1、67材料与技术Material&Technology2023 NO.02 引文检索：于海安，何文，黄佩兵.PC 装配式建筑结构中机电管线连接节点设计 J.重庆建筑，2023（2）：67-69.PC 装配式建筑结构中机电管线连接节点设计于海安，何文，黄佩兵（中国电建集团国际工程有限公司，北京 100036）摘要：PC 装配式建筑结构中预埋有大量的机电管线，其连接方式直接决定了管线的安装质量和施工效率。以沙特保障房三期项目为例，设计了预制墙板与现浇基础之间的三种机电管线连接方案，分别为直接连接法、套管连接法和错位连接法，并通过对比三种方案的施工工艺和适用范围，最终确定选用直接连接和错位连接方案作为
2、实施方案。通过工程实践，验证了所选连接方案的可行性，并取得了满意的施工效果。关键词：PC 装配式建筑；机电管线；连接节点；设计中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1671-9107（2023）02-0067-03收稿日期：2022-06-30作者简介：于海安（1976），男，内蒙古呼和浩特人，硕士，高级工程师，主要从事国际工程项目管理工作。Connection Design of Electromechanical Pipeline in Prefabricated Building StructuresYu Haian,He Wen,Huang PeibingAbstrac
3、t:A wealth of electromechanical pipelines are embedded in the PC prefabricated structure,and their connection method directly influences the installation quality and construction efficiency.Taking the third phase of the Saudi security housing project as an example,three connection schemes for the el
4、ectromechanical pipelines between embedded walls and the cast-in-place foundation are designed,i.e.the direct connection method,the casing connection method and the ectopic connection method.By comparing the construction process and scope of application of the three schemes,the direct connection and
5、 ectopic connection schemes were finally selected as the implementation plan.Through engineering practice,the feasibility of the selected connection scheme is verified,with satisfactory construction results achieved.Keywords:PC prefabricated building;electromechanical pipeline;connection joint;desig
6、n0 引言伴随建筑行业建造技术的迅速发展，各类装配式建筑蓬勃兴起。与传统混凝土建筑相比，PC 装配式建筑的建造能够有效地实现节约资源、保护环境和减少污染的目的，在降低住房建设的经济成本等方面具有重要的推动作用1。同时，装配式建筑施工能够实现构件的集中生产和材料的统筹运输，构件的加工、生产、运输和安装过程如工厂流水线一样简洁便利。流程式作业对技术的要求并不太高，有效减少了高级技术人才的使用，节省了技术成本2。在传统现浇结构中，机电管线采用现场直接预埋或者后续开槽预埋，而装配式结构中的全部机电管线需在构件预制阶段和基础浇筑阶段预埋。如何精确、高效地将现浇结构（基础）与预制构件中（墙板）的机电管线连
7、接好，是施工人员必须面对的课题。本文基于施工经验，对 PC 装配式建筑结构中机电连接节点存在的问题进行分析，并提出多种设计方案进行对比，最后确定最优方案并依托项目进行了大规模应用。1 工程概况沙特保障房三期 55#地块项目建筑采用 PC 装配式建筑体系，共有249 套别墅，均为一层结构。根据卧室的数量不同分为 1 居室、2 居室、3 居室、4 居室 4 种户型。墙体厚度有 100mm、150mm、220mm 三种规格，总建筑面积 27266m2。其中基础为现浇筏板结构，墙板及屋面预应力空心板均在加工厂完成预制后运抵现场拼装成一体。基础与墙板通过基础预留锚筋连接，墙板与屋面板通过墙板预留锚筋连接
8、。为保证建筑的外观质量，提高装配结构的整体性，业主要求所有机电管线均须预埋在基础和墙板内，禁止在墙体上二次开槽，且不允许在地面装饰层中排管布线。待预制墙板安装完成后，基础与墙板之间机电管线通过预制墙板上的接管孔槽进行二次连接。2 机电管线主要参数该项目排水系统管材为硬聚氯乙稀管（UPVC 管），给水系统管材为三型聚丙烯管（PPR 管），电气管材为聚氯乙烯管（PVC 管）。其主要型号如表 1 所示，主要性能参数如表 2 所示。doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2023.02.67Chongqing Architecture68第 22 卷 总第 232 期表 1 机电管线
