淺談基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式風(fēng)管安裝施工技術(shù)

劉志剛 詹磊

（甘肅第六建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

目前，建筑裝配化的地位正日益突出,建筑領(lǐng)域的精益建造已是大勢所趨，粗放式施工將被集約化、流水線化的施工所取代。傳統(tǒng)風(fēng)管施工計劃與加工環(huán)節(jié)脫節(jié)，加工后的半成品由于編碼不統(tǒng)一而裝車運(yùn)輸次序混亂，加工件尺寸不準(zhǔn)，現(xiàn)場二次頻繁倒運(yùn)、拼接無序，因此造成風(fēng)管加工、安裝效率不高，廢料率高居不下等，基于BIM的預(yù)制裝配式風(fēng)管安裝施工技術(shù)可從根本上解決問題。

蘭州萬里危舊房改造二期項(xiàng)目地下室機(jī)電安裝專業(yè)多，管線交叉頻繁，實(shí)施過程中采用基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式風(fēng)管安裝施工技術(shù)。本文以該項(xiàng)目為例進(jìn)行分析。

1 工藝原理

基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式風(fēng)管安裝施工技術(shù)，通過土建與機(jī)電安裝模型的搭建，解決各專業(yè)碰撞問題，完善各專業(yè)協(xié)同優(yōu)化；利用BIM模塊化插件，完成管線拆分，形成信息編碼及管段標(biāo)注，導(dǎo)出施工平面圖；通過異形件附加碼信息傳遞，實(shí)現(xiàn)整個風(fēng)管系統(tǒng)預(yù)制、運(yùn)輸、拼裝等環(huán)節(jié)驗(yàn)收及交接狀態(tài)追蹤；根據(jù)管道的長度進(jìn)行地面管道組裝，由升降平臺抬升至施工高度進(jìn)行高空拼接、固定，完成機(jī)電管線的整體安裝工作，實(shí)現(xiàn)風(fēng)管預(yù)制工廠化、現(xiàn)場裝配化施工的要求，達(dá)到合理穿插加工、安裝工序，降低成本，提高工效的目的。

2 工藝特點(diǎn)

1）在BIM技術(shù)完善管線優(yōu)化排布的前提下進(jìn)行風(fēng)管加工設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，利用數(shù)控技術(shù)精準(zhǔn)合理下料，實(shí)現(xiàn)工程預(yù)制精細(xì)化管理。

2）增設(shè)異形件附加碼，明確兩端標(biāo)準(zhǔn)段截面尺寸、數(shù)量、施工平面等參數(shù)。通過異形件附加碼信息傳遞，實(shí)現(xiàn)整個風(fēng)管系統(tǒng)預(yù)制、運(yùn)輸、拼裝等環(huán)節(jié)驗(yàn)收及交接狀態(tài)追蹤。

3）通過二維碼信息技術(shù)介入，按要求將半成品風(fēng)管運(yùn)至指定樓層，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管L型兩兩對拼，地面拼裝，采用頂升平臺提升到安裝高度，完成風(fēng)管安裝。

4）采用鍍鋅鋼板組合式扣板及填充巖棉實(shí)現(xiàn)風(fēng)管穿墻（樓板）部位的防火封堵。

3 施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 機(jī)電安裝管線優(yōu)化

1）利用BIM軟件技術(shù)，通過土建與機(jī)電安裝模型的搭建，采用可視化管線路由、凈高分析、碰撞測試解決各專業(yè)碰撞問題，經(jīng)過機(jī)電管線排布優(yōu)化調(diào)整后，最終確定施工方案或BIM模型（圖1）。

圖1 BIM建模及管線優(yōu)化

2）根據(jù)機(jī)電管線排布優(yōu)化調(diào)整后的模型導(dǎo)出各專業(yè)預(yù)留洞口施工圖紙,指導(dǎo)現(xiàn)場一次、二次結(jié)構(gòu)洞口的預(yù)留工作，精準(zhǔn)預(yù)留預(yù)埋，避免二次剔鑿，為下一步的機(jī)電安裝施工創(chuàng)造條件。

3.2 系統(tǒng)拆分及預(yù)制加工圖的導(dǎo)出

1）根據(jù)設(shè)計圖紙、優(yōu)化調(diào)整后的機(jī)電安裝模型、風(fēng)機(jī)設(shè)備尺寸參數(shù)，利用BIM模塊化拆分插件對整個通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行管線拆分。

2）風(fēng)管系統(tǒng)拆分按照標(biāo)準(zhǔn)直線管段、彎頭、異形管件進(jìn)行，導(dǎo)出施工平面圖，生成機(jī)電安裝管線材料清單及加工圖。

