長江隧道消防噴淋管伸縮補償器改造工程技術(shù)方案

長江隧道消防噴淋管伸縮補償器改造-PAGE2-長江隧道消防噴淋管伸縮補償器改造工程技術(shù)方案目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章 項目綜述 21.1 工程概述 21.2 設(shè)計設(shè)計依據(jù)與基本原則 31.3 需求分析 3第2章 現(xiàn)狀調(diào)查 52.1 現(xiàn)狀調(diào)查 52.2 原因分析 7第3章 制定方案 83.1 設(shè)計圖紙 83.2 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 9第4章 實施過程 104.1 現(xiàn)場實施 104.2 補償器技術(shù)質(zhì)量更改 124.3 減少管道支座松動和管道鋼管移位的方法 12

項目綜述工程概述上海長江隧橋是上海至西安國際高速公路G40的重要組成部分,工程起于上海市浦東新區(qū)五好溝,以隧道形式穿越長江口南港水域到達長興島,再以橋梁形式跨越長江口北港水域到達崇明縣陳家鎮(zhèn)，全長25.53km，整個工程于2009年10月31日全面建成通車，總投資126億。其中，長江隧道全長8.95km，隧道單管外徑為15m，內(nèi)徑為13.7m，采用通用環(huán)片錯縫拼裝，隧道整體斷面設(shè)計為上下兩層的雙管雙向六車道隧道，上層隧道為排煙通道和高速公路車道層，下層隧道為軌道交通預(yù)留通道和管線廊。隧道內(nèi)設(shè)置了供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、抗災(zāi)系統(tǒng)等，為隧道運行安全保駕護航。隧道的消防安全是整個隧道建設(shè)和運營的重中之重，一旦發(fā)生火災(zāi)由于其逃生的空間限制等原因，會帶來很嚴重的經(jīng)濟損失及社會負面影響，諸如1999年3月24日，在法國和意大利交界的11km的勃朗峰高速公路隧道發(fā)生火災(zāi)，造成40多人死亡及隧道大面積垮塌；2001年10月24日全長16.9km的圣哥達大隧道發(fā)生火災(zāi)，造成11人死亡，128人失蹤；2003年2月18日韓國大邱中央路站發(fā)生火災(zāi)，造成192人死亡，147人受傷；2004年2月6日莫斯科地鐵巴維列茨卡婭站至汽車廠站之間的隧道內(nèi)發(fā)生地鐵列車爆炸案，造成近50人死亡，100多人受傷。尤其長江隧道屬于超長、特大型隧道，相對以往中小型隧道，若隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，可能會帶來更嚴重的后果。但是長江隧道消防系統(tǒng)的噴淋管道伸縮補償器已多次發(fā)生爆裂，雖經(jīng)搶修都可恢復(fù)正常，但是因為補償器的規(guī)格多樣，無法采用備品備件的形式進行搶修，每次搶修采用臨時鋼管替代也需1天制作加工時間，為隧道運營帶來嚴重的安全隱患。本方案將針對上述實施內(nèi)容對系統(tǒng)進行設(shè)計。設(shè)計設(shè)計依據(jù)與基本原則設(shè)計基本原則實用性從實際要求出發(fā)，保證波紋管的可靠性；同時兼顧更換簡單化的要求，注重實用功能，降低總體投資，求得耐用性與經(jīng)濟性的完美統(tǒng)一。規(guī)范性本設(shè)計嚴格按照國家相關(guān)規(guī)范，滿足國家規(guī)范要求，保證系統(tǒng)具有相應(yīng)的規(guī)范性。經(jīng)濟性原本波紋管更換都為搶修工程，專門定做，且加急，費用較高，現(xiàn)在有伸縮接頭可以保證消防系統(tǒng)正常使用，勿需加急去制作搶修臨時鋼管接頭，節(jié)約了養(yǎng)護維修成本。操作、維護的方便性原本從檢修更換波紋管需要8名維修工配合，制作了伸縮接頭及其配件后僅需4名維修工即可完成整個檢修過程，大大縮減了人力成本。社會效益性隧道消防系統(tǒng)在1小時內(nèi)即可搶修完成，大大減少了隧橋消防安全隱患，為長江隧道運營安全提供了有力保障，有較高的社會效益。