钢结构屋面开洞施工技术的探讨

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【摘 要】本文着重解决工业厂房钢结构屋面施工完成后，因各种原因需开设大直径洞口的问题。在已完工的钢结构屋面开洞主要面临屋架结构形式、支托承重、防水盖板、保温、彩板曲面防水、安全施工等技术难点，本文通过工程实例提出一种解决方案，可供同类工程施工借鉴。

【关键词】钢结构；屋面；大直径；开洞

1.问题的提出

工业厂房建设实践中，钢结构屋面施工完成后，需要开设大直径洞口，主要有以下几种情形：原有生产工艺改变，需增设排烟洞、排气洞、管道口等洞口；原设计采光井等预留洞口较大，如与彩板屋面同步施工会有较大安全隐患需在屋面板施工完成后再开洞施工；钢结构屋面投入使用后因台风、雨季形成渗漏、破损等情形，需补设洞口进行防水。

屋面完成后再进行开洞施工，面临一系列技术和施工难点，本文通过工程实例提出一种解决方案，可作为相同条件下工程施工参考。

2.工程概况

某市XX海洋海工基地涂装房工程，建筑面积10740m2，单层建筑（局部二层），空间网架平面尺寸47.59m*34.75m，中间无柱支撑，单跨最大跨度47.59m。网架下弦标高12.45m，上弦标高15.45m—17.16m，主檩采用C型钢160*70*20*3.0，次檩采用C型钢120*60*20*3.0，屋面板采用5mm厚单层YX35—125—750型镀铝锌彩钢板铺设。

喷砂间换气气流方式原设计采用独立新风全循环送风方式，后经设备招标优化设计后调整为部分利用自然风，降低通风系统工作负荷，实现“绿色生产节能减排”的目标。设计的改变，则需在钢结构屋面上增设D800圆形洞口18只，用于通风进气管穿出屋面。本工程网架结构跨度较大，如提前开洞，则屋面板施工过程安全隐患较大，综合考虑后要求屋面板施工完成后再开设通风洞。

3.开洞方案设计

本工程钢结构屋面板下设保温层+钢丝网结构，钢丝网为单根张紧型，所以开洞过程中不能截断张紧钢丝，否则保温层会散落，由于保温层为易燃物，单层彩板下施工时不得采取动火作业。

开洞方案设计思路：采用80*6.5主角钢支托于檩条上，再用80*6.5次角钢支托于主角钢上，围成1000*1000开洞加固区域；将通过该区域的钢丝截断，锚固于角钢上；对已加固区域开洞切割；洞口边缘用彩板封闭；待通风管穿越洞口后在屋面上用专用防水盖片进行防水施工。

4.施工工艺流程

（1）主要分为以下四个步骤进行施工部署：

（2）加工厂材料制作包括以下工序：

按图纸设计，预备贴合钢板、螺杆、自攻螺丝、防水盖片、中性硅胶等施工材料，减少施工待料时间。

按开洞部位的檩条间距，核对好尺寸，采用80*6.5角钢制作主次加固骨架，角钢端部割平作为搁置部位，并在骨架上提前预留钢丝张紧口、加固螺栓洞，以避免骨架在屋面上的动火作业；

（3）下部支托安装：

施工人员带好保护绳站立于网架下弦上，按图纸将主骨架两端削平部位插入檩条上，并在端部用铁丝固定；主骨架就位后，将次骨架两端削平部位插入主骨架上，用螺杆插入预留孔中，将次骨架固定于主骨架上。

