基于BIM的Z型底座生根吊掛式風管套管制作與安裝

李越明

廣州市機電安裝有限公司，廣東 廣州 510030

在地鐵車站的設備區，水平風管穿墻的情況非常多，傳統的方法是先完成墻體砌筑再打鑿墻體安裝風管，不僅施工效率較低，難以保證質量，還會產生大量的施工垃圾，不利于對項目的文明施工管理和質量管理。在廣州市軌道交通十四號線一期（車站設備安裝工程Ⅳ標段）工程中，若采用輕質陶瓷磚墻作為隔斷，材質較脆，打鑿時容易破壞整塊磚材，造成浪費，增加成本，故針對上述特點，在該工程中采用Z型底座生根吊掛式風管套管，以提高施工效率和質量，保障現場文明施工，節約成本。文章結合該工程的施工過程，介紹了基于BIM的Z型底座生根吊掛式風管套管安裝工藝及施工要點，以供同行參考。

1 工程概述

廣州市軌道交通十四號線一期工程全長54.4km，其中地下線長21.8km，地上線長32.6km；設有13個車站，分別為嘉禾望崗站、白云東平站、夏良站、太和站、竹料站、鐘落潭站、馬瀝站、新和站、太平站、神崗站、赤草站、從化客運站、東風站。

廣州市軌道交通十四號線一期車站設備安裝工程Ⅳ標段工程包含3個車站，分別為赤草站、從化客運站、東風站及相應區間。工程采用Z型底座生根吊掛式風管套管共362處，截面積共192m2，使用鋼板253m2。

2 工藝原理

首先利用建筑信息模型（BIM）技術深化建筑室內水平機電管線布置，進而確定通風空調風管穿墻處所需的套管尺寸和位置，然后導出風管套管預制加工圖，采用1.6mm的鋼板在工廠進行預制及編碼。使用Z型底座及鍍鋅通牙螺桿將風管套管預先吊掛安裝至BIM深化圖紙指定位置，再在墻體砌筑的過程中用砌體及水泥砂漿將風管套管包裹固定，最后實現風管過墻施工（見圖1、圖2）。

圖1 Z型底座生根吊掛式風管套管示意圖

圖2 Z型底座生根吊掛式風管套管圖

3 工藝流程

具體工藝流程為施工準備→BIM深化圖紙→套管制作→現場放線→安裝底座及鍍鋅通牙螺桿→套管安裝→風管安裝→套管封堵。

3.1 施工準備

（1）備齊并熟悉完整的施工圖，組織所有施工技術人員學習了解該工程中Z型底座生根吊掛式風管套管安裝施工內容，熟悉并掌握該工法的特點和技術要求，詳細核查施工圖紙和現場實測尺寸，提前做好圖紙會審及技術交底工作。

（2）加工作業場地應通風良好、光線充足，避免陽光直射。操作平臺、堆放成品及半成品的場地要求平整和干凈，能夠防雨、防陽光直射。

（3）備足符合質量要求的材料，配備齊全施工機具。

3.2 BIM深化圖紙

（1）根據結構圖紙、建筑裝修圖紙、機電管線圖紙，采用Revit軟件分別創建結構、建筑墻體、機電管線的模型。

（2）通過軟件碰撞功能檢查各機電管線之間以及結構、建筑和各機電管線之間是否有沖突，并生成沖突報告。

（3）根據沖突報告解決各專業之間的沖突與碰撞問題。同時，充分考慮管線施工中的安裝空間及凈距要求、各類閥門的安裝位置、多種管線穿墻時預留孔洞位置的合理性等方面，優化管線布置，制作綜合管線圖。

（4）根據綜合管線圖的排布，生成風管穿墻的預留孔洞圖，確定墻體預留孔洞的位置和尺寸（見圖3）。如果穿墻風管不需要外包保溫材料，則預留孔洞的寬度和高度分別為風管寬度和高度各加50mm；如果穿墻風管需要外包保溫材料，則預留孔洞的寬度和高度分別為風管寬度和高度各加100mm。

圖3 BIM模型制作預留孔洞圖

（5）根據預留孔洞和墻體厚度的尺寸，確定風管套管的寬度、高度、厚度，并統計出每一種風管套管的規格、數量，實現一次性下單、材料采購及套管加工。風管套管的尺寸選擇原則：風管套管與預留孔洞的寬度和高度一致，風管套管的厚度比墻體厚度大5mm。

