地鐵車站基于BIM的制冷機(jī)房裝配式施工應(yīng)用

杜向龍

（中鐵建工集團(tuán)安裝工程有限公司，北京100070）

1 引言

全國各個城市發(fā)展迅速，目前越來越多的城市開始修建地鐵，因地鐵施工對城市交通及各個方面的影響較大，所以就對地鐵施工工期的要求越來越緊，目前地鐵車站機(jī)電裝修施工工期只有一年時間，且地鐵車站的專業(yè)種類繁多，空間狹小，各專業(yè)管線排布錯綜復(fù)雜[1]。由于二維設(shè)計的不可預(yù)見性，會疏漏管線碰撞的問題，為保證施工質(zhì)量及工期，成都某地鐵車站機(jī)電工程采用BIM技術(shù)指導(dǎo)施工，制冷機(jī)房采用裝配式施工，利用BIM的可視化、模擬性、優(yōu)化性功能進(jìn)行管線的虛擬施工、有效協(xié)同和碰撞檢測，在第一時間盡可能減少現(xiàn)場的施工問題和返工現(xiàn)象，以最實際的方式體現(xiàn)降本增效[2]。

在現(xiàn)場機(jī)房還不具備條件的情況下就開始機(jī)房的排版、管線分段場外預(yù)制等工作，待現(xiàn)場具備條件直接將各管段運輸至現(xiàn)場進(jìn)行組裝，縮短工期提高施工質(zhì)量。

2 BIM建模

通過BIM建立機(jī)房模型，包括結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)、機(jī)電各專業(yè)管線及部分裝修模型。

應(yīng)用過程中通過建立的模型，通過方案比選、工序模擬、方案模擬等將前期問題全部解決，并利用虛擬漫游、VR、手持終端、3D掃描等，更加直觀地排除碰撞問題[3]。

經(jīng)過碰撞檢查，管線優(yōu)化，漫游工序后，機(jī)電各專業(yè)BIM模型尺寸、位置、標(biāo)高已經(jīng)確定，可直接導(dǎo)出各專業(yè)二維圖、三維圖，進(jìn)一步輔助施工人員理解施工圖紙，保障施工準(zhǔn)確無誤進(jìn)行。（圖1）

3 工序模擬

為保證安裝過程有序開展，利用BIM模型，將各個專業(yè)設(shè)備、管線安裝順序等進(jìn)行動畫模擬，可以在施工前通過工序模擬發(fā)現(xiàn)問題提前解決，直觀的進(jìn)行交底，避免因工序錯誤導(dǎo)致拆改、返工。

4 利用BIM模型分解系統(tǒng)管線

制冷機(jī)房方案確定后，根據(jù)現(xiàn)場預(yù)留的運輸通道及現(xiàn)場實際情況，將BIM模型中的管線合理分段。盡量在法蘭連接或設(shè)備終端進(jìn)行分解，避免焊接縫出現(xiàn)，便于后期組裝。

主要考慮以下因素：運輸通道、預(yù)留洞尺寸、支架位置、安裝方式等，根據(jù)以上因素，盡量減少管道的分段，增大安裝效率及質(zhì)量[4]。（圖 2）

5 出預(yù)制加工圖及管線編碼

圖2 系統(tǒng)管線圖

系統(tǒng)管線分段方案確定后，導(dǎo)出管道分段預(yù)制加工圖，交由加工產(chǎn)進(jìn)行加工制作，并將所有施工詳圖導(dǎo)出并交底現(xiàn)場配合施工。

為了保證后期安裝的有效組織，將分解后的管段進(jìn)行編碼（表1），并根據(jù)編碼、安裝位置等信息制作二維碼（圖3），方便后期跟蹤安裝。

表1 管道編碼表

圖3 管段二維碼圖

圖4 BIM模型分解導(dǎo)出圖

6 場外進(jìn)行集中化加工

根據(jù)BIM模型分解所導(dǎo)出的圖紙，在場外集中加工，為保證質(zhì)量可采用自動焊接技術(shù)，因場外加工環(huán)境比施工現(xiàn)場好，批量加工效率高，還能更好地提高焊接質(zhì)量[5]。（圖4）

7 車站組裝

場外加工完成后，在現(xiàn)場制冷機(jī)房具備施工條件的情況下，可以大批量的將各種管段運輸至現(xiàn)場，根據(jù)工序模擬情況進(jìn)行組裝，現(xiàn)場只需根據(jù)管段編號和二維碼識別其位置，根據(jù)圖紙實施機(jī)械化組裝。（圖5）

圖5 機(jī)械化組裝圖

8 結(jié)語

地鐵制冷機(jī)房采用BIM建模，裝配式施工取得了以下效果：

①節(jié)能環(huán)保

制冷機(jī)房施工現(xiàn)場基本無焊接施工，管道分段均在閥部件法蘭連接處，主要通過法蘭收口，避免了地鐵地下施工空氣不流通對現(xiàn)場的污染。

②職業(yè)健康

裝配式施工大大改善了施工現(xiàn)場的施工環(huán)境，機(jī)房內(nèi)無焊接不產(chǎn)生煙塵，保證了施工人員健康。

③質(zhì)量控制

通過BIM技術(shù)進(jìn)行管線排布，避免了管線打架導(dǎo)致過程中的拆改；綜合考慮管路的優(yōu)化、設(shè)備的維修空間、后期的操作空間等，并通過水力計算等使系統(tǒng)最優(yōu)化，場外批量加工，提高了施工質(zhì)量。

④節(jié)省工期、成本

制冷機(jī)房采用BIM排布，管線在場外預(yù)制加工，在現(xiàn)場機(jī)房不具備機(jī)電管線安裝的條件下，提前進(jìn)行加工，現(xiàn)場墻體砌筑、設(shè)備基礎(chǔ)澆筑完成后，直接進(jìn)行管線設(shè)備安裝，大大節(jié)約了工期。制冷機(jī)房水管場外批量加工節(jié)省人工。