谈中央歌舞剧院多层钢管明敷设施工技术

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中央歌舞剧院舞蹈排练厅是国家大型综合性排练场所，位于朝阳门立交桥北侧，文化部办公楼东侧。 
    该工程建筑面积为4658m2，框架结构，局部四层，内部设有一个建设面积380m2、高度28m的综合排练厅。排练厅内的舞台面积为260m2，照明部分共有各种灯具486套。在排练厅东侧的二层设有灯控室，所有灯具均可在灯控室内单独控制。
    1、特点及难点
    1.1 工艺耍求特殊
    该剧场排练厅使用功能独特，不但用于排练各种文艺节目，而且还用于评定和审批各种文艺节目。舞台的所有电气设备及灯光控制要求与一般形式的舞台要求不同，舞台大部分灯具要能够快速自动升降及旋转，并可在灯控室内对每盏灯具进行任意控制，因此设计要求为每一盏灯具单独配置一路电源，一路一管，以达到光控稳定、准确、快速、安全的要求。
    1.2 舞台灯具布局复杂，品种繁多
    整个舞台设计照明灯具共计486套，分布在各个不同部位，主要包括；舞台侧光照明系统、各个角落的耳光照明系统、舞台主要部位的主照明系统以及舞台上空、四周马道部的维修用照明系统等。整个舞台上空及边墙上都布满了各种不同功能的灯具，而且要求所有灯具必须做到多而不乱，纵横排列整齐美观以及定位准确。
    1.3 配音穿线数量大，敷设困难 
    舞台照明灯光系统的每根管路敷设长度平均为89m，同时要求每根管内穿三条控制电源线，总计明敷Φ20钢管43254m，敷设导线超过130000m。设计还要求所有电气管线的敷设走向应在明显之处。
    1.4 营路敷设集中，固定困难
    设计要求灯控室、舞台的所有照明管线采用明敷设方式。根据该工程建筑平面布置，排练厅东侧为观众席，而灯控室位于观众席上方2层，电气管路走向全部从灯控室引出后，再沿外墙经过2层、4层至顶层，最后引入舞台照明灯位。因该工程为框架结构，填充外墙体的材料为陶粒砖，如管路直接在墙上固定，则无法满足强度要求。 
    1.5 管路敷设距离运，拐弯多
    电源线路由灯控室电控柜沿室内地坪引至外墙，穿过3层顶板，在4层吊顶内由东往西，再穿过舞台正面墙体，分别沿墙面左（右）上下引至观众席上空及舞台的各个部位，沿上述管路配管，形成集中直角弯6处，所有的标准管弯数量达3000个。
    根据上述情况，为了攻破这一施工技术难关，公司组织了技术攻关小组，并对现场实际情况进行了研究。该舞台位于建筑的最西侧，西、南、北三侧是外墙，东侧是观众席，观众席上方2层是灯控室，左右两侧是楼梯，共4层。管路共计486条，需全部由灯控室沿外墙引至顶板，再分别引全各灯位。外墙4层共有3层马道（维修走廊），宽度为1.5m。两侧楼梯的中间部位有两根构造柱，两根构造柱中间每层均有两扇窗，而且在最顶层两扇窗之间还有一个排风扇，柱与窗之间距离为2m。
    根据现场情况，施工单位提出了三套方案：
    （1）配管按灯具的不同位置及功能多位置引上。优点是可充分利用现场空间，做到单排管路排列，支架加工方便；缺点推影响个内装饰效果，同时对工程结构影响较大。
    （2）按常规工艺在楼东侧采取多层配管引上。优点是无额外附属配件加工；缺点是排骨较密，无法安装支架，在进行管箍连接及接地焊接时，如保证管间距，则空间不足，同时排列误差大，不美观。
    （3）受窗、风扇及马道宽度的影响，现场空间局限在两处2000mm×500mm的范围内，需要设计一种新的钢管支架，此支架既可以满足规范要求，又可以将钢管以多层排列的方式固定在外墙上。优点是施工难度得到大幅度降低，安装方便，操作简单，排列整齐、美观，并可提高工效；缺点是增加加工成本且无加工图 
    2、主要施工技术措施
    2.1 设计加工多层钢管明敷设支架
    专用支架的设计加工是保证施工质量的关键之一，它应具备制造简单，安装方便的特性，又要有足够的强度。在仅余的2000mm×500mm两处空间内，把每处管路均分为5层，每层做49根，管的中心距控制在39mm，前后排间距定为50mm，并将此243根管用支架固定成一个整体。经多次试验改进，设计加工出了一种简易、施工方便的多层钢管明敷设支架，具体做法如下：
    （1）依管中心距39mm，前后排间距50mm的尺寸，将6mm厚的钢板冲出Φ26的管孔49个，然后沿此排管孔的中心将钢板切割开，得到板侧有一排半圆型凹槽的支架两块，支架上的凹槽恰好可将Φ20的钢管直接卡人当中。
