解決奧體中心大跨度弧形ABS管道熱脹冷縮的難點

一、課題介紹

xx奧林匹克中心體育場是2008年北京奧運會主要比賽場館之一，位于市區賓水道、紅旗南路、凌賓路圍合地段。由xx建筑設計院和日本佐藤株式會社聯合設計,xx市國際監理公司監理，xx建工總承包有限公司和六建公司聯合承建。該工程總建筑面積為169000平方米,建筑總高度為53米，地上六層、地下一層，可容納80000名觀眾。該工程水電安裝任務由我總承包機電分公司承接。1xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

奧林匹克中心體育場平面圖

奧林匹克中心體育場效果圖2

課題介紹

ABS塑膠管的熱脹冷縮問題關系重大，容易導致的管道變形、裂損，將直接影響整個工程的創優目標，直接影響用戶的利益和企業的社會信譽。

本工程屬大跨度拱形屋頂，各種管道呈弧形圍圓心穿插交織，施工難度對我們初次接觸如此之大的跨度、如此復雜的工藝，將是一次嚴峻的考驗。

按設計要求，給水系統大口徑DN150、DN200中水管道采用ABS管材，其適配性強、抗腐蝕性好，但800延米長的大跨度弧形管道安裝的難度相當大。

體育場南北長407米，東西長284米，由多個圓心結構組成，平面弧線多，不規則的橢圓形構架上各種管道錯綜環繞，ABS給水環管安裝工藝比較復雜。

奧林匹克中心體育場，是2008年北京奧運會分會場，該工程要求創魯班獎，意義深遠。該工程由框架結構和鋼結構交織組合，管道安裝工程量相當大。xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點3制表時間：2006年6月制表人：xx二、小組概況

小組名稱xx市建工工程總承包有限公司機電分公司奧林匹克中心體育場項目QC小組活動周期2006年6月—2006年9月小組類型攻關型注冊登記號活動頻率每月兩次活動次數8次成立日期2005年3月成員情況序號姓名性別年齡職務學歷分工職責TQC教育

1男45項目經理研究生組長全面工作120學時

2男32技術經理大本顧問本課題指導150學時

3男36技術科長大專組員質量管理112學時

4 男48電工長大專組員安全管理76學時

5 xx男24電工長大本組員材料計劃76學時

6女30資料員大專組員統計技術76學時

7男24水工長大本組員繪圖制表76學時

男23電工長大專組員資料管理76學時

9男25電工長大專組員現場監測76學時xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點選題理由

奧林匹克中心體育場是2008年北京奧運會分會場之一，07年女足世界杯和08年奧運會足球賽等體育項目屆時將在這里舉行，世界矚目三、選題理由

市政府指令此工程為爭創魯班獎工程作為對世界展示的窗口，雖說給水安裝是分部工程，但稍有閃失就會影響創優目標責任重大。

首層平面為不規則橢圓形，中水管道接口采用承插冷膠融接法全部管線煨制成隨建筑物多角度環形，我們首次接觸，質量控制難度大.

ABS管道熱脹冷縮問題一直是施工單位頭疼的大事，一旦管道受力不均，造成破裂漏水，不僅給用戶造成嚴重損失還將影響我們的信譽.xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點4xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點5

ABS中水管線全部煨制成隨建筑物多角度環向平行布置，管口截面為平行卡箍連接，管道及其中的水流在熱脹冷縮的軸向推力均沿軸向傳遞并均勻分布在各管道，不會使卡箍部位產生應力集中，其經向作用力也由圓弧的特性而均勻分布在各彎管段，此方案管道系統有可靠的質量保證，使水流在彎管中流動更流暢，沿程阻力小，節約運行成本（管道增設補償器）。

內徑200mm和內徑150mm兩根ABS中水管道在大跨度弧形主體上環繞800延米。1萬多個接口，八十多個補償器，要求連接嚴密、測算精細，容不得半點馬虎。因此我QC小組選定“解決ABS管道安裝熱脹冷縮的難點”作為本輪活動課題進行攻關。施工難度大

為有效解決ABS管道熱脹冷縮的問題，我QC小組走訪了市專業給水施工安裝技術專家，并組織有實際經驗的人員進行現場專題研討，對塑膠管發生熱脹冷縮容易出現的質量問題進行調查，共收集信息110條，經分析歸納出六大類問題，列出調查表如下：

