預(yù)制組合技術(shù)在機電工程項目上的應(yīng)用
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1工程概況
廣州紅酒庫建設(shè)項目分為倉庫和綜合樓兩棟建筑。倉庫總用地12618．7m2，建筑面積為48777．4m2，其中地上建筑面積為17532．2m2，地下建筑面積為31245．2m2，綜合樓總建筑面積為6231．9m2。倉庫主體結(jié)構(gòu)采用逆作法施工，施工現(xiàn)場用地緊張，施工環(huán)境復(fù)雜。
2工程特點、難點分析
1)逆作法，工期緊，施工環(huán)境復(fù)雜倉庫主體結(jié)構(gòu)采用的是逆作法施工，工期十分緊張，機電系統(tǒng)必須在地下室緊張出土的復(fù)雜環(huán)境下，提前插入施工，兩條主要通道均被運土車占用，再加上項目位于保稅區(qū)內(nèi)，材料進(jìn)出場需要報關(guān)，程序復(fù)雜，導(dǎo)致項目材料進(jìn)場困難。
2)用地緊張，無可靠的材料堆場與加工場地施工現(xiàn)場建筑主體周邊非常狹窄，用地十分緊張，沒有任何合適的場地作為材料堆場與加工區(qū)域。
3)空調(diào)設(shè)備多，接管復(fù)雜本工程空調(diào)末端設(shè)備多，空調(diào)器213臺，風(fēng)機盤管72臺，且末端的接管復(fù)雜，閥門附件繁多，工程量很大。
4)地下室層高高，高空作業(yè)難度大倉儲樓地下1層高6m，地下2，3層高達(dá)7．2m，高空作業(yè)難度大，效率低，危險系數(shù)大。
基于上述的工程特點與難點，項目全體員工一致認(rèn)為采用傳統(tǒng)的循序漸進(jìn)的施工工藝，項目生產(chǎn)工作將很難開展，無法完成工期履約。項目通過認(rèn)真分析研究后決定，將預(yù)制組合技術(shù)與BIM模型技術(shù)緊密結(jié)合起來，大膽嘗試與摸索機電安裝工廠化預(yù)制加工到現(xiàn)場裝配的新型施工模式，并提出了如下預(yù)制組合的設(shè)想。
1)風(fēng)管預(yù)制加工廠在場外提前兩個月建立一個加工廠，按照BIM技術(shù)深化的圖紙，進(jìn)行風(fēng)管成品與半成品的加工，二次轉(zhuǎn)運至現(xiàn)場拼裝。
2)空調(diào)器、風(fēng)機盤管閥門組預(yù)制單元體空調(diào)器與風(fēng)機盤管等末端設(shè)備多，且相對集中，設(shè)備的進(jìn)出口閥門附件繁多，接管復(fù)雜。考慮將末端設(shè)備的閥門組預(yù)制成一個個單元體，批量生產(chǎn)，再拿到現(xiàn)場拼裝。
3)風(fēng)管支管整體吊裝技術(shù)地下室風(fēng)系統(tǒng)末端風(fēng)管支管尺寸均相同，層高高，高空作業(yè)施工困難，考慮將整段風(fēng)管支管在地上平臺上組裝完成，風(fēng)口安裝完成，保溫完成，然后整體吊裝。
4)水泵預(yù)制單元體利用機房浮置底板減振系統(tǒng)的原理，將3臺水泵的減振底座連成一個整體，將水泵及進(jìn)出水管閥門等安裝好，組成一個單元體。5)集分水器預(yù)制單元體利用制冷機房BIM模型，將集分水器及支管閥門附件拼裝好，組成一個單元體，再到現(xiàn)場與管道對接。
4施工過程
4．1風(fēng)管預(yù)制加工廠
施工流程:施工準(zhǔn)備→深化設(shè)計→風(fēng)管分節(jié)制作→預(yù)制風(fēng)管運往施工現(xiàn)場→現(xiàn)場整體安裝。具體實施過程如下。
1)確定加工廠地點，在廣州紅酒庫項目附近(麻涌)租賃廠房，做好布置后，準(zhǔn)備投入生產(chǎn)。
2)將設(shè)計圖紙按節(jié)分好，并將風(fēng)管和風(fēng)管管件分系統(tǒng)分節(jié)編號，制作成風(fēng)管預(yù)制加工圖紙。
3)按圖紙制作好各風(fēng)管，將制作好的風(fēng)管裝入吊裝籠運往施工現(xiàn)場。
4)現(xiàn)場打好支架，風(fēng)管支管系統(tǒng)在地下整體拼裝好后再利用升降車安裝上去。
4．2空調(diào)器、風(fēng)機盤管閥門組預(yù)制單元體
施工流程:施工準(zhǔn)備→測量、下料→組裝→樣板驗收→批量生產(chǎn)→現(xiàn)場拼裝?？照{(diào)器、風(fēng)機盤管總數(shù)量基數(shù)大，相同規(guī)格型號的設(shè)備數(shù)量較大，且私人酒庫之間，空調(diào)機房之間的布局也大體相同，同時，地上2～4層私人酒庫的分布也相對集中，這樣就為相同型號設(shè)備的接管閥門組預(yù)制組合，批量生產(chǎn)創(chuàng)造了十分有利的條件。將BIM模型與現(xiàn)場測量結(jié)合起來，由測量下料到預(yù)制組合，再到現(xiàn)場拼裝，形成流水線施工，大大提高設(shè)備接管的安裝效率。
