機(jī)電安裝工程的關(guān)鍵工序控制對(duì)策

李 晉

(中鐵十六局集團(tuán)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(yù)留洞口、支吊架布置等是機(jī)電安裝工程中的關(guān)鍵工序，在施工中借助BIM技術(shù)對(duì)這些關(guān)鍵工序進(jìn)行控制，再利用BIM技術(shù)從事前、事中、事后三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)機(jī)電安裝工程的關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制對(duì)策進(jìn)行研究。

1 BIM在機(jī)電安裝工程關(guān)鍵工序控制中的應(yīng)用

1.1 管線排布

在機(jī)電安裝工程關(guān)鍵工序控制中，管線排布是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，為確保管線排布的美觀合理性，保障管線附件與設(shè)備預(yù)留的安裝距離足夠，且管線排布與每個(gè)功能區(qū)的凈高要求相符，在排布管線后，能為孔洞預(yù)留和安裝綜合支吊架提供支持，確保洞口預(yù)留與套管預(yù)埋準(zhǔn)確，對(duì)各系統(tǒng)施工工序進(jìn)行合理安排，利用BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)管線排布過程進(jìn)行模擬，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)制定科學(xué)合理的方案，從而保障其他關(guān)鍵工序的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

因此，在利用BIM對(duì)管線排布進(jìn)行模擬時(shí)，應(yīng)堅(jiān)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(fēng)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(duì)于排水管和空調(diào)冷凝管等對(duì)坡度有要求時(shí)，也要優(yōu)先排布；⑦在垂直平行安裝時(shí)，熱管左冷管右，且熱水管避讓空調(diào)的冷凝水管。

具體到實(shí)際安裝區(qū)域，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，針對(duì)性地確定管線排布原則。例如在地下車庫中排布風(fēng)管時(shí)，因?yàn)榈叵萝噹鞗]有吊頂，便于美觀性，應(yīng)將風(fēng)管排布在下面，而管路附件方向則便于維修，同時(shí)不得對(duì)其他管道帶來影響。在走廊進(jìn)行橋架排布時(shí)，橋架應(yīng)有強(qiáng)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(duì)橋架進(jìn)行分層放置，且上下橋架間距要大于15 cm。在走廊排布風(fēng)管時(shí)，一般不得在風(fēng)口處排布，且對(duì)連接件尺寸進(jìn)行控制。在走廊排布?jí)毫艿罆r(shí)，則應(yīng)根據(jù)基本原則來排布。此外，還有豎井、機(jī)房等部位也是管線排布的重點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際，針對(duì)性地確定其排布原則，以確保排布工序的質(zhì)量得以控制。

1.2 碰撞檢查

利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查時(shí)，通常按照以下步驟進(jìn)行。

1)做好碰撞構(gòu)件選擇，做好碰撞對(duì)象與參數(shù)的設(shè)置和碰撞標(biāo)準(zhǔn)的定義，在確定碰撞檢測(cè)對(duì)象時(shí)，不管是同專業(yè)還是不同專業(yè)，均需檢查。在確定碰撞方式時(shí)，若采用硬碰撞則不設(shè)置構(gòu)件間距，而采用軟碰撞就將不同構(gòu)件所需滿足的安裝距離輸入。需要注意的是，在碰撞檢查時(shí)構(gòu)件模型類型較多，所有樓層開展碰撞檢查所需時(shí)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(shí)減少電腦死機(jī)的情況。

2)碰撞檢查后得到的碰撞報(bào)告內(nèi)容主要有碰撞專業(yè)和軸網(wǎng)位置以及構(gòu)件編號(hào)和精準(zhǔn)的定位碰撞點(diǎn)，采用BIM技術(shù)碰撞檢測(cè)之后，應(yīng)對(duì)單機(jī)碰撞點(diǎn)通過BIM模型自動(dòng)生成剖面圖。

3)現(xiàn)代建筑的機(jī)電系統(tǒng)較為復(fù)雜，管線較多，容易出現(xiàn)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(jié)果的分析與匯總。同時(shí)考慮采用計(jì)算機(jī)實(shí)施碰撞檢查存在局限性，所以將不同的碰撞結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)分析后，找到碰撞問題所在，排除無效碰撞點(diǎn)。

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

5)對(duì)每處碰撞都要結(jié)合碰撞調(diào)整方法來消除碰撞問題，管線優(yōu)化后進(jìn)行的碰撞檢查若存在碰撞問題，要繼續(xù)消除碰撞才能完成碰撞檢查。