    （2）用长度比上述立面支架长40mm，宽度为其两倍的6mm厚的钢板做支撑，将切割开的有半圆槽的支架垂直焊接于此钢板的正中心，并在钢板的上、下两侧各开距离、位置对应的固定孔四个，这样，可以有效地保证此路配管被固定成一个整体。
    （3）考虑到5层配管，在上述单面支架的背面加焊一道支架，使管槽位置与另一侧位置一致，这样加工出了可在数层管中间放置的双面支架，这个支架的前后均可配管，且前后位置，排管整齐一致，效果良好。
    （4）按上述方法，每一排支架经计算，需由两根单面的支架及四根双面支架组成。
    2.2 改装弯管机
    因每组管的数量达到243根，且弯曲成90"的管弯超过1500个，为保证管路之间的间距及每根管的垂直度，采用液压弯管机统一弯制管弯。为保证液压弯管机在弯制管路时弯管弧度一致，又在现场对弯管机进行了改装，增加了一个电气自控系统，具体原理如下：在弯管机的弯制胎具前方增加一个行程开关，行程开关与弯管机电源的控制开关相连接，当弯管机的胎具被顶升达到所要求弯曲的弧度时，触动行程开关，切断弯管机的电源。以此方式就可以控制弯管弧度，从而达到管路弯曲弧度一致的目的。 
    为避免安装行程开关时位置不准确，又将行程开关的固定做成可调式，即将行程开关固定于角钢上，将此角钢固定在机身上，并在角钢固定开关的位置上开长孔，这样就可根据管径及弧度进行调整，又扩大了弯管机使用功能。
    这样，弯管机弯制管弯速度快，弧度误差小。3000余根弯管均满足了使用要求，加快了施工速度，保证了质量。
    2.3 加工接线箱
    因配管全部由灯控室引出，且均沿东侧外墙引上，造成集中弯曲的直角弯6处，分别位于灯控室引出至外墙部位，顶层至舞台部位及由舞台向下至马道部位，每个部位有两处。为此又加工了六个特型接线箱，分别安装于上述部位，接线箱尺寸为2100mm×3500mm，为施工和将来维修方便，门的开启方式改为双开门。事实证明，无论是配管还是穿线，使用这种特别接线箱给施工带来了很大方便。
    2.4 加工固定支架托管臂
    因本工程为框架结构，柱间的填充材料为陶粒砖，在砖上直接进行支架固定则无法满足其强度要求，为此加工制作了两套专用的托臂。用两根12#槽钢垂直立于楼地面上，紧靠外墙，槽钢高度3.2m，为本层楼面至顶板的净空，一根立在构造柱一侧，另一根距其2m。槽钢的上、下端各焊一根扁钢，在扁钢上用膨胀螺栓将槽钢固定在本层的顶板及底板上，然后再将最内层的单面管支架固定在槽钢上，就可以进行配管了。事实证明，槽钢托臂的强度完全满足了施工要求。
    2.5 施工要点
    （1）在安装之前作好准备工作，将准务使用的管弯钢管做好防腐处理；
    （2）将单面支架两端分别固定在两根槽钢上，位置分别在距地1.2m和2.4m的地方；
    （3）配管，在钢管排放之前，几排配管间的加长螺杆一定要先穿好，且最里侧必须固定。在有接头的部位必须注意对管箍的位置进行调整，保证管箍处于一条水平位置。管箍调整好后，即可对管路进行固定调整，满足管间排放整齐、间距均匀的要求后，才可焊接跨接地线；
    （4）安装双面支架及第2个单面支架，此时应注意安装的高度要对齐，并穿入加长固定螺杆；
    （5）将6排支架调整整齐，用加长螺杆进行紧固，至此支架安装的工序全部完成。
    3、效益分析
    3．1 经济效益
    原做法：
    总工日：43254m×0.25工日／m＝10813工日
    3000工日×1.4（超高系数）＋7813工日×1.6（超高系数）＝16700工日
    人工费：16700工日×27元／工日=450900元

    现做法：
    12人一个月内完成，考虑加班，以每人一日两工日计算
    总工日：12工×30日×2＝720工日
    240工日×1.4（超高系数）+480工日×1.6超高系数）=1104工日
    人工费： 1104工日×27元／工日=29808元
    加工费用：4000元
    节约费用：450900元-29808元-4000元=417092元

    采用上述方法施工后，获得了很大的经济效益，施工质量也有了很大提高，使明配管这个项目达到了优质标准。

    3.2 社会效益
    采用多层钢管明敷设支架进行多层配管施工后，在施工期间及后期验收时，设计院、建设单位、东城质检站、北京质量监督总站及建设部质量协会等有关专家均到现场进行过检查，大家一致表示，在符合施工规范标准的前提下，配管美观、整齐、牢固，达到了极佳的效果。此项技术及配件值得推广，并要求将此项技术的材料上报建设部施工管理委员会。