实验室化学排水管道的施工工艺

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  中图分类号:TU74文献标识码: A
  广东海外建设集团有限公司,于2008年中标沙特哈利德国王大学一期工程男子学院,于2009年2月份开始进场施工。
  哈利德国王大学第一期男子学院,包括各类学院、公共教室、公共实验室、中央图书馆、注册大楼等共13幢5—7层建筑物,总建筑面积约为55万平米。总投标金额约为43亿人民币,其校区总平面布置图如下。
  
  
  综合各栋建筑情况,对于给水排水专业来说,按其使用功能,可大致分为五大系统,其分别为:给水系统、排水系统、消防水系统、液化石油气系统及特殊化学气体供给系统,总管道量约为42.3万米。
  同国内给水排水专业的施工工序及规范要求相比较,哈利德国王大学相关专业的施工要求及施工方法,和国内有相类似的方面,也有其鲜明本地特色的方面。下面,就工程中给水排水专业——化学排水管道的施工方法,进行论述,希望能为后继在沙特阿拉伯国家进行工程建设的中资公司,其相关专业的施工技术人员,提供一定的参考。
  
  哈利德国王大学第一期男子学院-----MC03教育学院、MC06科学院、MC08工程学院、MC09B公共实验室,其建筑内部实验室部分的排水管道,采用黑色的PP管道(颜色可以按需定购,具体形状见下图),全称聚丙烯管道,英文名称:Polypropylene。PP管道具有卓越的耐腐蚀性能-----能耐大多数化学物品的腐蝕,可在很大的范围内承受PH值范围在1-14的高浓度酸和碱的腐蚀,因此普遍采用于实验室排水,而卫生间等普通位置的排水管道,则仅采用常用的UPVC排水管道。
  
  
  PP化学排水管道的施工,同普通排水管道的施工相比,有其通用的一面,但由于材料及连接方法的关系,也具有其特殊的一面,在这里,将按照本工程PP化学排水管道的施工及验收顺序,一一论述。
  
  一、备料:
  为什么在这里要把备料工作专门作为一个要点进行论述呢,这是由沙特的国情及大多数中资公司本身的实力而决定的。沙特阿拉伯,是世界上最大的石油输出国,国家很富裕,人民生活很稳定。但是,从其工业及商业的角度来说,沙特又是一个比较落后的国家,国家的工业,商业很不发达,大多数工业,生活产品,都依赖进口,因此,在沙特,材料的采购,对于大型工程来说,特别的因难,因此,怎么在这个国家,把所需要的材料、设备及时准确的采购回来,是所有在沙特的中资公司所面临的一道难题,其难点有如下几点:
  1、由于沙特多数产品都依赖进口,因此,工程所需要的很多材料,也需要进口,这就使得材料供货周期偏长,少则三月,普通的都去到半年左右。并且,很多材料代理公司,就是皮包公司,手头上跟本就没有货,你需要某种材料,下单,付钱,这种公司才会去其它国家给你定货。就象本工程所需要的PP化学排水管道材料的代理商,各种大阀门的代理商,就是如此,其供货周期最少去到三至四个月,因此,这就首先要求现场工程师制定出准确,且有余地的材料计划,及时进行前期的材料采购,否则,材料供应将会成为工程进度的短板;
  2、沙特人的生活节奏很慢,对时间观念普遍淡漠,不太守时,因而其供货商常常不能按时供货,这也造成了备料工作的困难;
  3、其三,沙特目前的商业市场,目前还处于卖方市场。在采购材料时,材料商基本上都需要你先付钱,再供货,没有钱,就没有货。有时候你付了钱,也可能不能及时到货,并且,付了钱后,其供货商经常不管材料是否对板,只要材料进场,既不退货,基本上没有售后服务。这就要求施工管理人员、材料采购人员及供应商紧密配合,在下定单前,就做好材料确认工作。另一方面,由于要先付款再供货,这也使得施工方的资金压力很大;
  4、语言关。当地语言为通用阿语、英语,但英语的使用比重偏小一些,而中资公司的内部的情况往往如此,懂语言的不懂材料,懂材料的不懂语言,这往往会造成由于沟通不畅,供货期长或供货错误。而从本人的体会来说,其实语言关是一个最重要的问题,语言沟通不畅,一切都是空谈;
  5、采购渠道。由于多数中资公司进入沙特时间都不长,再加上语言等问题,一时很难建立起能满足工程进度要求的采购渠道,经常造成有钱也买不到货,这无形中也加大了材料采购的难度,也延长了备料的时间跨度。海外集团进入沙特建筑市场已有五年,但就2013年底为止,很多设备供货渠道仍未完善。
  因此,要做到及时,准确的备料,是大多数初进沙特建筑市场的中资公司需要面对且要解决的难题。
  
