对提高工业管道安装施工质量的探讨

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【摘 要】工业管道安装施工是一项复杂的工作，需要采取有效的措施，以提升安装的水平，保障管道使用的安全性。在这种背景下，本文首先分析了工业管道的用途与类型，进而研究了工业管道的安装规划，并从管道安装的事前控制、干（支）管工程施工、重要部位和关键工序的质量监控三个方面对工业管道的安装施工流程控制进行分析，最后从工业管道安装施工组织模式与工业管道安装施工的环境适应两个方面分析了工业管道安装施工质量提升的保障措施。

【关键词】工业管道；安装；施工质量；提升

一、工业管道的用途与类型

随着我国基本建设的大力发展，工业建筑的建设规模越来越大，而工业建筑厂房职能用途的进一步细化，对于大型工业厂房内的管道安装工艺提出了更高的要求，以满足生产的需求。管道工程是由若干管路系统所组成，按其服务目的不同可分为两大类，即建筑设备工程管道系统和工业管道系统。工业管道系统指按产品生产工艺流程要求，用管道把生产设备连接成完整的生产工艺系统，它是直接为产品生产输送主要物料（介质）的管道。

工程管道主体可分为标准断面与特殊断面，以工程长度、经费多少或功能特性而言，超过百分之九十断面属标准断面，特殊断面（或称特殊部）仅占一小部分，但为了能有效地利用工业管道，发挥预期的设计功能，工业管道必需具备某些特定的设施，一般称之为特殊部。特殊部分的规划及设计，不仅影响管线安排的便利性，同时影响工业管道未来操作的实用性，因此完善的功能设计及理想的配置计划，是特殊段断面规划的重要目标。

二、工业管道的安装规划

工业管道中的特殊段有共同部分的人员出入口、自然通风口、强制通风口及管线专属部分的材料搬入口、抽水井、缆线分离部、缆线连接部、缆线引出部等。各设施按照其功能不同而采用不同规划条件。

一是人员出入口。为便于管线单位进行维修保养工作及工作人员例行检查作业，工业管道必需设置人员进出口，为考虑人员进出的方便及地面景观的影响，其型号及位置应配合管道断面的变化，通常内部空间最小净高为2.1米；每个进出口设置的间距一般采用800至1000米设置一处为原则，因人员进出入口也具备防灾及自然通风口的功能，故如管线保养维修的频率，发生灾害时的逃生距离、救灾时的最长距离及电缆布置的适当距离等，应综合考虑各种可能影响因素再行决定人员进出入口配置位置。

二是自然通风口。与人员进出口类似的结构尚有自然通风口，其功能为提供工业管道自然通气使用，一般附有简单的爬梯，以供紧急时进出工业管道使用。因平时仅供进气使用，内部最小径高采用2米即已足够使用；而进气口为开放空间，必需特别考虑危险性物品进入的可能性并加以防范，以避免危及工业管道主体结构的安全，另干管工业管道若包括瓦斯、天然气管线，其洞道通风口应与其他洞道通风口隔离设置，若无法分别设置，则管道内的电器附属设备的防爆及安全性应详加检讨。

三是强制通风口。为维持管道内空气畅通，排出有毒气体并保持勿使内部的温度过高，必需安装排气设备，一般称为强制通风口。强制通风口设置的位置及其型号与自然通风口大致相似，但必需安装风扇以强制排气，内部最小净高为1.5米，通常与自然通风错配置，在规划设计时，另需考虑风扇的噪音及排出空气对邻近区域的影响。

四是材料投入口。不论管线单位架设管线时或是在未来保养维护阶段，经常需将材料运至管道内部；若仅利用人员进出口搬运材料，恐将因其距离过长而使用大量人力、时间，造成维修成本增加，并减低工作效率。因此，工业管道在一定的距离后必需设置材料投入口，以便材料顺利运入管道内。材料投入口并不需要像人员进出口或通风口一样将出口设置于人行道，仅需再路面设置一足够将材料投入的开孔即可，但必需注意防水措施以避免地表径流渗入孔内。由于自来水、天然气管线与电力、电信缆线特性不同，因此材料投入口型号也应配合管线需求而有所不同。

五是分离部及连接部。工业管道干管相交部位或缆线位于路口的分期或转弯而采用的特殊设施称为分离部，分离部的配置完全按照干线需求而决定其位置，但因分离部常位于道路交会位置，管线较为复杂，因此需个别考虑分离与邻近管线及其他结构物的相对位置后设置，以避免实际施工时相互干扰而导致困难。分离部的分离方法有管路方式和洞道方式，无论是哪一种方式为了分离后的覆土层能尽量减少，二者都是在标准断面上方另行设置的二层结构，另外因电力、电信缆线需考虑接头部分结构体变大的需要，故电力、电信缆线接头除分离的原因之外，基于电缆长度的及维护安全的考虑，其接头不要安置太密集，因此干管工业管道需考虑设连接部。一般而言常将分离部及连接部共同设置，以节省工程造价及降低施工困扰。