需求分析上海長江隧道在浦東端工作井及長興島端工作井內(nèi)各設(shè)一座消防泵房，泵房內(nèi)設(shè)有一套消火栓泵組、一套泡沫—水噴霧系統(tǒng)泵組。泵房接入兩根DN250的進水管，形成環(huán)網(wǎng)供水。泡沫—水噴霧聯(lián)用滅火系統(tǒng)設(shè)置在每條隧道的暗埋段及盾構(gòu)段內(nèi)，長江隧道內(nèi)設(shè)上、下行各一根直徑273mm鋼管消防噴淋管，總長約18000m（上行+下行），采用水泵供水，壓力自控，共有251只補償器處理膨脹伸縮技術(shù)，該設(shè)施是保障隧道消防噴淋用水、消災(zāi)防火的重要設(shè)施，一旦發(fā)生爆裂，噴淋系統(tǒng)將無法使用，嚴重影響隧道運營安全。截至目前，隧道消防噴淋管不同8處位置，發(fā)生補償器爆裂，且搶修用鋼管臨時代替，定做加工時間較長，也難以滿足原補償器伸縮要求，為隧道運營帶來嚴重安全隱患，為此，開發(fā)一套可以短期替代管路補償器的伸縮裝置，以解決補償器爆裂搶修的技術(shù)難題。

現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查長江隧橋消防噴淋管管道補償器為軸向型內(nèi)壓式波紋膨脹節(jié)16TB250*4-J，L=450mm，主要作用為：1、補償吸收管道軸向、橫向熱變形。2、吸收設(shè)備振動，減少設(shè)備振動對管道的影響。3、吸收地震、地陷對管道的變形量。現(xiàn)場照片：補償器使用前后主要性能參數(shù)：序號技術(shù)名稱使用前技術(shù)數(shù)據(jù)使用后技術(shù)數(shù)據(jù)超差原因1產(chǎn)品長度450mm543mm63mm受溫差膨脹收縮和外力影響伸長2兩端碳鋼長度155mm155mm╱材質(zhì)Q235B3波紋管長度140mm63mm材質(zhì)SUS3044波紋管節(jié)數(shù)4節(jié)4節(jié)╱按GB/T985.1-2008國標5波紋管與碳鋼接管焊接是否采用氬弧焊是是正確按GB/T985.1-2008國標6焊接點（100%著色探傷檢驗）╱╱╱按GB/4730.5-2005國標7波紋管焊接表面8膨脹節(jié)(1)最大壓縮量30mm超差受溫差和外力影響壓縮(2)最大拉伸量30mm超差受溫差和外力影響拉伸9設(shè)計壓力1.6MPa1.6MPa正常10設(shè)計溫度60℃-5～35℃╱11使用分類消防水消防水正確12計算壽命>1000次╱╱13按GB/T12777-2008標準制造驗收╱╱╱16補償器制造工藝（主要）（1）膨脹節(jié)不銹鋼材質(zhì)SUS304╱╱（2）不銹鋼板規(guī)格板材或鋼帶（固熔）(3)兩端直接管碳鋼材質(zhì)Q235B╱╱應(yīng)無縫鋼管（GB/T8163-1999、GB/T14976-2002）(4)補償器波紋管加工工藝GB/T12777-2008原因分析根據(jù)前述補償器使用前后技術(shù)性能對比，及對損壞的8個補償器損壞原因統(tǒng)計分析，其中7個補償器是由于波紋管橫向壓縮、伸長、扭曲超出技術(shù)其技術(shù)性能，1個未超過其技術(shù)性能要求，但爆裂處波紋管壁厚較薄，無法滿足原設(shè)計要求；同時，2013年7月對現(xiàn)場的全部補償器進行了測量，補償器波紋管最短距離為75mm，最長距離為145mm（標準為140mm）。由此可見，補償器爆裂的主要原因為：1、使用過程中，由于消防管道熱脹冷縮一直處于運動狀態(tài)，慢慢累積變形，從而發(fā)生移位，造成波紋管橫向壓縮、伸長、扭曲超出技術(shù)，發(fā)生爆裂；2、次要原因：部分波紋管由于壓紋過程中,工藝操作精度不夠,存在壁厚不足情況,在變形過程中,發(fā)生爆裂,此屬控制工藝問題及小概率事件，暫無法改變現(xiàn)狀。制定方案設(shè)計圖紙伸縮裝置設(shè)計圖紙配件：升降支架設(shè)計圖紙配件：溝槽吊架設(shè)計圖