3.3 套管制作

（1）風管套管根據圖紙確認套管的數量與尺寸，由加工場預制成L型，在現場進行組裝。風管套管采用厚1.6mm的冷軋鋼板制作，兩端翻邊10mm，板材咬口均采用聯合角咬口。將預制好的L型套管運至現場進行組裝，合縫后的套管外觀質量應達到折角平直、兩端面平行、無翹角、表面凹凸≤5mm等要求。

（2）工作人員在組裝好的風管套管頂部開孔，用于連接通牙螺桿。當風管寬度≤630mm時，在套管頂部開1個Φ12mm的孔，位于風管套管頂部中間；當風管寬度＞630mm時，在套管頂部開2個Φ12mm的孔，位于風管套管頂部左右兩側。

（3）工作人員必須檢驗加工好的風管套管，復核尺寸及加工工藝是否滿足要求，如套管板材厚度是否足夠、套管是否平直無扭曲、套管內外表面是否平整光滑且邊緣無毛刺，檢驗合格后方可用于安裝。

（4）根據風管套管所在的安裝部位，工作人員要在風管套管上寫好編碼，然后將風管套管按規格分類堆放，以方便后續安裝。

3.4 現場放線

風管套管及Z型底座的放線步驟：首先，進行構造柱、墻體的現場放線；其次，根據房建的施工放線以及預留孔洞圖確定風管套管的位置和高度，并在地面標示；再次，復核同一風管的套管是否在同一直線上，并根據現場情況進行調整；最后，根據風管套管確定Z型底座的位置，并在頂板下做好標記。

3.5 安裝底座及通牙螺桿

（1）風管套管的吊架底座采用Z型底座，Z型底座有上下兩端各有一個孔。

（2）通牙螺桿采用Φ10mm鍍鋅通牙螺桿，完成通牙螺桿螺紋，通牙螺桿需預留50～200mm長度，以便應對后續施工可能需要調整套管高度的情況。

（3）用膨脹螺栓M10×80mm通過Z型底座上端的孔將底座固定于樓板下，底座下端的孔用于連接通牙螺桿，并用螺母固定（見圖4、圖5）。

圖4 Z型底座及通牙螺桿安裝示意圖

圖5 Z型底座及通牙螺桿現場安裝圖

3.6 套管安裝

（1）將加工好的套管通過套管的Φ12mm孔與通牙螺桿連接，并用螺母擰緊固定，使套管吊掛于樓板下，按風管套管的不同規格采用單根通牙螺桿或者2根通牙螺桿進行吊掛（見圖6）。

圖6 風管套管現場安裝圖

（2）通過轉動底座或者上下調節通牙螺桿，對套管位置進行微調，以確保套管位置及標高滿足施工圖紙要求。

（3）在風管套管吊掛固定的同時，可進行構造柱施工、下層磚塊砌筑等房建墻體施工。

（4）在墻體砌筑過程中，應注意砌體與風管套管的縫隙必須用水泥砂漿填補飽滿，不得出現空鼓現象。

（5）風管套管兩側及下層的砌體砌好后，需要拆卸通牙螺桿，然后進行風管上層的砌體砌筑。

（6）對于寬度＞800mm的風管套管，在墻體砌筑過程中，風管套管上部承受的上層墻體壓力較大，上部中間位置容易變形，因此需在風管套管上部增加過梁（見圖7、表1）。

圖7 風管套管過梁大樣圖

表1 過梁表 單位：mm

3.7 風管安裝

在風管套管的安裝過程中，可以根據BIM模型的定位同步安裝附近風管，風管套管完成后再將風管插入套管中，實現風管穿墻。

3.8 套管封堵

在風管與防護套管之間采用玻璃棉及防火泥封堵，外面設角鋼40mm×40mm×4mm的固定圈（見圖8）。

圖8 風管穿墻處防火封堵做法

4 結束語

通過在廣州市軌道交通十四號線一期（車站設備安裝工程Ⅳ標段）工程中應用基于BIM的Z型底座生根吊掛式風管套管安裝技術，并與傳統施工工藝進行對比，可知該技術具有以下優點：避免對墻體的打鑿，解決了施工現場打鑿墻體產生的噪聲、粉塵等污染問題，提高了觀感及質量，減少了材料浪費現象，節省了成本。