圖2 BIM模塊管線拆分

3）將整個通風(fēng)管道按照標(biāo)準(zhǔn)直線段和異形區(qū)分標(biāo)識，僅對異形件進(jìn)行信息編碼。

4）工廠預(yù)制加工階段，通過信息化二維碼技術(shù)的介入，對風(fēng)管異形件設(shè)置獨(dú)立編碼及附加碼，實(shí)現(xiàn)整個風(fēng)管系統(tǒng)預(yù)制加工、分批運(yùn)輸、現(xiàn)場拼裝等各個環(huán)節(jié)驗(yàn)收及交接狀態(tài)追蹤，做到信息互通、檢索高效，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)管線的工廠化預(yù)制、現(xiàn)場快速高效安裝的目的。

5）異形件設(shè)置獨(dú)立編碼，信息編碼集風(fēng)管管段編碼、施工平面圖紙（尺寸、位置、標(biāo)高）、加工參數(shù)、拼裝簡圖于一體。

6）增設(shè)異形件附加碼，明確兩端標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量、施工平面、拼裝簡圖、截面尺寸等參數(shù)。通過異形件附加碼的掃描，對異形件等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對整個通風(fēng)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)驗(yàn)收及交接狀態(tài)的追蹤。

3.3 實(shí)體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場實(shí)際測量復(fù)核

1）現(xiàn)場測量人員根據(jù)BIM深化設(shè)計圖紙對現(xiàn)場實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件軸線尺寸、標(biāo)高以及各專業(yè)預(yù)留洞口位置、尺寸與圖紙尺寸規(guī)格進(jìn)行校核。

2）現(xiàn)場實(shí)體結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)核無誤時方可進(jìn)行現(xiàn)場材料加工及安裝工作；誤差較大時可根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸，對深化圖紙進(jìn)行局部優(yōu)化設(shè)計，消除施工誤差對預(yù)制管線安裝實(shí)施可行性的影響，確保BIM模型與現(xiàn)場的切合。

圖3 現(xiàn)場實(shí)體結(jié)構(gòu)復(fù)核

3.4 風(fēng)管構(gòu)件工廠預(yù)制

1）工廠根據(jù)項(xiàng)目部提供的包含管段編號編碼、施工平面圖、加工參數(shù)二維碼的加工任務(wù)書及構(gòu)件清單,組織風(fēng)管的預(yù)制加工。

圖4 管線加工及材料清單生成

2）預(yù)制加工廠將風(fēng)管構(gòu)件加工參數(shù)導(dǎo)入一體化數(shù)控風(fēng)管加工設(shè)備，通過構(gòu)件尺寸自動排版，結(jié)合等離子切割機(jī)、咬口機(jī)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)管道工廠預(yù)制加工。

圖5 風(fēng)管工廠預(yù)制加工

3）標(biāo)準(zhǔn)直線段風(fēng)管工廠加工為L型半成品。異形件風(fēng)管工廠內(nèi)完成組拼，并粘貼二維碼信息編碼。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管L形加工

3.5 風(fēng)管系統(tǒng)現(xiàn)場裝配式施工

1）預(yù)制加工廠根據(jù)異形件信息編碼及附加碼掃描，制定運(yùn)輸方案，按照樓層區(qū)段分層標(biāo)注后裝車發(fā)貨，分批次、分樓層運(yùn)至施工現(xiàn)場，并吊運(yùn)至指定樓層。

2）工廠預(yù)制加工完成的風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)直線段L型風(fēng)管運(yùn)至現(xiàn)場后，按照編號吊運(yùn)至指定樓層，兩兩對拼，現(xiàn)場作業(yè)人員采用手持合縫機(jī)拼裝合縫，組裝成成品風(fēng)管。

圖7 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管L形現(xiàn)場組拼

3）通過異形件附加碼，結(jié)合風(fēng)管平面施工圖，確定異形件平面位置及兩側(cè)標(biāo)準(zhǔn)直線段風(fēng)管的數(shù)量、施工平面、截面尺寸等參數(shù)。

4）按深化的施工平面布置圖完成風(fēng)管分段地面拼裝。

5）已完成分段拼裝的風(fēng)管采用頂升平臺提升到安裝高度，根據(jù)BIM支吊架深化圖紙，進(jìn)行通風(fēng)管道支吊架精確定位安裝，完成整個風(fēng)管系統(tǒng)的安裝。

圖8 風(fēng)管現(xiàn)場裝配施工及成形效果

4 結(jié)語

基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式風(fēng)管安裝施工技術(shù)，通過BIM技術(shù)優(yōu)化建模與新型數(shù)控風(fēng)管加工設(shè)備以及信息化技術(shù)的有效介入，形成信息化數(shù)控通風(fēng)管道加工生產(chǎn)線，做到數(shù)字傳遞，精確加工，合理使用材料，降低了管道加工成本；解決了風(fēng)管加工、安裝效率不高，廢料率高居不下等問題；風(fēng)管工廠預(yù)制、地面組拼，分段提升安裝的整個操作流程簡單高效，風(fēng)險大幅降低。

蘭州萬里危舊房改造二期地下室采用BIM技術(shù)進(jìn)行管道綜合排布，通過數(shù)據(jù)傳輸預(yù)制精準(zhǔn)加工，節(jié)約成本率約11.38%，取得了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。