1.3 凈高檢查

在利用BIM技術(shù)進(jìn)行凈高檢查時(shí)，因?yàn)榻r(shí)各系統(tǒng)標(biāo)高是結(jié)合貼梁布置或者給定標(biāo)高為依據(jù)，因此，必須在深化設(shè)計(jì)前確保模型凈高得到滿足。由于在綜合排布后，模型標(biāo)高發(fā)生了較大的變化，導(dǎo)致部分房間的凈高難以滿足，因此，在完成優(yōu)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(duì)每個(gè)房間的凈高要求達(dá)標(biāo)，因此，合理的綜合排布管線，才能確保每個(gè)功能區(qū)的凈空高度。在模型優(yōu)化后，應(yīng)利用BIM進(jìn)行檢查，且在凈高不同時(shí)，應(yīng)對(duì)各自的凈高進(jìn)行設(shè)置，這樣就能滿足不同功能區(qū)的房間在凈高方面的要求。在完成凈高檢查后，若發(fā)現(xiàn)有的房間凈高不達(dá)標(biāo)，就對(duì)高度不滿足的管線重新予以優(yōu)化和調(diào)整，而在調(diào)整后凈高滿足要求的則對(duì)其再次進(jìn)行碰撞檢查，且模型調(diào)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(fā)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(shí)沒有任何碰撞點(diǎn)，這樣通過凈高檢查后，就能預(yù)防后期出現(xiàn)裝修空間不足而返工的情況，在節(jié)約成本的同時(shí)保證工期。

1.4 預(yù)留洞口

在優(yōu)化模型之后，各專業(yè)人員對(duì)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(rèn)與審核，確保各專業(yè)的施工人員在對(duì)模型的可行性確定后，才能在模型中洞口預(yù)留的位置進(jìn)行套管的放置，利用BIM的開洞套管命令，確定是開洞還是進(jìn)行套管放置，且洞口尺寸大于管徑2個(gè)級(jí)別，例如管道為DN100時(shí)，那么預(yù)留的洞口或管道套管就是DN150，完成設(shè)置后，選擇所需預(yù)留孔洞的管道，從而在模型中自動(dòng)生成契合建筑結(jié)構(gòu)所需的預(yù)留洞口或者管道套管，同時(shí)每個(gè)開洞位置均能輸出套管報(bào)告。

1.5 支吊架布置

在現(xiàn)代建筑機(jī)電安裝工程項(xiàng)目中，由于機(jī)電各專業(yè)的管線較多，在綜合排布管線之后，布置好支吊架。由于傳統(tǒng)布置支吊架的方式難以滿足綜合支吊架布置，不僅會(huì)對(duì)機(jī)電施工質(zhì)量和美觀要求帶來影響，而且會(huì)導(dǎo)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(shè)置，這樣才能更好地強(qiáng)化對(duì)其的管理。在利用BIM技術(shù)對(duì)這一關(guān)鍵工程控制時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：一是系統(tǒng)保溫層厚度必須滿足要求；二是與橋架和管道外壁與結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)件的最小凈距達(dá)標(biāo)；三是空調(diào)的冷熱水管在布置時(shí)應(yīng)注意管道的坡度；四是在排布支吊架時(shí)，認(rèn)真考核安裝與檢修所需的距離是否達(dá)標(biāo)；五是支吊架布置要與規(guī)范要求相符。

2 BIM在機(jī)電安裝工程中對(duì)關(guān)鍵工序質(zhì)量的控制

2.1 事前關(guān)鍵工序的BIM控制

在事前質(zhì)量管理時(shí)，就是在施工之前加強(qiáng)圖紙會(huì)審與施工交底工作的開展，為控制工程質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于保障質(zhì)量管理的模型是深化設(shè)計(jì)后得到的，所以一般能滿足機(jī)電安裝的實(shí)際需求，此時(shí)各專業(yè)就重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)施工圖紙的審核，通過審核設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行綜合檢查，才能成為施工環(huán)節(jié)可用的圖紙。因此，事前質(zhì)量管理主要是注重施工圖的會(huì)審和施工交底工作。施工圖紙作為施工考驗(yàn)收的重要依據(jù)，加強(qiáng)圖紙會(huì)審時(shí)，各方通過參考規(guī)范與圖紙梳理，及時(shí)地掌握建設(shè)工程的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)意圖，找到圖紙中存疑的地方，并由設(shè)計(jì)方進(jìn)行專業(yè)解答。與此同時(shí)，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(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)，針對(duì)性地進(jìn)行解決方案的制定，且施工前通過建立三維模型，及時(shí)地利用模型來發(fā)現(xiàn)圖紙存在的問題，并做好記錄。比如，在建立暖通模型時(shí)，能從中找到標(biāo)高錯(cuò)誤和空調(diào)給水管的管徑、連接方式設(shè)計(jì)不明和暖通碰撞問題，并將問題在圖紙上匯總，在圖紙會(huì)審時(shí)將問題提出，使得圖紙會(huì)審效率提升的同時(shí)將減少后期返工。