  二、管道施工前期准备:
  本工程中,我们以MC08及MC09B两栋建实验室部分为例,对PP管道的安装,进行论述。
  MC08工程学院实验室部分,建筑面积约为16495平方米,实验室给排水管道总量约为12173,PP排水管管道量约为3451米;而MC09B公共实验室,建筑面积为38489平方米,给水排水系统的总管道量约为60633米,而实验室排水PP管道量约为9775米,单位面积给排水管道含量非常高,MC08实验室部分管道含量约为0.74米管道/平方米,MC09B管道含量约为1.58米管道/平方米,实验室部分各类给排水穿楼板洞口约6000个,因此,工程中的前期楼板洞及穿楼板套管的预留安装工作,就是一项艰巨的任务。
  在沙特,多数大型公共建筑,其楼板都有一个特点,就是90%以上都是空心预应力预制板,且包括屋面板。这种楼板技术,是目前国内基本不再采用的楼板技术。因此,预应力空心板楼板洞的预留工作,有其特殊的一面,比在现浇混凝土板上留洞,要烦琐很多。在本工程公共实验室中,这种空心预制板板厚约30CM,空洞间距约20CM,两空洞之间下部的混凝土中,都具有一根预应力钢筋。预制板厂商建议,板上开洞时,可以切断且不超过一根预应力钢筋,这不会对板的结构强度造成太大的影响,但监理方要求,在板上开洞时,不能损伤这些预应力钢筋,所以,按此要求及为了保证土建的施工进度,我部确定的留洞及套管安装施工顺序如下:
  1、每一层建筑,当土建队伍在梁间牛腿上铺完空心预制板,调整好位置后,且在浇注预制板保护面层前,现场施工管理人员,就必须安排工人,按照楼板洞预留图纸,在空心板上,预留固定木盒,预留出洞口的位置。此时,应特别注意,木盒在预制板的纵向上(预应力钢筋走向上)的位置应准确,在横向上的位置,应调整至空心板中两预应力钢筋之间,且不超出预应力钢筋的距离,如下图所示。木盒尺寸大小比将要埋设的套管大2号,以便于以后补套管时,套管外部有浇注混凝土的空间。因为每块预制板上,都基本上会有3-5个以上的洞,所以前期预留木盒,是保证以后开洞尽量少破坏预应力钢筋而损伤板结构的关键的步骤。
  
  2、每个小区域的所有木盒安装完成后,即可安排现场监理对木盒位置进行验收,验收完成后,方可交给土建队伍,对空心预制板的面层,进行钢筋网及面层混凝土的浇筑工作;
  3、当预制板保护面层混凝土浇筑完成后,保养期过后,就可安排工人敲掉木盒,然后采用水钻,进行钻洞工作,选用的水钻钻头,按大于套管2号取;
  4、洞口钻完后,按比穿楼板管道大2号的套管规格,把所有的套管安装完成,由于套管数量多,且很多数套管位置成行成排,因此,安装套管时,应严格拉线定位;
  5、因为预制板上的孔洞太多,当时,项目部曾建议甲方变预制板于现浇混凝土板,但最终由于经济原因,未能出变更,因而造成每个套管的安装周期加长,工作量加大,施工工序及需要配合土建专业的环节增多;
  6、因为安装的套管量太大,因此,钻洞工作完成后,在每个套管安装前,都需要重新校核预留洞位置,以避免套管安装错误而造成以后安装管道错误;
  
  三、PP管道安装
  本工程所有机电专业的安装工作,在施工上需要注意的第一个要点,即是按图施工。国外现场监理工程师要求严格按照图纸施工,这包括了所有机电专业的管道、槽等等的尺寸大小、平面位置、标高及坡度等,相对来说,国内这方面的处理就较为灵活。因此,这首先就要求机电安装各专业施工图纸,综合布置图纸布局合理,深化程度高,其次就是要求现场的施工管理人员严格要求施工工人按图施工,不得自由发挥。由于设计图纸的不合理而造成不能按图施工的位置,如果位置变更较大,则必须由设计部门出设计变更,变更通过后,方能继续施工,而变动很小的位置,也必需首先征求现场监理工程师的意见,现场监理工程师同意不需要出变更后,方能继续施工,否则,也只有等待变更批复后,才能继续施工。相对而言,国内室内机电专业施工过程中对施工位置的要求相对宽松,可自行定位,只要各机电专业管道走得通就可以了,不作太多的要求。所以,这是赴沙中資施工公司中的设计人员、施工管理人员人和施工工人所需要接受且服从的第一个观念,否则,其一,设计深化图纸很难通过,而无审批过的图纸,现场监理工程师不允许施工,从而拖慢施工进度;其二,施工现场很容易就会出现成仅由于安装位置不合图纸位置而进行的不必要的返工。
  在本工程中,室内排水系统,包括PP化学排水系统,同国内同种系统比较,一个最大的不同点就是通气管的设置方式。在这里,每一个排水点,都必需单独设置一条通气管,然后同总通气管道连接起来,确保当排水管道内有排水时,减少管内压差的波动而对各排水点的水封造成破坏,通气效果好,其具体布置如下图所示。而在国内,室内排水系统中,一般每排水立管系统,才跟随着设置一条总的通气立管。
  
