機電安裝工程的關鍵工序控制對策

李 晉

(中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400)

0 前 言

管線排布、碰撞檢查、凈高檢查、預留洞口、支吊架布置等是機電安裝工程中的關鍵工序，在施工中借助BIM技術對這些關鍵工序進行控制，再利用BIM技術從事前、事中、事后三個環節對機電安裝工程的關鍵工序的質量控制對策進行研究。

1 BIM在機電安裝工程關鍵工序控制中的應用

1.1 管線排布

在機電安裝工程關鍵工序控制中，管線排布是一項十分重要的內容，為確保管線排布的美觀合理性，保障管線附件與設備預留的安裝距離足夠，且管線排布與每個功能區的凈高要求相符，在排布管線后，能為孔洞預留和安裝綜合支吊架提供支持，確保洞口預留與套管預埋準確，對各系統施工工序進行合理安排，利用BIM技術對整個管線排布過程進行模擬，結合項目特點制定科學合理的方案，從而保障其他關鍵工序的質量達標。

因此，在利用BIM對管線排布進行模擬時，應堅持以下原則：①小管讓大管；②金屬管讓非金屬管；③普通管道讓通風管道；④管路附件少讓多；⑤熱管在上冷管在下；⑥電氣管道最上面，對于排水管和空調冷凝管等對坡度有要求時，也要優先排布；⑦在垂直平行安裝時，熱管左冷管右，且熱水管避讓空調的冷凝水管。

具體到實際安裝區域，應結合實際，針對性地確定管線排布原則。例如在地下車庫中排布風管時，因為地下車庫沒有吊頂，便于美觀性，應將風管排布在下面，而管路附件方向則便于維修，同時不得對其他管道帶來影響。在走廊進行橋架排布時，橋架應有強弱和消防橋架之分，由于走廊的空間較為狹窄，管道排布較為密集，因此，對橋架進行分層放置，且上下橋架間距要大于15 cm。在走廊排布風管時，一般不得在風口處排布，且對連接件尺寸進行控制。在走廊排布壓力管道時，則應根據基本原則來排布。此外，還有豎井、機房等部位也是管線排布的重點，結合實際，針對性地確定其排布原則，以確保排布工序的質量得以控制。

1.2 碰撞檢查

利用BIM技術進行碰撞檢查時，通常按照以下步驟進行。

1)做好碰撞構件選擇，做好碰撞對象與參數的設置和碰撞標準的定義，在確定碰撞檢測對象時，不管是同專業還是不同專業，均需檢查。在確定碰撞方式時，若采用硬碰撞則不設置構件間距，而采用軟碰撞就將不同構件所需滿足的安裝距離輸入。需要注意的是，在碰撞檢查時構件模型類型較多，所有樓層開展碰撞檢查所需時間較長，因此，開展分層碰撞檢查的方式，在提高工作效率的同時減少電腦死機的情況。

2)碰撞檢查后得到的碰撞報告內容主要有碰撞專業和軸網位置以及構件編號和精準的定位碰撞點，采用BIM技術碰撞檢測之后，應對單機碰撞點通過BIM模型自動生成剖面圖。

3)現代建筑的機電系統較為復雜，管線較多，容易出現施工圖紙不精確的情況，所以碰撞的位置和類型較多，做好碰撞結果的分析與匯總。同時考慮采用計算機實施碰撞檢查存在局限性，所以將不同的碰撞結果進行精準分析后，找到碰撞問題所在，排除無效碰撞點。

4)碰撞檢查是對不同系統、不同專業之間查找碰撞問題，因此碰撞類型多，加強碰撞報告的篩選，并就篩選結果做好分類整理和匯總，再結合匯總的碰撞類型與管線排布原則進行綜合性的優化和完善，保證排布后的模型不存在碰撞問題。

5)對每處碰撞都要結合碰撞調整方法來消除碰撞問題，管線優化后進行的碰撞檢查若存在碰撞問題，要繼續消除碰撞才能完成碰撞檢查。

1.3 凈高檢查

在利用BIM技術進行凈高檢查時，因為建模時各系統標高是結合貼梁布置或者給定標高為依據，因此，必須在深化設計前確保模型凈高得到滿足。由于在綜合排布后，模型標高發生了較大的變化，導致部分房間的凈高難以滿足，因此，在完成優化后做好凈高檢查。一般而言，走廊凈高不得低于2.3 m，房間凈高不能低于2.8 m，臥室凈高不能低于2.6 m，且建筑施工圖上對每個房間的凈高要求達標，因此，合理的綜合排布管線，才能確保每個功能區的凈空高度。在模型優化后，應利用BIM進行檢查，且在凈高不同時，應對各自的凈高進行設置，這樣就能滿足不同功能區的房間在凈高方面的要求。在完成凈高檢查后，若發現有的房間凈高不達標，就對高度不滿足的管線重新予以優化和調整，而在調整后凈高滿足要求的則對其再次進行碰撞檢查，且模型調整后雖然滿足了凈高方面的要求，但是在重新排布管線后，為確保其他位置不發生新的碰撞問題，還要再次開展碰撞檢查，確保模型在滿足安裝要求的同時沒有任何碰撞點，這樣通過凈高檢查后，就能預防后期出現裝修空間不足而返工的情況，在節約成本的同時保證工期。

1.4 預留洞口

在優化模型之后，各專業人員對模型施工的可行性以及可檢修性與美觀性等方面做好確認與審核，確保各專業的施工人員在對模型的可行性確定后，才能在模型中洞口預留的位置進行套管的放置，利用BIM的開洞套管命令，確定是開洞還是進行套管放置，且洞口尺寸大于管徑2個級別，例如管道為DN100時，那么預留的洞口或管道套管就是DN150，完成設置后，選擇所需預留孔洞的管道，從而在模型中自動生成契合建筑結構所需的預留洞口或者管道套管，同時每個開洞位置均能輸出套管報告。