将穿越主次骨架的保温层张紧钢丝理顺并通过张紧钢丝口集中，截断保持原有张力的状态固定于张紧钢丝口。上述施工过程不得扰动保温层，防止散落。

（4）开洞并安装通风管：

施工人员可预先划出开洞部位，站立于屋面板上用切割机进行开洞作业，开洞过程中防止保温层散失，开洞作业完成后，应采用同类型彩钢板对洞口边缘进行围护，防止保温层散落。

吊装通风管，并焊接通风管加固支架，减小平面位移；在通风管壁焊接止水围护钢片，以保证塑料防水盖片与通风管的贴合；

彩钢板屋面上迎水面沿通风管四周切除波峰150mm，防止形成水槽，影响防水效果；

先在塑料防水盖片与钢板贴和的部位打上中性硅胶。用BX自钻自攻螺钉将塑料条形盖片固定于钢板表面；

打上双道硅胶止水线，防止水沿着咬合处漏进盖片与屋面的接口处；

利用条形盖片边缘的可延伸性，将条形盖片与屋面板结合的边进行拉伸，并与波峰贴和，并打上螺钉；所有外露结合部位检查一遍，并使用中性硅胶一道封闭。

5.施工管理

（1）进场材料管理：

本工程属于高空作业，后期修补施工难度大，进场材料必须保证质量。防水盖片、中性硅胶必须具备耐候性，自攻螺丝等外露部分必须具备防锈能力，工程所用材料必须检测合格，并能保证满足设计使用期限。

（2）人员管理：

施工人员必须配备1名安全观察人员，所有在屋面施工的人员必须配备安全绳等安全装置，施工前必须进行安全教育；施工过程中技术人员保证尺寸准确，防止风管偏位。

（3）质量管理要点：

主次骨架必须提前在加工厂制作完成，细部开孔等工作也应提前完成，以避免保温层下进行动火作业。

施工过程中不得碰断保温层张紧钢丝网，防止保温层整体散落，主次骨架就位后，仔细查找张紧钢丝，并切断锚固于主次骨架上；

为保证通风管与防水盖片的竖向贴合，可在通风管壁焊接围护钢片，钢片一般可采用与屋面板相同的光板；

因屋面采用压型钢板，有波峰和波谷，迎水面容易渗漏。可在波峰处切平150mm，通过防水盖片的宽度做成水槽排水；

有条件的情况，通风管应设置支撑加固结构，减少平面位移，大风天气能有效保护防水盖板不被撕裂；

如厂房有美观要求，应在开洞设计时考虑在防水盖片上油漆处理，可用不同颜色油漆标志为色带；

（4）安全管理：

因本工程同时在屋面板上和板下作业，均属于高空作业，必须加强安全管理。

施工节点为钢结构屋面完成后，而且为单层暗扣式屋面，屋面板上较光滑，施工人员必须配备安全绳作业。

屋面板下有已完成施工的管线、保温层等易燃材料，屋面板下施工时应避免动火作业；

开洞完成后，施工人员必须装好安全绳，防止从洞口高处坠落。

主次骨架施工过程中，人员只得站在网架结构下弦杆件上，不得立足于钢结构吊顶上，防止吊顶破裂。

无油漆的屋顶施工时应配备防眩光装置，避免眩光造成安全隐患。

6.结论与展望

（1）本工程实施完成后，经过两次台风、暴雨天气考验，无渗漏、开裂等现象，施工效果良好。

（2）钢结构屋面后开洞施工方法适用于工艺变更、为保证安全而进行后施工、钢结构屋面渗漏、补洞等多种情形，随着钢结构屋面系统广泛使用和使用期限延长，渗漏、修补等需求将进一步增加，该施工方法应用将更为普遍。

（3）采用钢结构屋面后开洞施工方法施工，必须熟悉原建筑物设计图纸，做好安全预案，有保温层的屋面更要注意避免动火作业，防止火灾造成重大损失。

（4）目前防水盖片、中性硅胶市场上良莠不齐，应注重材料选择及质量检测，保证防水效果。

（5）可研究一体化施工方法，加固作业尽量采取地下拼装，减少屋面高处作业。也可进一步研究异形防水盖片，适合曲面屋顶、厂房侧面部位穿管的使用。

参考文献

[1]GB50017—2003，钢结构设计规范[S]。

[2]GB502—5—2001，钢结构工程施工质量验收规范[S]。