15号、20号、25号、32号、40号、50号、65号、80号、100号。
3.施工技术方案
3.1施工准备
(1)本工程管道全部采用建筑电气用柔性金属导管,接线盒为普通镀锌86盒,采用专用连接附件连接。
(2)明装管道通常采用基本型金属软管,暗装管道、有水的房间、各类泵房则采用防水型金属软管。
(3)可弯折金属导管与接线盒、出线盒、桥架、开关装置的连接应采用专用连接件,专用连接件的螺纹应为通螺纹,不得乱扣,镀锌层应完好,不得脱落。连接件采用专用直接连接件,采用螺纹连接方式相互连接。
(4)软金属管跳线接地线采用截面为4mm2的多股铜芯双色软线,裸露部分镀锡,用专用接地夹固定。
(5)专用接地夹、螺栓、螺钉、膨胀螺栓、螺母、垫圈等全部采用镀锌处理。
3.2 工艺流程
(1)暗装管道施工工序。箱(盒)预制、测量、固定点位置及管道走向→箱(盒)固定→管道敷设及连接→地线跨接→成品保护。
(2)明管施工流程。支吊架制造→箱体(盒)、定点位置及管道走向的确定→支吊架安装→管道敷设及连接→地线跳线→成品保护。
3.3 预制
根据设计图纸和现场实际情况加工各种管道、弯管等。
(1)弯曲半径:明装时应大于3倍管道外径,暗装时应大于6倍管道外径。
(2)管材切割:使用专用切割刀现场施工,断面整齐光滑,不划伤电线,无需使用老虎钳等工具。
(3)管道连接。金属软管相互连接以及与盒体或钢丝保护套连接时,应采用直接连接器或相应规格的专用连接器。
(4)确定测量箱及固定点的位置和管道的走向。
3.4 柔性金属导管的安装方法
3.4.1 砌块墙槽内隐蔽管道
砌块墙内敷设的软管应做好防水处理,砌块墙内的管、箱应预埋,用大理石机开槽,槽宽距管子两侧10cm,距接线盒四周20cm,槽深根据软管用途区别对待,普通电力、照明系统应保证保护层厚度15mm,消防系统应保证保护层厚度30mm。
安装管箱时,每隔50cm用螺钉将管与箱固定,可弯曲的金属导管用专用接头与接线盒连接,管与箱应使用专用接地卡,接地卡铜芯不小于4mm2。导管敷设好后,用混凝土将槽填实,如图1所示。
图1 砌块墙体暗装管道示意图
(a)立面剖面图;(b)水平剖面图
3.4.2 轻钢龙骨墙体暗敷管道
可弯曲金属导管埋设在轻钢龙骨内时,可弯曲金属导管可采用基本型,将盒(箱)用铆钉固定在轻钢龙骨隔墙横龙骨支架上,可弯曲金属导管距盒边不应大于300mm,并用专用固定卡固定在垂直龙骨上。管与盒间应采用专用接地卡和不小于4mm2的铜芯软线连接,如图2所示。
图2 轻钢龙骨墙体暗装管道示意图
3.4.3 钢结构桁架板内暗埋管道
钢结构桁架板施工时,土建单位先进行桁架板的就位,再按顺序安装下部和上部分布钢筋。在钢结构桁架板内埋设可弯曲金属导管时,应在下部钢筋埋设完毕后进行施工。
可弯曲的金属导管应埋设在下部钢筋的上方或桁架板弦杆钢筋的下方,并与钢筋连接,导管与钢筋的距离不宜大于50cm。导管应采用直接连接器连接,装置两端不必加装跳线。导管与盒体连接应采用专用连接器,在导管与盒体之间加装跳线,使导管与盒体连接。敷设导管时,除弯曲部分应满足管径±d的弯曲半径要求外,直管段应整体调直,不得扭曲、弯曲,以方便后期穿线。
对于一些为不可拆卸楼承板的钢结构楼板,在混凝土浇筑后,应在桁架板下用油漆标明管线的大致走向,为避免在用膨胀螺栓安装楼承板底部支吊架时刺穿管线,建议在满足工期的情况下,将柔性金属导管绑扎在上弦钢筋下。具体方法如图3所示。
图3 钢结构不可拆桁板内暗装管道示意图
3.4.4 明管安装
明管施工时,应先确定管箱定位及管道走向钢结构配管支架,用膨胀螺栓将柔性金属导管的支架固定在楼板上,支架与导管用卡箍式管夹固定。
柔性导管之间的连接应采用专用直接头固定,导管支架间距控制在1m以内。柔性导管与接线盒或配电箱之间的连接应采用专用接头固定,在距接线盒或配电箱边缘30cm以内应安装固定接头支架。导管敷设好后应安装接地卡,导管与接线盒间应连接不小于4mm2的铜芯软线。明装导管的方法如图4所示。
图4:明管安装示意图
3.4.5 变形缝施工
可弯曲金属管虽然具有一定的弹性,但仍然需要在变形缝处做补偿装置。当明管穿过建筑物的伸缩缝、沉降缝时,将管固定在跨度两侧,中间安装接线盒。由于柔性金属管本身具有伸缩性,因此只需在接线盒内给电缆留出适当的余量,然后将管的两侧连接起来,做成跨接地线即可。
3.5 质量标准
(1)箱体测量、定位。普通不可拆钢桁架板不需要搭设木模板。底箱测量好后,应对桁架板进行钻孔,钻孔完毕后将底箱与桁架板固定好,缝隙处用塑料胶带封严,确保浇注混凝土时不漏模。
(2)室内落地式机柜、办公桌的线管口应高出机柜、办公桌基面50~80mm,各排配电箱、办公桌的线管口应齐平。
(3)在室外或潮湿室内时,可在管道开口处安装防水弯头,从防水弯头引出的电线应套上绝缘保护软管,并弯成防水弧形后再引入设备内。