主要技術(shù)數(shù)據(jù)該套裝置由內(nèi)套、拼帽、平面軸承、頂管、橡膠圈、鋼環(huán)、螺帽、外套等8個組件組成，同時，為配合補償器調(diào)換，還設(shè)計了升降支架、地溝固定支架、吊裝支架、調(diào)節(jié)安裝支架、配套專業(yè)扳手等5個配件，相關(guān)參數(shù)詳見下表：（1）補償器搶修接頭裝置（組合件）序號技術(shù)名稱一號裝置二號裝置三號裝置備注1長度360-420420-480470-6002外徑Φ321Φ321Φ3213內(nèi)徑Φ250Φ250Φ2504材質(zhì)304#304#304#不銹鋼（2）配套件（組合件）序號配件名稱技術(shù)數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)量備注1升降支架可升降米2套材質(zhì)：不銹鋼2地溝固定支架可升降米4套材質(zhì)：不銹鋼3吊裝支架可升降米1套材質(zhì)：碳鋼4調(diào)節(jié)安裝支架可移伸及緊固1套材質(zhì)：碳鋼5配套專用扳手專用1組材質(zhì)：碳鋼（3）主要部件安全系數(shù)序號部件名稱設(shè)計測試數(shù)據(jù)實際使用數(shù)據(jù)安全系數(shù)1補償器快接受壓力16公斤/壓力8公斤/壓力2:12升降支架受重量500公斤70公斤7:13地溝固定支架受重量500公斤70公斤7:14吊裝支架受重量500公斤70公斤7:15調(diào)節(jié)支架受力500公斤70公斤7:16升降支架鋼絲繩保證受力500公斤70公斤7:17吊裝支架鋼絲繩保證受力600公斤70公斤7:18地溝固定支架鋼絲繩保證受力600公斤70公斤8.5:1實施過程現(xiàn)場實施支撐好不銹鋼三角架、手搖鋼絲繩卷緊機把托環(huán)上升頂住已爆裂的補償器底部（中間斷），把拖環(huán)圈裝好到位后，配好保險板。步驟（1）步驟（2）二名操作工爬上梯子拆除?273消防水管和爆裂的補償器上端拖環(huán)及密封圈，并把密封圈輕推入?273消防管一端。二人配合輕托頂部（用木棒）使補償器向下移位，同時另配一人使不銹鋼三角支架向下降位30-50毫米。步驟（3）步驟（4）向下拖動補償器，下降三角支架，下放保險吊繩，直到地坪面。測量?273水管二端距，特別注意變形狀況，記錄入案。步驟（5）步驟（6）用干凈布擦清?273水管二端，去除銹污，涂10#機油。取出補償器快速接頭，測量調(diào)節(jié)好不銹鋼伸縮裝置長度、變位距和?273管距，放入3-5毫米間距，裝配吊裝環(huán)（不銹鋼）配好鏈條機鎖圈，調(diào)節(jié)好上升吊滑輪、鋼絲繩，架子定位緊固，手搖機定位牢固。步驟（7）步驟（8）放入三角支架，安裝緊托環(huán)圈，再上吊到和?273水管同水平線位置。三角支架按中心線定位支撐好，二名操作工在梯子定位穩(wěn)住，進水端管子和快接裝置合體裝入橡膠密封圈，拖緊鋼件環(huán)；同時用一端專用調(diào)節(jié)環(huán)裝在快接裝置另一端，另一套專用調(diào)節(jié)環(huán)裝在?273水管上，調(diào)節(jié)螺桿使快接裝置內(nèi)套拉長接觸到?273水管上，并與外徑同位。步驟（9）步驟（10）用專用大扳手旋緊快接裝置內(nèi)套上的橡膠密封圈，檢查安裝質(zhì)量，記錄入案。補償器技術(shù)質(zhì)量更改1、隧道內(nèi)布設(shè)的補償器應(yīng)作幾次詳細的幾何尺寸測繪，特別是大冷、大熱環(huán)境下的溫差和管道移位變化尺寸，（長度、扭曲、變形超差）做好記錄。2、重新設(shè)計加工新補償器及提高產(chǎn)品質(zhì)量2.1在不影響兩端擠壓抱環(huán)凹凸槽和管接情況下，不銹鋼波紋道數(shù)增加2～4道，減少兩端Q235-B鋼接管長度，增加波長度和道數(shù)，擴大伸縮長度。附圖。2.2增加補償器回火工藝，消除因擠壓、焊接造成的冷作硬化狀態(tài)。2.3加工時加強工藝質(zhì)量檢查，有詳細記錄檔案。2.4根據(jù)檢測數(shù)據(jù)加工一片長短不一補償器，以備后用。2.5加工運輸存放一定要符合補償器技術(shù)規(guī)范，不能有損傷事故發(fā)生。減少管道支座松動和管道鋼管