1)利用BIM技術(shù)做深化設(shè)計，繪制機房內(nèi)設(shè)備接管大樣圖，對各閥門附件精確定位，選定預(yù)制加工的組合管段，生成閥門組預(yù)制組合施工大樣圖。
2)按照單元體預(yù)制組合施工大樣圖中的尺寸，進(jìn)行測量，預(yù)制各連接部位的短管、法蘭，同時準(zhǔn)備相應(yīng)的閥門附件。
3)按照單元體預(yù)制組合施工大樣圖中閥門附件的安裝順序，進(jìn)行拼裝，組成單元體，并形成流水線，批量生產(chǎn)。
4)將生產(chǎn)好的單元體，與現(xiàn)場管道及軟接頭進(jìn)行對接，完成安裝。
4．3風(fēng)管支管整體吊裝技術(shù)
施工流程:施工準(zhǔn)備→支管加工→支管拼接、風(fēng)口安裝→保溫→整體吊裝→對接主管、支架固定。地下2，3層空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管支管的形狀、尺寸以及風(fēng)口位置，均相同，考慮到地下室層高高，高空作業(yè)效率低，采用整體吊裝技術(shù)，能加快速度，降低高空作業(yè)安全風(fēng)險。
4．4水泵、集分水器預(yù)制單元體
1)水泵預(yù)制單元體施工流程:圖紙制作→減震臺座澆筑→安裝水泵→進(jìn)出水管閥門組制作→拼裝。制冷機房空間狹小，在施工前充分考慮安裝空間，制作精確模型后，再根據(jù)模型出施工圖，將水泵區(qū)域作為一個單元進(jìn)行預(yù)制施工。基礎(chǔ)澆筑完成后，再在基礎(chǔ)上制作減震臺座，后將水泵安裝于減震臺座上，同時制作水泵進(jìn)出水管端的管道閥門單元體，制作完成后進(jìn)行拼裝與固定。
2)集分水器預(yù)制單元體施工流程:圖紙制作→集分水器安裝→管道及閥門組合體制作→拼裝及固定。制冷機房空間狹小，先繪制精確制冷機房模型，再根據(jù)模型對集分水器區(qū)域進(jìn)行預(yù)制單元體施工，將深化后的集分水器大樣圖提交廠家進(jìn)行制作，同時澆筑混凝土基礎(chǔ)，集分水器及基礎(chǔ)完整后，安裝集分水器，集分水器上管道與閥門進(jìn)行組合預(yù)制，預(yù)制完成后進(jìn)行拼裝與固定。
5施工效果
本工程采用工廠化預(yù)制加工到現(xiàn)場組裝的施工模式，取得了非常好的效果。不僅從根本上解決了現(xiàn)場無加工場地與材料堆場的問題，而且大大提高了施工效率，提高了工程質(zhì)量，保障了項目工期履約。通過建立風(fēng)管加工廠，機電風(fēng)管系統(tǒng)提前了3個月進(jìn)場預(yù)制加工，既解決了加工區(qū)現(xiàn)場用地問題，也緩解了項目材料進(jìn)場以及存放的壓力，同時又大大提高了風(fēng)管加工的效率。通過計算，加工廠平均每人每天預(yù)制加工風(fēng)管30m2，而現(xiàn)場加工的效率，每人每天加工不到10m2，加工廠效率提高了3倍。同時考慮現(xiàn)場場地的限制，加工廠加工是現(xiàn)場加工效率的5～6倍?？照{(diào)末端設(shè)備閥門組預(yù)制組合，將高空作業(yè)轉(zhuǎn)化到平地上施工，提高了施工效率，降低了高空作業(yè)的安全風(fēng)險。同時，預(yù)制單元體統(tǒng)一加工，批量生產(chǎn)，保持機房設(shè)備接管的一致性，提高了施工質(zhì)量。風(fēng)管支管整體吊裝技術(shù)，將各個工序整合到一起，一次吊裝到位，避免了反復(fù)的搭設(shè)平臺，反復(fù)的清理協(xié)調(diào)工作面，大大縮短了風(fēng)管支管的安裝時間，提高了工人施工效率，節(jié)省升降車的使用時間，達(dá)到了降本增效的效果。水泵與集分水器的預(yù)制組合，在加工廠進(jìn)行組合加工，運到現(xiàn)場整體吊裝，利用BIM模型和全站儀測量精確定位，管道之間對接平直度在1%以內(nèi)，提高了安裝質(zhì)量與機房的整體效果。
6結(jié)語
預(yù)制組合技術(shù)在機電項目中的應(yīng)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此，現(xiàn)在已經(jīng)有了許多十分成熟的技術(shù)應(yīng)用，如上海環(huán)球金融中心項目的空調(diào)管井立管預(yù)制組合技術(shù)，日本冷凍站整體吊裝技術(shù)等，同時，也還有許多預(yù)制組合技術(shù)的課題，有待深入探索與研究。隨著精品工程的施工工藝要求精益求精和對工程質(zhì)量與施工效率的要求越來越高的發(fā)展趨勢，預(yù)制組合技術(shù)必將與BIM技術(shù)結(jié)合，成為機電工程施工的主流技術(shù)。
作者：宋明剛 王文龍 高松 單位：中建三局機電工程有限公司