  下面,按照PP化学排水管道的施工顺序,对管道安装工作进行叙述。
  1、支架安装:在沙特,所有管道系统安装的支架,都习惯于采用项爆------吊杆------卡码等形式的吊架,当然,排水管道系统也不例外,这也是当地支架安装的一大特色,支架形式如下图所示;
  
  2、由于排水管道的包胶卡码上自带的内螺纹为M10,且排水管道自重及工作负重都不大,所以本工程的实验化学排水系统中,所有吊杆都采用M10的全牙吊杆,而不需要按图纸中总说明中的支架要求进行;
  3、实验室PP化学排水管道支架位置的确定,在排水管道的安装过程中,占据了很重要的地位,支架位置安排的合理与否,是成功安装好实验室排水管道的关键,它将决定管道安装完成后的功能是否达标,美观程度和用工的多少。因此,在支架布置这一步,应注意以下几个方面的问题:
  A、首先,由于PP排水管件尺寸比较大,因此,在管道支架定位时,应考虑好排水管横管所开的斜三通------至排水点水平管段的通气管三通------P型存水弯------排水点上升立管弯头等之间的最小尺寸,确定好了这个最小尺寸,才能确定排水横管距排水点的最小位置。由于设计人员常常会对管道配件的尺寸不熟悉,在设计图纸中,有可能会发生排水管位置同排水点太近而现场不能按照图纸位置安装横管的现象,需要调整横管的安装位置。因此,现场施工人员发现问题后,应先同现场监理工程师沟通,需要出变更的出变更,不需要出变更的则需得到继续施工的许可后方能开展后继工作。
  B、其次,应需注意排水横管的末端,同通气管始端所需的最小间距,及通气管距楼板底或梁底的最小间距。只有保证了这个最小间距,两条管道才能顺利地安装下去,才能保证管道功能及美观程度。如下图所示:
  
  C、必需满足管道终点高度在天花以上15CM以上,以保证整条管道下部能安装灯盘等设备
  4、当支吊架布置安装完成,就可以进行管道的安装了。PP化学排水管道的安装,有如下几点需要注意:
  A、切管:PP管道的切管,最好是采用厂家配套的专用割管器,其次是采用钢锯,最后才是采用手动沙轮机切割,因为,电动工具转动所产生的高温,对这种管道材质的破坏较大,切口会焦化,毛刺多,人工清理切口所费人工,不会比用前两种工具来的快,并且切口附近会软化,这对管道的质地会有影响,所以首先应尽量采用前两种切管方法;
  B、PP化学排水管道,其管道的连接方有两种,第一种为螺纹胶圈活接式连接,另一种为电熔接,本工程采用的是第一种方法(如下图所示),因此,这里仅介绍螺纹胶圈活接式连接的施工要点;
  
  C、如上图所示,接头胶圈内部有一凸槽,而PP排水管道上,用专用工具开一凹槽,把胶圈套在管上,两槽配合紧密,而胶圈外部同管接头内沿都具相同角度的锥面,当接头活接收紧时,胶圈锥面同接头锥面相挤压,达到密闭止水的目的。但实际施工过程中发现,虽然理论上胶圈即可密闭止水,但由于此胶圈材料质地较硬,既使活接已收至最紧,但在灌水试验的过程中发现,部分接头还是会微微渗水。因此,在这里,有一个小小的但又很重要的技巧,即在管道连接时,在胶圈同管道的凹凸槽中及胶圈同活接头的挤压锥面涂上一种油脂状的润滑油,这样做,既能保证在管道安装时,管道进入配件能充分到位,也能在胶圈同管道,胶圈同接口处形成一层薄薄的油膜,对于无压及低压的排水管道来说,这样形成的油膜,具有良好的止水作用;
  D、在管道连接时,应特别注意,必须开一段料,安装收紧这一段管道,完成后,再开下一段料,安装下一段管道。不能先开好所有管段的料,然后按顺序连接,这样,将会造成由于开料误差,到后段出现误差相加,而至使后段连接不上需重新开料的现象,将会对材料及用工造成浪费,这是施工管理及施工队伍都应该避免的现象;
  5、在PP排水管道系统中,由于各个排水点都单独设置通气管道,这就造成了通气管道的数量众多,而且,由于通气管道一般需要安装在排水管道的上方,所以,其将会占用很多排水管道的上层空间,对其它专业的安装空间造成巨大的影响,因此,合理安排通气管道的走向及标高,是室验室PP排水管道安装过程中的另一个重点。其需要注意以下两大要点:
  A、通气管道安装的第一要点是尽量走高,但需要注意最低梁的位置;如果条件允许(不阻碍风管或桥架),最好的做法是通气管道平最低的梁底;
  B、通气管道安装的第二要点是,在管道尽量走高的同时,应避免管道出现积水堵塞的现象而造成不能通气。因为,施工现场安装的通气管道,常常安装在同一层排水管道的上方30-50CM以内的高度,而排水管的灌水试验验收,灌水高度一般高过排水横管3米,所以,一旦通气管道存水而不能排水,则通气管道就失去了安装的意义。由于施工现场各专业的管道及桥架众多,因此,部分通气管的位置只能高过梁,但是,分支通气管道可以高过梁,但其主通气管道,则必须保证平直,且在最低梁下,见下图所示:
  