6四、現狀調查xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點序號項目頻數累計頻數累計頻率1變形505045.52破損297971.83脫落159485.44縫隙810292.75劃傷510797.36其他3110100合計110制表人：制表時間：2006年6月

根據調查表作出排列圖,從圖中可以看出:ABS管材由于熱脹冷縮導致變形、破損是造成給水系統質量缺陷的主要問題。110886644220100806040200N=110頻數（條）累積頻率（%）變形破損脫落縫隙劃傷502915371.8

%85.4%92.7%制表時間：2006年6月其他845.5%97.3%75制表人：xxxx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

五、QC小組活動目標及可行性分析8xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點總目標解決大跨度弧形中水管道安裝熱脹冷縮的難點1.小組活動目標目標值ABS管道接口合格率100％，變形、破損率控制為0

2.目標可行性分析9xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點不利1.工期要求緊，質量標準高，工作量大。2.800延米長的大跨度弧形結構，各類管道環繞交錯，操作和驗收難度大。3.管材、管件種類多，接口多，工序隱蔽性強，稍有不慎就留有隱患。4.塑膠管膨脹系數大，極易造成變形、破損，導致滲漏，控制難度大。5.我們首次承接如此大規模大跨度弧形工程，技術和施工經驗不足。有利1.該工程質量目標爭創“魯班獎”，是企業窗口工程，甲方、監理、設計積極配合2.有健全的質量管理系統和施工管理制度。3.有資深技高的給水工程專家進行指導、有雄厚的施工技術人員和操作人員。4.制定相關培訓計劃，針對工藝流程落實技術創新改進措施。5.認真落實ISO9000標準，堅持以作業指導書和創優方案指導施工。目標可行

六、原因分析

針對主要問題用關聯圖找出六條末梢原因管道破損管道變形安裝工藝不適宜工藝交底不細煨管工藝不熟練現場培訓指導少缺少弧形管道安裝技能培訓檢查制度不健全工序交接檢查不及時專業培訓不及時工程技術標準不全施工方案不詳對新工藝不了解相關資料掌握少驗收把關不嚴存放不合理熱脹冷縮受氣候溫差影響裝卸劃傷運輸磕碰成品保護不當缺少施工經驗10制圖人：xx制圖時間：2006年6月自檢不嚴細xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點無專職監測人員溫度測量不準確破損變形溫度變化測算不精確接口處理不當七、要因確認

通過對六條末梢原因的分析和確認，確定了三條要因序號末端原因確認調查

確認方法

判斷結果1缺少弧形管道安裝技能培訓缺少專業指導，對口培訓不及時，對施工圖紙和操作技術及規范要求不甚理解。

現場驗證是要因2安裝工藝不適宜掌握的安裝工藝資料不全，以往工藝流程不適宜，亟待改進和規范新工藝流程。

現場驗證是要因3缺少施工經驗專業人員對弧形ABS管道防熱脹冷縮技術掌握少，方案指導性不強，需要重新編制施工、創優、管理等方案。

調查分析非要因4檢查制度不健全現場質量檢查制度，施工管理制度，樣板引路制度不健全，質量意識差，導致產品不能創優。

現場驗證非要因5成品保護不當進場的管材、管件由于運輸裝卸、保管使用不當，成品保護措施不健全，必須建立健全保護制度。

現場驗證非要因6受氣候溫差影響操作工藝和材質性能對溫差特別敏感，由于存在夏、冬兩季過渡，受溫差影響、計算不準、操作不當都容易造成變形。

調查分析是要因11制表時間：2006年6月制表人：xxxx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

八、實施對策序號要因對策目標措施地點負責人完成時間1缺少安裝技能培訓進行專業技術培訓與技能演練提高操作人員技能培訓面100％1、針對缺少大弧度ABS管道連接技能培訓對項目及施工人員進行專業技術培訓。2、進一步健全質量保證系統。3、按照專家指導，攻關小組在現場組織施工技術人員進行技能演練。施工現場康學軍xx

2006年6月－2006年7月2安裝工藝不適宜改進操作工藝創新工藝新技術推廣面100%1、制定給水系統安裝工藝流程和ABS中水管道操作工藝。2、制定安裝過程中關鍵工序控制節點。3、針對熱脹冷縮問題制定創優方案。施工現場陳洪亮康學軍2006年6月－2006年8月3受氣候溫差影響對ABS管材熱脹冷縮控制把熱脹冷縮的影響降低為零1、重新進行ABS管道膨脹系數的測算。2、與設計和甲方溝通，建議接口處必須增加補償器連接。施工現場陳洪亮鞠培榮2006年6月－2006年9月12對 策 表xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點制表時間：2006年6月制表人：xx