六是缆线引出部。该部分为电信管线引出至使用单位的构造，其设计为在标准断面上方另行设置第二层结构，然后再利用拖架将管线渐引至第二层，之后再将管线以管道方式埋设于道路下方以接至使用单位。

三、工业管道的安装施工流程控制

（一）管道安装的事前控制

第一，施工前设计图的检查。这需要做好如下一些工作：一是绘制施工图送监造单位核准；二是工业管道施工空间能符合相关规定及实际需要；三是管道出入口能符合安装施工部门规定；四是管道间空间，能容纳管路的数量适中；五是零组件的配置及安装位置与高度，须配合管道安装施工图；六是单线图、负载表平面图需符合；七是工业管道安装施工空间，须有足够的出入口、操作、维护空间及散热换气量；八是安装施工须有足够开放空间；九是提送各项材料、设备型号、样品审查。第二，工作人员按施工单位填报的材料报审表所提供的材料清单内容，认真审查各种管材、管件的材质及规格是否符合设计要求，所采用的制造标准是否符合设计规定，质保资料是否齐全、清晰、完整。如果出现高压钢管的钢号、炉号与原质保资料证明不符或无钢号、炉号时要进行材料复验；合金钢管材、管件必须有光谱分析或复验报告；有耐腐蚀要求的不锈钢管材要有耐腐蚀性能检测的试验记录等。对焊材的质量控制，工作人员主要检查焊接材料的品牌、规格、型号，是否符合设计要求，并与施工单位编制的管道焊接工艺评定规定的焊材一致。对阀门的材料报审，工作人员应审查阀门的出厂合格证和试验记录。需脱脂的阀门，要有脱脂记录，安全阀门要有技术监督局的检验报告和调试记录。

（二）干（支）管工程施工

工业管道工程施工方法，按照开挖型号一般较常用者为明挖覆盖工法、推进工法及潜盾工法三种。工业管道结构体施工，按照尺寸特性主要分为干管与支管工程施工、电缆沟工程施工，干管与支管的尺寸较大，一般采用现场制作为宜，而电缆沟工程尺寸较小，可视实际情况采用现场制作或于工厂预铸完成后再运至工地吊放。办理工业管道干（支）管工程施工时，首先需作区域划分，就大面积区域开发而言，可将全区按照各别所在的道路区分成数个小区域，每个小区域按照工业管道型号再细分数个单元。按照每一单元型号分析所需要的工期，可包括4.45×3.2米的二孔箱型结构物单元，其估算所需施作的作业施工期为32天；6.25×3.2米的三孔箱型结构物单元，其估算所需施作的施工期为38天；8.15×3.3米的四孔箱型结构物单元，其估算所需施作的作业施工期为45天。按照估算单元工期及单元总数量，计算出所需总施工天数：总施工天数=单元工期×单元总数量；由总施工天数与预计完成工期比较，则所需工作面为：工作面=总施工天数/预计完成工期。

工业管道干（支）管工程施工作业可分为管沟施工与管道安装两大内容。就管沟施工而言，又包含基础开挖、钢筋绑扎、模板组立、混凝土浇灌、防水保护膜安装、回填等作业。就安装施工而言，管道支吊架安装同时进行管道的除锈、刷油和防腐，管道的除锈以管道表面漏出金属光泽为准，刷油、防腐严格按照设计要求进行。管道刷油时要在管道两端头的焊接接头部位各预留200mm的长度不刷，待管道安装完毕试压合格后方可进行焊口补油。第一，管道安装的坡度、坡向必须符合设计要求。第二、管道与设备连接时，安装前须将管道内部清理干净。管道安装完毕后，不得承受设计外的附加荷载。第三，管子对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，当公称直径小于100mm时，允许偏差为1mm；当公称直径大于或等于100mm时，允许偏差2mm，但全长允许偏差均为10mm。

