機電管線預制管排整體提升結合BIM施工技術應用

摘要：結合工程實踐，應用BIM技術，在管排綜合布置上協調各專業施工安排，按照整體施工計劃，在施工現場內進行管排加工及處理，在現場通過提升裝置將制作好的管排進行分段提升，后由組合式支吊架進行連接固定，實現管排快速、高效安裝，避免了機電各專業綜合布管在空間上的沖突及返工，實現在相對較小空間內對綜合管道的最優化排布施工。

關鍵詞：BIM; 分段出圖; 管段預制提升; 現場安裝

中國分類號：TU806A

［定稿日期］2022-05-29

［作者簡介］夏葵（1969—），女，碩士，正高級工程師，從事施工技術管理工作。

目前機電安裝工程綜合管線安裝在不同的承包模式下，傳統做法是在主體工程完工后，沒有統一安排強弱電、給排水、消防、通風空調、智能化不同的專業工程，按照其獨自的施工進度安排進行施工，在極其有限的空間內，尤其是在地下室綜合管排、各機房內等管線繁多、穿插施工密集處，不顧其他專業的施工空間，造成后期其他管線由于空間的不足，或是空間設置不合理需要重新布管，而使得部分安裝工程返工處理，造成資源和能源的巨大浪費。

1 技術特點

機電管線預制管排整體提升結合BIM施工技術特點有：

（1）對圖紙進行深化設計、采用BIM技術精細化建模，在管排的綜合布置上經過不同專業之間的意見收集，在施工現場地面處即進行管線、接頭、閥門附件的安裝，使各班組中勞動人員在施工現場地面完成各工序的勞動作業，減少了勞動人員的高處作業及大體力的勞動作業。

（2）嚴格按圖施工，準確完成下料，再將所需材料運至現場，在地面分段進行加工處理；再將施工成型的管道精準定位在管排軌道上，且在地面安裝過程中，通過管排的測量定位，能發現圖紙中暴露出的問題，如管道碰撞、打架或施工空間不足造成的無法排管，從而可以將圖紙中出現的問題通過業主與設計溝通進行設計變更，避免不必要的返工，在能源及資源的控制上得到提高，節約了施工成本。

（3）在地面分段施工安裝完成各管道連接，方便檢查各附件如閥門、伸縮節的連接質量，管線安裝質量得到有效控制，管線各連接處跑冒滴漏的質量問題得到改善，使管線具有更高的觀感質量。

（4）對完成連線的管排在地面進行工藝處理，如墊木的設置、保溫層的施工、管道防腐噴漆等，既方便也能保證質量，加快了施工進度。

（5）避免了傳統機電管線安裝工程中由于測量定位的不準確、設計變更、后期管線布置的修改造成的吊架安裝工程量增加，同時在一定程度上起到了對整體結構的保護作用。吊架分為2部分，一部分是基礎件，一部分是吊架主體，提升后的機電管線預制管排就位后，通過螺栓栓接實現機電管線預制管排的固定安裝。

2 工藝原理

在修正BIM模型后將系統分段進行編號出圖，根據圖紙對管段進行精準下料及預制加工，在施工現場地面進行管段的分段安裝。對預制管排的吊架進行制作，吊架分為主體件和基礎件，將按圖分段施工制作好的管段排布在制作好的吊架上，待相應管箍、閥門、附件、管箍、防腐層、保溫層安裝完成后，通過手動葫蘆或頂升裝置進行整體提升至安裝就位，再將分段安裝就位的管排連接成完整的管段。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工準備—BIM建模—模型修正、檢查—分段出圖—吊架制作—管段預制加工—管排地面組裝—預制管排提升—質量驗收。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

施工前，編制專項施工方案，開工前進行安全技術交底，使所有操作人員掌握技術難點、施工要點、操作要領，提高認識，為保證安裝質量打好基礎。材料進場進行驗收，包裝完好，表面無劃痕及外力沖擊破損，主要器具和設備必須有完整的安裝使用說明書。吊架包含吊架基礎件及吊架主體，在施工現場加工廠統一制作，并作防腐處理，現場加工成型，所用材料設備進場后嚴格驗收符合相關要求，應放置在指定位置，待使用時轉運至施工現場，堆放位置合理、適宜，并采取有效措施加以保護。

3.2.2 BIM建模

結合預制管排施工，深化設計圖紙，校對不同專業管道安裝偏差，優化施工圖紙，對預制管排段進行BIM建模（圖1）。

3.2.3 模型檢查、模型修正、分段出圖

對預制管排BIM模型檢查并修正，分管段出具施工圖。

3.2.4 管段預制加工

根據優化修正后的BIM模型分段圖，對管段進行分段預制加工，采用管道切割機對鋼管管道進行切割后，人工對管口進行清理和檢查管口是否滿足安裝要求，對不符合要求的管段應返工重做；再對管道進行焊接加工，預制加工成型的管道噴涂防腐油漆，晾干后在室內進行統一存放。