由于我們對ABS給水塑膠管性能不甚了解，于是我們請來xx市給水安裝工程專家，對全體人員和專業人員進行專業培訓，對ABS管道熱脹冷縮的原理和應采取的措施做了詳盡的技術指導。

九、實施過程

實施一:針對缺少技能培訓進行專業指導與技能演練1.強化技能培訓13xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

2.進一步健全質量保證體系14制表人：xx制表時間：2006年6月xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點攻關小組：制定方案，推行標準，樣板引路，創新工藝，質量攻關項目經理：抓好質量培訓，落實檢查制度，對關鍵過程監督把關施工員：保證工序銜接，執行創優方案，資料臺帳、記錄齊全規范解決大跨度中水管道安裝熱脹冷縮的難點質量員：技術交底嚴細，堅持

“三檢制”

，按工序跟蹤考核檢查操作者：按圖施工，責任到人，嚴格標準，控制關鍵，杜絕次品3.按專家指導，攻關小組組織施工技術人員進行技能演練15補償器安裝工藝演練補償器與ABS管連接xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

我們組織了80余人參加培訓，通過強化培訓和技能演練，施工人員積累了經驗，掌握了操作技能，在各個環節上杜絕了質量通病的發生。專家進行現場指導技術人員現場操作16xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點實施二：針對安裝工藝不適宜制定改進措施1、確定改進方案17xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

按原設計要求給水ABS中水管道不加設補償器，但是通過QC小組查閱大量資料，并向專家請教，得出結論：認為首層大跨度弧形管道ABS塑膠管由于溫差產生熱脹冷縮，極易出現變形、破損現象，造成損失將不可彌補。我們及時與設計、甲方、廠家溝通，提出增加補償器的建議，通過多方研究和管道膨脹系數的精確計算，得到設計、監理和甲方的認可。最后確定每10延米增設一道補償器以解決熱脹冷縮問題（一）增設補償器（二）法蘭短管連接（三）異徑三通

2、進行弧形管道排布計算

按照ABS管與鋼管的膨脹率之比為7：1來界定。

1、增設補償間距的計算。

2、膨脹系數的計算。

3、減少阻力的計算。

4、節約能源的計算。

5、降低運營費用的計算。則波紋補償器徑向合力為

F合1，2=F合1+F合218xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點3、制定工藝流程，確定關鍵控制點環管安裝煨制弧形管道增建補償器節門安裝支管、立管安裝19xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點預留預埋套管孔洞件做電伴熱打壓試水做電伴熱管道沖洗防腐保溫支架及管道安裝溝槽連接閥門安裝加壓調試管道質量驗收補償器與支吊架預制

4、ABS管道安裝工藝201.將直管插入一個管件中，測量出插入的長度，并做出標記。2.將直管插入另一管件中，測量出插入的長度，并做出標記。3.計算出連接兩管件所需的直管長度，并用筆標記清楚。4.用鋼鋸鋸出所需的直管長度。5.用銼刀消除切割處管內、管外的鋸痕。6.用砂紙輕輕打磨直管切割處邊緣。7.用砂紙輕輕打磨直管外壁接合處。8.用MEK清潔管件的內壁接合處。xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點12345678

9.

用刷子涂抹ABS膠合濟于管子接合處。10.將管子與直管相互連接。安裝時，必須將管件與直管插緊，并旋轉15°11.管件與直管對接后，將接口溢出的ABS膠擦拭干凈。12.24小時后，再將另一管件與先前安裝好的部分進行對接（安裝步驟同上）。并將兩管件對接縫隙間的ABS膠擦拭干凈（以免縫隙間的ABS膠侵蝕連接管）。13.將安裝好的成品以繩子捆綁好，以求對接牢固。務必使管件不因梢口處退出。14.24小時后將成品與管線其他部分進行對接。21xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點131411129105、落實施工方案、質量創優方案和技術規程奧體中心工程施工組織設計方案機電分公司奧體中心項目經理部編制奧體中心工程給水管道安裝技術創優方案機電分公司奧體中心項目QC小組編制奧體中心工程建筑給水ABS管道工程技術規程機電分公司奧體中心項目部編制項目部編制的施工組織設計方案項目QC小組編制的創優方案項目部推行實施的技術規程

通過嚴細的技術交底和專項方案的實施，對大跨度弧形給水管道質量創優起到保證作用。22xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點實施三：針對氣候溫差影響對安裝質量進行控制1.