1.5 支吊架布置

在現代建筑機電安裝工程項目中，由于機電各專業的管線較多，在綜合排布管線之后，布置好支吊架。由于傳統布置支吊架的方式難以滿足綜合支吊架布置，不僅會對機電施工質量和美觀要求帶來影響，而且會導致施工成本與工期增加。因此，在管線綜合排布之后，做好支吊架設置，這樣才能更好地強化對其的管理。在利用BIM技術對這一關鍵工程控制時，應滿足以下要求：一是系統保溫層厚度必須滿足要求；二是與橋架和管道外壁與結構、建筑構件的最小凈距達標；三是空調的冷熱水管在布置時應注意管道的坡度；四是在排布支吊架時，認真考核安裝與檢修所需的距離是否達標；五是支吊架布置要與規范要求相符。

2 BIM在機電安裝工程中對關鍵工序質量的控制

2.1 事前關鍵工序的BIM控制

在事前質量管理時，就是在施工之前加強圖紙會審與施工交底工作的開展，為控制工程質量奠定堅實的基礎。由于保障質量管理的模型是深化設計后得到的，所以一般能滿足機電安裝的實際需求，此時各專業就重點加強對施工圖紙的審核，通過審核設計圖紙，對各專業的設計圖紙進行綜合檢查，才能成為施工環節可用的圖紙。因此，事前質量管理主要是注重施工圖的會審和施工交底工作。施工圖紙作為施工考驗收的重要依據，加強圖紙會審時，各方通過參考規范與圖紙梳理，及時地掌握建設工程的特點與設計意圖，找到圖紙中存疑的地方，并由設計方進行專業解答。與此同時，各施工參與方基于工程施工的視角找到施工中存在不合理的點和技術難點，針對性地進行解決方案的制定，且施工前通過建立三維模型，及時地利用模型來發現圖紙存在的問題，并做好記錄。比如，在建立暖通模型時，能從中找到標高錯誤和空調給水管的管徑、連接方式設計不明和暖通碰撞問題，并將問題在圖紙上匯總，在圖紙會審時將問題提出，使得圖紙會審效率提升的同時將減少后期返工。

加強設計交底工作的開展，能借助BIM技術使得施工單位更好地明確設計意圖，清晰直觀地將模型整體化的展示出來，使得機電安裝中的每個細節都能準確把握。在進行設計交底時，應利用所設計的施工模型的三維可視化虛擬實體，使得施工技術難點能直觀地被發現，同時參與者也能結合三維模型來討論與交流，使得交流效率與解決方案的可行性得到提升，并結合模型演示及時找到質量問題，明確施工難點和質量要求，在保證無誤之后才能施工。例如在某工程中，根據開洞報告可以確定地下室的剪力墻結構套管安裝位置，在保障施工質量的同時避免返工，其三維模型詳見圖1所示，現場實際套管如圖2所示。

圖1 三維模型中的套管

圖2 現場套管安裝

2.2 事中關鍵工序的BIM控制

由于建筑項目施工過程將直接形成建筑實體，是對整個建筑實體的整體質量決定的關鍵環節，所以借助優化后的三維模型精準地做好洞口預留，確保預留洞口位置與標高正確，以減少后期開錯洞和后開洞的問題出現。利用三維模型與現場的實際對比之后，及時找到存在不一致的地方，從而判斷質量達標與否。在機電安裝施工中，應利用模型精準地進行工程量的提取，從而為材料使用與堆放提供保障，確保材料不會發生二次搬運和浪費，避免由于材料不足而導致工期拖延的情況。通過對材料進行精細化管理，能有效地確保材料用量，為材料采購計劃提供支持，確保材料質量。借助BIM模型中的數據，及時地控制施工現場材料的質量。因為機電工程中構件管徑與材質類型較多，在施工中容易出現管道搬錯的情況，因此，借助三維模型內的構件信息來確定材料屬性，從而快速確定所搬運材料能否滿足實際，為現場核對提供便利的同時，預防工人搬錯材料與偷工減料的問題，保障施工質量達標。

2.3 事后關鍵工序的BIM控制

當建設項目完成之后，在事后質量管理時，應做好各種施工資料的保存與留檔工作，而且借助BIM則不用留存紙質材料，從而利用電子版達到歸集工程資料的目的。結合建筑工程資料的管理規程和建設單位提供的工程文件資料進行分類，并且在施工中加強對資料的收集，根據分類規定做好資料的歸納與整理，再將整理的工程質量管控資料上傳到BIM模型中，確保質量資料真實和及時，而且在施工期間存在質量不合格的也能在平臺上查詢，現場負責質量管理的人員能及時地掌握質量驗收情況和現場質量狀態等，并將其在設備中記錄下來，從而自動生成質量驗收與整改記錄以及不合格品的記錄，質量資料傳輸到BIM平臺之后，平臺數據管理功能可以全程存儲質量控制信息，同時建立數據庫，使得項目參與人員能隨時從BIM平臺中查詢資料，將其統計歸檔之后，所有質量管理資料都能結合資料管理流程來提取，直到形成合格的竣工資料，從而對整個工程的質量管理情況進行記錄和查詢，便于下次進行針對性的改進和優化。

3 結 語

在機電安裝工程中的關鍵工序質量控制中，管線排布、碰撞檢查、凈高檢查、預留洞口、支吊架布置等是機電安裝工程中的關鍵工序，應利用BIM技術加強對其的事前、事中和事后控制，以確保機電安裝工程質量得到提升。

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