  四、管道安装验收
  一个区域的化学排水管道安装完成后,即可安排现场监理工程师,进行管道安装验收,检查管径大小是否正确,各接入口位置,数量是否正确,坡度是否正确,支吊架布置是否合理,通气管道的安装是否正确,是否可能出现部分管段积水而不能排出的现象,验收合格后,需提交管道验收资料报现场监理进行签证。
  
  五、化学排水管道安装验收合格,即可进行灌水试验及验收工作,灌水试验的基本步骤如下:
  1、本工程的要求是灌水的水柱高度不小于3048MM,既3.048米;
  2、灌水试验原理图如下:
  
  3、各预留排水口,采用当地的一种堵头(见下图)堵上,灌水高度高于各预留口后,应从堵头处充分排气;
  
  4、因为是在建筑内灌水试验,因此一般验收下一层管道时,为了方便观察水平,灌水高度一般至上一层地面,中间间隔一层;
  5、现场验收,灌水高度半小时水面不下降,各接口无渗漏为合格;
  6、由于所有排水管道需要层层灌水试验且需要一定的水压,因此,我部安排所有排水管道的施工,从最高一层开始,然后层层向下,每施工完成一层排水管道,验收完成这一层,再进行下一层的施工。这样,才能方便灌水试验,使需要用堵头堵塞的排水点的数量最少,所需采购足够周转堵头的数量最少。
  
  六、工程问题实例
  2013年3月,我部对沙特哈利德国王大学一期工程男子学院------MC08工程学院------PH1-ZONE2-GROND层实验室进行了PP化学排水管道的安装,排水管道加上通气管道,总计约380米,安装完成,见下图(黑色,有P型存水弯的管道)。
  
  
  当会同现场监完成管道安装验收后,即进行灌水试验,结果,第一次灌水后,80%的配件接口漏水,且漏的很厉害。
  放掉水后,现场工人首先对所有配件接口进行一次全面收紧,在收紧的过程中就发现,随着从头到尾的收紧活接,后面管段出现了对接口处的偏差越来越大,即后面管段不够长的现象,最后只好重新新开料接上,这使得我部总结出管道连接时的第一个要点------逐段開料收紧管道。当然,在这个过程中也发现,其中一种DN50的顺水三通,其中的一个活接接口基本上都会滑丝,这是材料本身质量问题,这里不作叙述。
  重新灌水,接果,40%左右的配件接口微微渗水,放水,检查问题接口,感觉部分配件接口可能还是未紧到位。安排现场工人在问题配件接口胶圈外部涂管道润滑油,重新紧过,结果发现部分管道得确还可以深入接口配件一点。
  第三次灌水,这时,乃然有5%的配件接口,不管怎么收紧接口活接,还是会微微渗水,后安排施工工人于问题接口处,把胶圈外部及胶圈同管道接合的凹凸槽处加润滑油,再收紧接口,再重新灌水。
  本次灌水,问题解决,管道各配件接口不再渗水,验收成功。这一次,我部总结出管道安装的另一要点------胶圈内外涂润滑油,即可使管道连接收紧配件接口时更容易到位,并且能形成油膜,更容易止水。
  2013年4月,我部对MC08-PH1-ZONE1-SUB层实验室进行了PP化学排水管道的安装,管道量约为320米。安装期间,要求工人严格执行配件接口胶圈内外涂润滑油,分段安装收紧管道配件接口的工序,管道安装完成后,灌水试验,有两处三通位置,一处大小头位置接口微渗,未放水紧固连接活接头后,问题解决,算是一次性成功。
  2013年6月后,我部对MC09B公共实验室进行了大规模的PP化学排水管道的安装(见下图),安装期间,要求工人严格执行配件接口胶圈内外涂润滑油,分段安装收紧管道配件接口的工序,管道安装完成后,灌水试验漏点基本上在1-3个以内,部分管道量稍少的位置,能一次灌水试验成功。
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