(4)管道长度增加了对接线盒的要求。由于可弯曲金属导管的抗压能力比刚性导管弱,在埋地混凝土敷设时交叉工序较多,容易受到其它工序的损坏,因此对接线盒提出了相应的要求。当管长超过25m时,不得有弯头;当管长超过15m时,有1个弯头;当管长超过10m时,有2个弯头;当管长超过6m时,有3个弯头。弯头:两个接线盒之间的同一根管道严禁有4个弯头。
(5)外露可弯曲金属导管固定点之间的间距应均匀,最好为50cm,且不大于1m。
设备边缘、弯头中点、管端等处间距应小于30cm,水平或垂直敷设时,偏差不应大于1.5‰,总体偏差不应大于10mm。
(6)混凝土内暗敷的可弯曲金属管道应敷设在下部钢筋与上弦钢筋之间,并用扎带或铁丝与相邻钢筋绑扎牢固,保证可弯曲金属管道的保护层厚度大于30mm。弯曲金属管道绑扎点间距不宜大于50cm,绑扎点与箱体距离不宜大于30cm。
(7)钢桁架楼承板中,由于钢桁架间距有限,应尽量避免预埋多根管道,直径小于25的管道应通过孔道分散预埋,严禁三层及以上管道重叠敷设。
可弯曲金属导管的4大优点
(1)弯曲性好。与传统的镀锌钢管、IDG管相比,可弯曲金属导管采用优质钢带制成,可在一定范围内用手自由弯曲,无需使用弯管机,减少了机械操作过程,降低了施工难度和强度,有效保证了施工工期。特别适合在桁架板等预埋造型恶劣、管道弯头多的区域施工。
(2)重量轻。二次搬运简单,不需要机械,仅靠人力就能满足运输条件。
(3)连接方便。导管自带螺纹、接头等附件,用于与接线盒连接。
(4)便于长距离安装。单根镀锌钢管的最大长度为6m,长距离安装时,需要反复接管。而可弯曲金属导管的长度几乎没有限制,施工时可直接敷设,无需反复接管。
(5)耐腐蚀性能强。可弯曲金属导管采用热镀锌钢带制成,内壁有绝缘热固性粉末喷涂层,具有双重防腐性能,可降低导管内电缆受损的可能性。
(6)现场加工简单。安装快捷高效。施工现场测量后,用专用钢锯即可切割,随意连接,无须车丝。管口与管内壁平整光滑,无毛刺。
(7)便于现场二次搬运。圆盘状的包装,重量是相同长度的传统硬管的一半,便于搬运。
(8)具有一定的灵活性。可以避免或减少与其他工序交叉施工造成的硬损伤。
(9)适用于异形隐蔽施工。由于钢桁架楼承板三角桁架形状比较不规则,可弯曲敷设的管道范围十分有限,因此,采用柔性金属导管在钢筋内进行隐蔽敷设较刚性金属导管具有明显的优势,同时又能保证预埋安装的质量,可最大限度的发挥可弯曲金属导管的弯曲性能。
5施工中发现的问题及原因
(1)现行柔性导管的规格与厂家使用的标准不一致,新标准JG/T526-2017《建筑电气用柔性金属导管》刚刚实施,而2019年,大部分厂家还在使用老标准JG/T3053—1998《柔性金属电线保护管》。
新标准增加了抗压、抗拉强度等施工质量的原则性要求,新旧标准对管材公称直径的要求差别较大,增加了现场材料验收的难度,施工管理人员应加强对金属软管的检验,对来料进行检验,确保产品生产、检测标准严格按照新规范执行。
(2)现行规范中,可弯曲金属导管的敷设存在一些固有的质量问题。可弯曲金属导管的强弯曲性,在运输、加工、二次装卸过程中,常常使管道产生一定程度的弯曲。弯曲使管道在明敷敷设时,其水平和垂直偏差明显过大。特别是当管道与吊架支撑连接时,管道的水平偏差可能超过规范要求的最大值。
该项目在施工质量控制过程中,为满足现行规范对偏差的要求,施工前必须对明装管进行校直,尽量使用板顶,需增加吊架密度,将每1m设置的吊架间距调整为0.5m,才能勉强满足偏差要求。与JDG管等刚性管道相比,可弯曲金属管道的明敷工艺大大增加了成本。随着人工成本的急剧上升,是否应在明敷工艺中广泛使用柔性金属管道材料值得探讨。
(3)目前可弯曲金属导管的施工规范和标准不足,对于建筑电气用可弯曲金属导管的施工规范,目前仅有GB50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》和GB50575-2010《1kV及以上配线工程施工及验收规范》,针对性不强。
旧有施工规范CECS87-1996《柔性金属导线保护管布线工程技术规范》已于2016年底废止,目前柔性金属导线管施工及验收的国家规范或行业标准存在一定空白,作为工程中的新技术,国家及行业需要出台更多有针对性的规范和标准来指导和实施现场施工。
六,结论
结合国家高山滑雪中心项目,介绍了该项目建筑电器柔性金属导管施工应用的全过程,阐述了柔性金属导管的安装工艺、质量控制,并通过与同类管材的对比,分析了柔性金属导管的优势,探讨了弯曲金属导管在施工中的优缺点。
可弯曲金属导管在明敷设时质量控制上存在一定劣势,但在暗敷设时优势突出,尤其适合施工难度较大的预埋桁架板工艺,值得在相关领域推广应用。
摘自《建筑技术》2023年4月号 张猛
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