加強(qiáng)設(shè)計(jì)交底工作的開展，能借助BIM技術(shù)使得施工單位更好地明確設(shè)計(jì)意圖，清晰直觀地將模型整體化的展示出來，使得機(jī)電安裝中的每個(gè)細(xì)節(jié)都能準(zhǔn)確把握。在進(jìn)行設(shè)計(jì)交底時(shí)，應(yīng)利用所設(shè)計(jì)的施工模型的三維可視化虛擬實(shí)體，使得施工技術(shù)難點(diǎn)能直觀地被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)參與者也能結(jié)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(jié)合模型演示及時(shí)找到質(zhì)量問題，明確施工難點(diǎn)和質(zhì)量要求，在保證無誤之后才能施工。例如在某工程中，根據(jù)開洞報(bào)告可以確定地下室的剪力墻結(jié)構(gòu)套管安裝位置，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)避免返工，其三維模型詳見圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際套管如圖2所示。

圖1 三維模型中的套管

圖2 現(xiàn)場(chǎng)套管安裝

2.2 事中關(guān)鍵工序的BIM控制

由于建筑項(xiàng)目施工過程將直接形成建筑實(shí)體，是對(duì)整個(gè)建筑實(shí)體的整體質(zhì)量決定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以借助優(yōu)化后的三維模型精準(zhǔn)地做好洞口預(yù)留，確保預(yù)留洞口位置與標(biāo)高正確，以減少后期開錯(cuò)洞和后開洞的問題出現(xiàn)。利用三維模型與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際對(duì)比之后，及時(shí)找到存在不一致的地方，從而判斷質(zhì)量達(dá)標(biāo)與否。在機(jī)電安裝施工中，應(yīng)利用模型精準(zhǔn)地進(jìn)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(huì)發(fā)生二次搬運(yùn)和浪費(fèi)，避免由于材料不足而導(dǎo)致工期拖延的情況。通過對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)化管理，能有效地確保材料用量，為材料采購計(jì)劃提供支持，確保材料質(zhì)量。借助BIM模型中的數(shù)據(jù)，及時(shí)地控制施工現(xiàn)場(chǎng)材料的質(zhì)量。因?yàn)闄C(jī)電工程中構(gòu)件管徑與材質(zhì)類型較多，在施工中容易出現(xiàn)管道搬錯(cuò)的情況，因此，借助三維模型內(nèi)的構(gòu)件信息來確定材料屬性，從而快速確定所搬運(yùn)材料能否滿足實(shí)際，為現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)提供便利的同時(shí)，預(yù)防工人搬錯(cuò)材料與偷工減料的問題，保障施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2.3 事后關(guān)鍵工序的BIM控制

當(dāng)建設(shè)項(xiàng)目完成之后，在事后質(zhì)量管理時(shí)，應(yīng)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(zhì)材料，從而利用電子版達(dá)到歸集工程資料的目的。結(jié)合建筑工程資料的管理規(guī)程和建設(shè)單位提供的工程文件資料進(jìn)行分類，并且在施工中加強(qiáng)對(duì)資料的收集，根據(jù)分類規(guī)定做好資料的歸納與整理，再將整理的工程質(zhì)量管控資料上傳到BIM模型中，確保質(zhì)量資料真實(shí)和及時(shí)，而且在施工期間存在質(zhì)量不合格的也能在平臺(tái)上查詢，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)質(zhì)量管理的人員能及時(shí)地掌握質(zhì)量驗(yàn)收情況和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量狀態(tài)等，并將其在設(shè)備中記錄下來，從而自動(dòng)生成質(zhì)量驗(yàn)收與整改記錄以及不合格品的記錄，質(zhì)量資料傳輸?shù)紹IM平臺(tái)之后，平臺(tái)數(shù)據(jù)管理功能可以全程存儲(chǔ)質(zhì)量控制信息，同時(shí)建立數(shù)據(jù)庫，使得項(xiàng)目參與人員能隨時(shí)從BIM平臺(tái)中查詢資料，將其統(tǒng)計(jì)歸檔之后，所有質(zhì)量管理資料都能結(jié)合資料管理流程來提取，直到形成合格的竣工資料，從而對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量管理情況進(jìn)行記錄和查詢，便于下次進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)和優(yōu)化。

3 結(jié) 語

在機(jī)電安裝工程中的關(guān)鍵工序質(zhì)量控制中，管線排布、碰撞檢查、凈高檢查、預(yù)留洞口、支吊架布置等是機(jī)電安裝工程中的關(guān)鍵工序，應(yīng)利用BIM技術(shù)加強(qiáng)對(duì)其的事前、事中和事后控制，以確保機(jī)電安裝工程質(zhì)量得到提升。

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