长江隧道消防喷淋管伸缩补偿器改造工程技术方案

长江隧道消防喷淋管伸缩补偿器改造-PAGE2-长江隧道消防喷淋管伸缩补偿器改造工程技术方案目录TOC\o"1-2"\h\z\u第1章 项目综述 21.1 工程概述 21.2 设计设计依据与基本原则 31.3 需求分析 3第2章 现状调查 52.1 现状调查 52.2 原因分析 7第3章 制定方案 83.1 设计图纸 83.2 主要技术数据 9第4章 实施过程 104.1 现场实施 104.2 补偿器技术质量更改 124.3 减少管道支座松动和管道钢管移位的方法 12

项目综述工程概述上海长江隧桥是上海至西安国际高速公路G40的重要组成部分,工程起于上海市浦东新区五好沟,以隧道形式穿越长江口南港水域到达长兴岛,再以桥梁形式跨越长江口北港水域到达崇明县陈家镇，全长25.53km，整个工程于2009年10月31日全面建成通车，总投资126亿。其中，长江隧道全长8.95km，隧道单管外径为15m，内径为13.7m，采用通用环片错缝拼装，隧道整体断面设计为上下两层的双管双向六车道隧道，上层隧道为排烟通道和高速公路车道层，下层隧道为轨道交通预留通道和管线廊。隧道内设置了供电系统、照明系统、通风系统、给排水系统、消防系统、监控系统、通信系统、抗灾系统等，为隧道运行安全保驾护航。隧道的消防安全是整个隧道建设和运营的重中之重，一旦发生火灾由于其逃生的空间限制等原因，会带来很严重的经济损失及社会负面影响，诸如1999年3月24日，在法国和意大利交界的11km的勃朗峰高速公路隧道发生火灾，造成40多人死亡及隧道大面积垮塌；2001年10月24日全长16.9km的圣哥达大隧道发生火灾，造成11人死亡，128人失踪；2003年2月18日韩国大邱中央路站发生火灾，造成192人死亡，147人受伤；2004年2月6日莫斯科地铁巴维列茨卡娅站至汽车厂站之间的隧道内发生地铁列车爆炸案，造成近50人死亡，100多人受伤。尤其长江隧道属于超长、特大型隧道，相对以往中小型隧道，若隧道内发生火灾，可能会带来更严重的后果。但是长江隧道消防系统的喷淋管道伸缩补偿器已多次发生爆裂，虽经抢修都可恢复正常，但是因为补偿器的规格多样，无法采用备品备件的形式进行抢修，每次抢修采用临时钢管替代也需1天制作加工时间，为隧道运营带来严重的安全隐患。本方案将针对上述实施内容对系统进行设计。设计设计依据与基本原则设计基本原则实用性从实际要求出发，保证波纹管的可靠性；同时兼顾更换简单化的要求，注重实用功能，降低总体投资，求得耐用性与经济性的完美统一。规范性本设计严格按照国家相关规范，满足国家规范要求，保证系统具有相应的规范性。经济性原本波纹管更换都为抢修工程，专门定做，且加急，费用较高，现在有伸缩接头可以保证消防系统正常使用，勿需加急去制作抢修临时钢管接头，节约了养护维修成本。操作、维护的方便性原本从检修更换波纹管需要8名维修工配合，制作了伸缩接头及其配件后仅需4名维修工即可完成整个检修过程，大大缩减了人力成本。社会效益性隧道消防系统在1小时内即可抢修完成，大大减少了隧桥消防安全隐患，为长江隧道运营安全提供了有力保障，有较高的社会效益。需求分析上海长江隧道在浦东端工作井及长兴岛端工作井内各设一座消防泵房，泵房内设有一套消火栓泵组、一套泡沫—水喷雾系统泵组。泵房接入两根DN250的进水管，形成环网供水。泡沫—水喷雾联用灭火系统设置在每条隧道的暗埋段及盾构段内，长江隧道内设上、下行各一根直径273mm钢管消防喷淋管，总长约18000m（上行+下行），采用水泵供水，压力自控，共有251只补偿器处理膨胀伸缩技术，该设施是保障隧道消防喷淋用水、消灾防火的重要设施，一旦发生爆裂，喷淋系统将无法使用，严重影响隧道运营安全。截至目前，隧道消防喷淋管不同8处位置，发生补偿器爆裂，且抢修用钢管临时代替，定做加工时间较长，也难以满足原补偿器伸缩要求，为隧道运营带来严重安全隐患，为此，开发一套可以短期替代管路补偿器的伸缩装置，以解决补偿器爆裂抢修的技术难题。