（三）重要部位和关键工序的质量监控

管道经一段时间使用后，会出现时效劣化，时效劣化大致可分为静、动两种，前者如腐蚀，后者如疲劳。所以只有通过定期检验，才能及早发现并及时消除影响安全运行的劣化（或称缺陷），从而保证压力管道安全运行。第一，对管道安装系统试压过程进行质量控制。工作人员应先审核施工单位编制的试压方案，检查管道压力试验介质的确定。在试验前，工作人员还应检查管道支架和管道安装质量是否符合规定，具备试压条件，管道上伸缩节已设置临时约束装置，管道已进行加固，试验用的压力表需校验合格，试验介质已备齐，试验区域需用安全绳围护，设警戒标志。对液压和气压试验过程，工作人员进行旁站，液压试验应缓慢升压，达到试验压力后，稳压10min，再将试验压力降至设计压力，停压30min，以压力不降、无渗漏为合格。第二，对管道安装系统的吹扫、冲洗过程进行质量控制工作人员应先审核施工单位编制的吹洗方案，然后进行旁站检查，吹扫压力不得超过管道设计压力，流速不宜大于20m/s，检查排气口设置的白布或白靶上无铁锈、尘土、水及其它杂物为合格，管道冲洗应采用清洁水和最大流量，流速不得低于1.5m/s，连续冲洗，最后目测排出口的水色和透明度与入口水一致为合格。

四、工业管道安装施工质量提升的保障措施

（一）工业管道安装施工组织模式

工业管道安装施工组织确立其运作范围时，就决定了要将哪些业务区块纳入同一施工组织中，之后便是内部单位化（Departmen talization）的开端。先组合区块业务间有接续依赖关系的应放于同一内部单位，即先按照有上中下游处理衔接关系进行单位划分，再考虑有相互依赖关系，最后是有组合依赖关系，即组织内部单位间彼此独立运作，但却彼此又要相互需要的可组合于同一内部单位，这都要根据组织设计的协调成本是否可降低或反而增加而定。因此，应考虑将不同业务区块，却有上述不同类型的相依关系的组织内部活动，逐步组合设计于同一内部单位之内，也即考虑在工业管道安装施工组织重整的过程中予以整合，以降低业务区块（即内部单位）间的协调成本。划分组织内部单位的过程即在于将相关的任务予以集合起来以降低交易成本，将组织内部单位间根据相互、接续及组合关系顺序，归纳在同一内部单位下分工，但一旦进行内部单位化作业，则要衡量是否可以降低交易成本。将所有有相关关系的组织内部单位纳于同一内部单位是最好的解决方式，但若确有因协调成本过高而暂时无法纳于同一内部单位内时，则可以设计阶层体系（Hierarchy）。若阶层体系无法协调上述情形时，便可考虑将内部单位间有接续依赖关系的工作，采用常设委员会方式进行协调，以最低成本、最适规模发挥施工组织效能。有组合依赖关系的业务区块则可采用标准作业流程进行协调，降低不确定所带来的协调成本，有相互依赖关系则可采用临时任务编组方式进行内部单位间协调，这也可解释工业管道安装施工组织内部单位化之后有了基本分工（Division of Labors）的现象。总体而言，不论是按功能或专业，或按对象或地域分工，都是内部单位化的结果。

（二）工业管道安装施工的环境适应

所有的工业管道安装施工组织都面临工程环境的不确定性，这样的不确定性使得管理者无法有效控制以及预测所有相关资源流动与运用。因此，往往在环境越复杂、越不稳定，资源异常稀少的情形之下，环境便成为施工组织改造设计的主要挑战。施工组织所面临的电气环境除了本质上的复杂造成不确定性外，另一则是环境的动态程度，当环境快速变化时，施工组织势必要以更快的速度进行回应。因此，为了有效管理机电工程环境，也即降低不确定性，工业管道安装施工组织需要设计合适的施工组织结构以适应施工组织环境的需求。换而言之，施工组织结构的改造设计成为控制外部环境的一个手段，这也说明施工组织顺应环境变化为何需要改造。当工业管道安装施工组织所面对的工程环境变成高度不确定时，内部单位间分化的程度会高于那些面临环境相对较确定者，而既然施工组织设计是为了寻求施工组织效能的发挥，因此，当施工组织所面临的机电工程环境越是异质与快速变化时，施工组织结构越非正式化、越能分权、越能以相互调整的方式作为主要协调机制。相反地，环境越同质、稳定时，普遍认为采用正式结构、集权及标准作业流程的施工组织，其施工组织效能较易发挥出来。工业管道安装施工组织在工程环境的限制之下，必须进行权变的调整。若以在环境相对同质及稳定情形下，可以功能别划分内部单位，若在环境异质及稳定情形下，可以专业别划分内部单位，若在环境同质及快速变化下，可按区域中分功能划分内部单位，即以分权方式来快速应变，若在环境异质及快速变化下，可按区域中分专业划分内部单位，即朝分权方向处理。

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