3.2.5 管排地面組裝

按照BIM分段施工圖紙在地面進行逐個管段的安裝，管道安裝時，將管道端頭的封閉保護拆除，檢查是否有二次污染，若有污染，須清洗干凈后再安裝，管道安裝工作間歇時，應對管道端頭作封閉保護，以防污染，同時進行各閥門附件的安裝，涉及保溫施工作業的，在預制管排地面安裝制作完畢后同時安裝管道保溫層。

3.2.6 預制管排提升

管段在地面安裝完成后，將制作成型的支架主體件安裝在預制管排的底部，手動葫蘆牢固安裝在結構層上并進行試吊，試吊合格后對預制管排進行整體提升，在提升過程中保持管排始終保持水平狀態，同時人工進行糾正偏差，提升到就位高程后，核對預制管排各項安裝指標無誤，再進行吊架生根件與吊架主體件的連接，后做好預制管排的成品保護工作。

3.2.7 預制管排質量驗收

（1）預制管排所用管材、槽鋼等材料應符合設計、標準；預制管排的安裝、連接、提升作業應符合規范、設計的要求。

（2）母材和焊絲、焊條等焊接材料的匹配應符合標準GB 50661-2011《鋼結構焊接規范》及設計要求。焊條、焊劑等按照焊接工藝文件的規定、產品說明書進行存放、烘焙。

（3）管排完工后進行水壓試驗，各材質的管道系統試驗壓力為工作壓力的1.5倍，且不小于0.6 MPa。塑料管道在檢驗壓力下穩壓1 h，壓降應小于0.03 MPa，各連接點位不得滲漏；復合管管道、金屬管道在檢驗壓力下觀察10 min，壓降應小于0.02 MPa，其后降至工作壓力進行檢測，應不漏不滲。

4 質量控制

（1）預制管排施工的、半成品、成品、材料應有合格證明文件，性能、型號、規格、檢測報告須符合設計、標準要求。

（2）預制管排施工與其他各專業間，進行交接檢驗，形成記錄；預制管排管道穿過結構，應設置套管；在墻壁內施工的套管其兩端與墻面相平；在衛生間及廚房內的套管，上部應高出裝飾面5 cm，底部與樓板底面齊平；在樓板內設置的套管，上部應高出裝飾面2 cm。

（3）嚴控管材及支架等原材，按照專項施工方案施工，現場具備健全的質量管理體系、檢測制度和技術標準，進行全過程質量控制，確保施工質量，預制管排整體提升前應試吊。

5 安全措施

（1）按照JGJ 45-2005《施工現場臨時用電安全技術規范》要求作好臨電施工安全管理：電工應考試合格，在特種作業證書有效期內持證上崗；用電人員掌握安全用電理論知識、設備性能，使用電器前，穿戴防護器具，同時檢查電氣保護裝置，嚴禁電器有缺陷運轉。

（2）對進場人員按要求進行三級教育，學習法規、制度、操作規程及安全防護用品的正確使用，學習安全自救互救，并做好記錄。

（3）為保證施工安全及工程順利進行，成立以項目經理為組長的安全生產小組，形成完善的安全生產管理體系；作好現場安全教育、宣傳工作，非施工人員不得進入施工現場。

（4）焊接作業施工前，檢測電纜及焊接設備的絕緣層無破損，接地應良好；嚴禁以施工現場具有金屬材質的結構搭接作為焊接施工的導體；定期檢查電纜絕緣性能，焊接作業人員必須正確穿戴工作服、絕緣手套和安全帽，焊接作業必須保持防火安全距離，且現場配備符合規定的消防器材。

6 結論

通過機電管線預制管排整體提升結合BIM施工技術的應用，對管排涉及的各專業單位進行統一協調，在管排的綜合布置上匯集各專業的意見，擇優選取方案對綜合管排進行布置，按照布置的整體規劃在施工現場地面進行施工及處理，通過手動葫蘆、頂升裝置對管排進行分段提升，最后通過組合式支吊架進行栓接固定，實現管排快速、高效率的安裝工藝體系，避免了機電各專業綜合布管在空間上的沖突及后續施工過程中的返工，實現了在相對較小空間對綜合管道的最優化排布，提高了勞動效率，縮短了工期，具有良好的經濟效益和社會效益，適用于工業廠房與民用建筑工程中的各類機電管線安裝，對于機房內管線繁多、地下室綜合管線排布密集的場所尤為適用。

參考文獻

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