9、型号表专业材料厂家材质型号使用位置暖通MUNIFUPVC De252.0空调冷凝管 De322.0空调冷凝管 De502.2通气管给水ALMONAPPR De203.4其它给水管 De254.2 De325.8 De406.7主给水管电气INTERPLASTPVCDe201.35电线套管De251.50表 2 机电管线主要性能表性能单位数值实验方法UPVCPVCPPR拉伸强度(23)Map505025ASTM D 790弹性模量(23)Map30001800900ASTM D 638抗压强度(23)Map656055ASTM D 695弯曲强度(23)Map898562ASTM D 790注：
10、以上数据均来自管料厂家相关技术文件。3 连接问题分析在传统现浇混凝土建筑中，一般主排水管已提前整体预埋在结构中，不存在后期二次接驳问题。给水管、电线套管布置在地面装修层中，并可通过墙面开槽安装至相应高度位置，管线安装后进行封槽处理。在此情况下，需要进行连接的两段管线，至少有一段为后装段，按照正常的操作即可完成相应的机电管线连接。而该项目装配式建筑结构中，墙体为分块预制，基础为筏板现浇结构，因此存在墙体预留线管与基础线管二次接驳问题，即水平方向预埋的线管（敷设于地面基础）与预制外墙体内的线管（由 PC 厂预埋）进行接驳3。由于现浇基础与预制墙板中的机电管线在连接前均已预埋完成，管线不可移动，常规
11、的管线连接所需条件已不具备，因此需要根据该项目机电管线连接特点另外进行方案设计。4 连接方案设计针对 PC 装配式建筑中机电管线连接存在的问题，结合管材材质、管径和主要性能的差异，设计了三种连接方案，包括直接连接法、套管连接法、错位连接法。4.1 直接连接法材料的弹性模量受塑性变形的影响而发生变化4，由表2可知，UPVC、PVC、PPR 管材弹性模量分别为 3000 MPa、1800 MPa 和900 MPa。弹性模量越低，刚度越小，材料越容易变形；弹性模量越高，刚度越大，脆性越强，材料越不易变形。直接连接方案正是利用 PPR、PVC 管材自身或局部加热后容易弯制的特性进行设计，连接节点详情如
12、图 1 所示。图 1 直接连接节点4.1.1 施工工艺（1）参照机电设计图纸，预埋现浇基础内相关机电管线，需要与墙板连接的机电管线需伸出筏板基础 100mm，用定位钢板或钢筋将预埋管线精准定位，保证平面位置误差在10mm内。在基础混凝土浇筑振捣过程中，勿碰触预埋管线，浇筑完成后及时检查外露管线是否发生移位现象，如管线发生位移，应在混凝土终凝前及时进行校正调整。（2）按照墙板深化图，预埋墙板内相关机电管线，需要与基础相连接的位置预留管线连接槽，连接槽高度为 400mm，宽度为 100n+100（n 为接管根数），深度等于墙厚，机电管线伸入连接槽 100mm。（3）墙板吊装完成后，根据设计要求分别
13、采用热熔焊接或者粘结工艺从下往上进行连接。首先将基础埋管与下部直接焊接或粘结连接，然后将配管与下部直接连接好，再将配管与上部直接连接，最后将上部直接与墙体埋管连接完。4.1.2 适用范围（1）该方法适用于 PPR20、PPR25、PPR32 和 PVC 电线套管连接。由于 UPVC 管材材质较脆，不易变形，因此不适用此方法。（2）对管线预埋精度要求较高，材料变形量不能超过变形上限。根据工艺实验可知，基础、墙板中埋管位置偏差不得大于 30mm。4.2 套管连接法在基础浇筑和预制墙板时，分别在基础和墙板内预埋 套 管,套 管与机电管线之间间隙需用胶带封堵，防止浇筑时混凝土流入。墙板内套管长度为 5
14、00mm，基础内套管为 150mm。管线连接端在套管内具有可活动空间，为后续连接创造条件，节点详请如图 2 所示。4.2.1 施工工艺流程施工工艺同直接连接法。4.2.2 适用范围 图 2 套管连接节点69材料与技术Material&Technology2023 NO.02（1）受限于墙板厚度，如套管选择过大，套管与套管、套管与墙板内钢筋之间会产生冲突问题；套管选择过小，套管与管线之间间隙小，导致管线活动空间小，管线位置调节作用就不明显。因此，该方法适用于 220mm 墙体所有机电管线连接，150mm 墙体可选择性使用，但不适用 100mm 墙体。（2）对管线预埋精度具有较高要求。根据工艺实验
15、可知，基础、墙板中埋管位置偏差不宜大于 30mm。4.3 错位连接法参 照 原 机电管线深化设计图，按往左或右偏移 50mm 的原则设计出新的基础机电管线点位图，使基础与预制墙板内机电管线形成错位，然后通过 45弯头相连接，节点详情如图 3 所示。4.3.1 施工工艺（1）按偏移50mm后的机电点位图进行基础机电管线预埋，需要与墙板连接的机电管线需伸出基础 100mm，后续连接时，伸出长度可根据现场情况进行缩减。（2）按照预制墙板深化图预埋墙板内相关机电管线，在需要与基础管线连接的位置预留管线连接槽，接线槽高度为300mm，宽度为 100n+150（n 为接管根数），深度等于墙厚。（3）墙板吊
16、装完成后，根据设计要求分别采用热熔焊接或者粘结工艺从下往上进行连接。首先将基础埋管与下部 45弯头焊接或粘结连接，然后将配管与下部 45弯头连接好，再将配管与上部 45弯头连接，最后将上部 45弯头与墙体埋管连接完。4.3.2 适用范围（1）适用于所有机电管线连接，对机电管线预埋精度要求不高。（2）错位连接虽降低接线槽高度，但增大了接管槽的宽度，特别是在厨房、卫生间墙板内管线较多的场合，预留的管线连接槽较多，单块预制构件上连接槽总宽度可能会超过 1/4 构件宽度的限制，此时应适当进行管线布置优化。从施工工艺和适用范围等方面对以上三种连接方案进行对比分析，PVC 穿线套管因容易弯制，且实际施工中其位置偏差可以控制在 30mm 以内，故选择直接连接法连接。错位连接方案具有对管线预埋精度不高、适用范围广等优点，因此 PPR、UPVC 管选择错位连接方式进行连接。5 实施效果在沙特保障房 PC 装配式建筑项目的施工实践中，PVC 穿线套管采用直接连接法施工，PPR、UPVC 管采用错位连接法施工，分别如图 4、图 5 所示。两种方法省去了二次开槽工序，简化了施工工艺，缩短了工期，施工质量、结构