现状调查现状调查长江隧桥消防喷淋管管道补偿器为轴向型内压式波纹膨胀节16TB250*4-J，L=450mm，主要作用为：1、补偿吸收管道轴向、横向热变形。2、吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。3、吸收地震、地陷对管道的变形量。现场照片：补偿器使用前后主要性能参数：序号技术名称使用前技术数据使用后技术数据超差原因1产品长度450mm543mm63mm受温差膨胀收缩和外力影响伸长2两端碳钢长度155mm155mm╱材质Q235B3波纹管长度140mm63mm材质SUS3044波纹管节数4节4节╱按GB/T985.1-2008国标5波纹管与碳钢接管焊接是否采用氩弧焊是是正确按GB/T985.1-2008国标6焊接点（100%着色探伤检验）╱╱╱按GB/4730.5-2005国标7波纹管焊接表面8膨胀节(1)最大压缩量30mm超差受温差和外力影响压缩(2)最大拉伸量30mm超差受温差和外力影响拉伸9设计压力1.6MPa1.6MPa正常10设计温度60℃-5～35℃╱11使用分类消防水消防水正确12计算寿命>1000次╱╱13按GB/T12777-2008标准制造验收╱╱╱16补偿器制造工艺（主要）（1）膨胀节不锈钢材质SUS304╱╱（2）不锈钢板规格板材或钢带（固熔）(3)两端直接管碳钢材质Q235B╱╱应无缝钢管（GB/T8163-1999、GB/T14976-2002）(4)补偿器波纹管加工工艺GB/T12777-2008原因分析根据前述补偿器使用前后技术性能对比，及对损坏的8个补偿器损坏原因统计分析，其中7个补偿器是由于波纹管横向压缩、伸长、扭曲超出技术其技术性能，1个未超过其技术性能要求，但爆裂处波纹管壁厚较薄，无法满足原设计要求；同时，2013年7月对现场的全部补偿器进行了测量，补偿器波纹管最短距离为75mm，最长距离为145mm（标准为140mm）。由此可见，补偿器爆裂的主要原因为：1、使用过程中，由于消防管道热胀冷缩一直处于运动状态，慢慢累积变形，从而发生移位，造成波纹管横向压缩、伸长、扭曲超出技术，发生爆裂；2、次要原因：部分波纹管由于压纹过程中,工艺操作精度不够,存在壁厚不足情况,在变形过程中,发生爆裂,此属控制工艺问题及小概率事件，暂无法改变现状。制定方案设计图纸伸缩装置设计图纸配件：升降支架设计图纸配件：沟槽吊架设计图

主要技术数据该套装置由内套、拼帽、平面轴承、顶管、橡胶圈、钢环、螺帽、外套等8个组件组成，同时，为配合补偿器调换，还设计了升降支架、地沟固定支架、吊装支架、调节安装支架、配套专业扳手等5个配件，相关参数详见下表：（1）补偿器抢修接头装置（组合件）序号技术名称一号装置二号装置三号装置备注1长度360-420420-480470-6002外径Φ321Φ321Φ3213内径Φ250Φ250Φ2504材质304#304#304#不锈钢（2）配套件（组合件）序号配件名称技术数据内容数量备注1升降支架可升降米2套材质：不锈钢2地沟固定支架可升降米4套材质：不锈钢3吊装支架可升降米1套材质：碳钢4调节安装支架可移伸及紧固1套材质：碳钢5配套专用扳手专用1组材质：碳钢（3）主要部件安全系数序号部件名称设计测试数据实际使用数据安全系数1补偿器快接受压力16公斤/压力8公斤/压力2:12升降支架受重量500公斤70公斤7:13地沟固定支架受重量500公斤70公斤7:14吊装支架受重量500公斤70公斤7:15调节支架受力500公斤70公斤7:16升降支架钢丝绳保证受力500公斤70公斤7:17吊装支架钢丝绳保证受力600公斤70公斤7:18地沟固定支架钢丝绳保证受力600公斤70公斤8.5:1实施过程现场实施支撑好不锈钢三角架、手摇钢丝绳卷紧机把托环上升顶住已爆裂的补偿器底部（中间断），把拖环圈装好到位后，配好保险板。步骤（1）步骤（2）二名操作工爬上梯子拆除ϕ273消防水管和爆裂的补偿器上端拖环及密封圈，并把密封圈轻推入ϕ273消防管一端。二人配合轻托顶部（用木棒）使补偿器向下移位，同时另配一人使不锈钢三角支架向下降位30-50毫米。步骤（3）步骤（4）向下拖动补偿器，下降三角支架，下放保险吊绳，直到地坪面。测量ϕ273水管二端距，特别注意变形状况，记录入案。步骤（5）步骤（6）用干净布擦清ϕ273水管二端，去除锈污，涂10#机油。取出补偿器快速接头，测量调节好不锈钢伸缩装置长度、变位距和ϕ273管距，放入3-5毫米间距，装配吊装环（不锈钢）配好链条机锁圈，调节好上升吊滑轮、钢丝绳，架子定位紧固，手摇机定位牢固。步骤（7）步骤（8）放入三角支架，安装紧托环圈，再上吊到和ϕ273水管同水平线位置。三角支架按中心线定位支撑好，二名操作工在梯子定位稳住，进水端管子和快接装置合体装入橡胶密封圈，拖紧钢件环；同时用一端专用调节环装在快接装置另一端，另一套专用调节环装在ϕ273水管上，调节螺杆使快接装置内套拉长接触到ϕ273水管上，并与外径同位。步骤（9）步骤（10）用专用大扳手旋紧快接装置内套上的橡胶密封圈，检查安装质量，记录入案。补偿器技术质量更改1、隧道内布设的补偿器应作几次详细的几何尺寸测绘，特别是大冷、大热环境下的温差和管道移位变化尺寸，（长度、扭曲、变形超差）做好记录。2、重新设计加工新补偿器及提高产品质量2.1在不影响两端挤压抱环凹凸槽和管接情况下，不锈钢波纹道数增加2～4道，减少两端Q235-B钢接管长度，增加波长度和道数，扩大伸缩长度。附图。2.2增加补偿器回火工艺，消除因挤压、焊接造成的冷作硬化状态。2.3加工时加强工艺质量检查，有详细记录档案。2.4根据检测数据加工一片长短不一补偿器，以备后用。2.5加工运输存放一定要符合补偿器技术规范，不能有损伤事故发生。减少管道支座松动和管道钢管