對ABS管材發生熱脹冷縮問題進行現場指導和書面技術交底23xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

安裝前，通過理論計算，對膨脹量△L予以考慮，使其能夠在確定膨脹范圍內自由移動。我們結合塑膠管柔韌性強的性能，通過加設補償器來對管道線性膨脹量進行補償。根據技術人員反復計算驗證，得出結論。2.根據ABS管道長度軸向伸縮量解決熱脹冷縮問題24xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點1、所有的U型卡子要求帶軟護套以免損傷管。2、所有的支架上都必須上U型卡子，以固定整個弧形管道在固定范圍內熱脹冷縮。3、在有支管處兩側U型卡子要求必須鎖緊。4、補償器兩端上U型卡子不能鎖緊。5、用熱脹冷縮計算公式計算出管段的膨脹量。例如：兩固定點之間總長度：33米呼徑：200mm輸送流體：水，流體溫度變化范圍：20～10

℃管周圍環境之空氣溫度變化值：40.5～負18先計算管壁平均溫度差：△T＝0.65×（20－10）＋0.10×（40.50+18.00)

＝12.35○C△L＝12.35×33×0.101＝41.16mm25xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點3.對連接補償器過程中的難點進行攻關

（1）為防止因熱脹冷縮引起ABS管材變形、脫落，我們以增加補償器的安裝方法進行控制。此圖為：兩法蘭接頭之間置入墊片再以螺栓將補償器鎖緊，保持平整不發生任何彎曲現象。

（2）此圖為施工中的補償器接口部位。裝置時需保留5mm－10mm的間隙，保持平整度，然后按順序裝置，控制彎曲現象和伸縮空隙，有效的保證了接口質量。26xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

（3）此圖為施工中的水平干管安裝部位，安裝時容易出現接口處平直度差的現象，采取的方法是：根據安裝位置，提前預制并固定吊架找平的方法進行控制。

實施四：嚴格監督檢查，保證施工質量271.嚴把材料進場關

所有進場的管材、管件均使用國家認證的并通過合格分供方評定合格廠家的產品，材料進場后嚴格按規范進行驗收，每種材料必須有出廠合格證，材質單和檢驗報告，嚴格現場取樣，作好可追溯性記錄。xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點2.對施工全過程進行動態控制

我們對補償器、法蘭的規格、型號、強度、嚴密性按系統進行分段試驗記錄和全檢。ABS管道連接前檢查管材內外是否光潔、清潔，不得有破損、變形等現象。管道連接處不得有溢出的ABS膠，試驗記錄按系統接口抽查10﹪。系統打壓檢查在1小時壓力降不大于0.05MPa，然后在工作壓力的1.15倍狀態下穩壓2小時，壓力降不大于0.03MPa。28xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點3.制定檢驗標準項次項目允許偏差檢驗方法1水平管道縱橫方向彎曲塑膠管每米1用水平尺、直尺、拉線和尺量檢查全場25米以上

＞252立管垂直度

塑膠管

每米2吊線和尺量檢查5米以上

＞83接口補償器按規范操作牢固、嚴密實測檢查管道安裝標準與檢驗方法29xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

十、效果檢查

對策實施完成后，我們對實施效果進行了認真檢查，實踐證明，預想的問題全部解決，甲方、監理和業主滿意率100%，實現了課題目標

效果一目標完成情況

目標完成情況對照表（合格率）30制圖人：xx制表時間：2006年9月目標項計劃目標值

實際完成情況無變形88

%100%無破損90

%100%無開裂85

%100%xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點效果二

經驗收給水加壓調試后，本工程大跨度弧形給水系統熱脹冷縮的問題全部解決，安裝質量受到社會各界的贊譽。無一處變形無一處開裂無一處滲漏31抽樣檢查385點抽樣檢查262點加壓調試合格xx市建工工程總承包有限公司

解決弧形中水管道熱脹冷縮難點

施工質量得到了建設單位、監理的一致認可

效果三

甲方證明信監理方證