大型中央制冷機房模塊化預(yù)制及裝配式安裝施工技術(shù)

苗 苗，趙云鵬，袁 淵，黃 凱，王 濤，任運豪，劉 帥

(中建三局集團有限公司成都分公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

重慶約克北郡商業(yè)項目位于重慶市兩江新區(qū)金州大道北側(cè)，建筑功能包括辦公及商業(yè)，總建筑面積約45萬m2，由4層地下車庫、6層商業(yè)裙樓和2棟31層5A甲級寫字樓組成，如圖1所示。其中，商業(yè)制冷機房位于地下1層?xùn)|南角，占地面積約850m2，包含4臺，4 576kW(1 300rt)離心式冷水機組，1臺2 640kW(750rt)離心式冷水機組，2臺分集水器，6臺冷卻水泵，6臺冷凍水泵，4臺空調(diào)熱水循環(huán)泵，總制冷量5 950rt。

圖1 項目效果

商業(yè)制冷機房內(nèi)機電管線錯綜復(fù)雜，最大水管管徑700mm，主要管材為無縫鋼管和螺旋鋼管。機房施工空間有限，各機電專業(yè)交叉施工多，其業(yè)主要求機房在120h內(nèi)安裝完成，工期緊，對機電安裝工程質(zhì)量要求極高。研究決定利用BIM技術(shù)及大型管道全自動切割、焊接一體化技術(shù)，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，指導(dǎo)工廠化全自動預(yù)制，實現(xiàn)現(xiàn)場無焊接快速裝配化施工，以實現(xiàn)縮短工期、提高安裝質(zhì)量、減少返工的目的。

2 模塊化預(yù)制及裝配式安裝施工工藝

模塊化預(yù)制及裝配式安裝施工工藝為：機房BIM模型的創(chuàng)建與優(yōu)化→組管道構(gòu)件模塊化拆分→組管道構(gòu)件模塊化預(yù)制加工→構(gòu)件預(yù)拼裝及信息化打包運輸→構(gòu)件場內(nèi)模塊式拼裝預(yù)組合→泵組模塊及管線就位安裝。制冷機房BIM模型如圖2所示。

圖2 制冷機房BIM模型

2.1 機房BIM模型的創(chuàng)建與優(yōu)化

通過確定BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，匯總各專業(yè)1∶1 BIM模型，經(jīng)碰撞檢查、管線優(yōu)化、漫游工序后，確定機電各專業(yè)BIM模型尺寸、位置、標(biāo)高，保證BIM模型數(shù)據(jù)庫的信息數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確，確保后續(xù)施工過程信息數(shù)據(jù)的唯一性?，F(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)施工完成后，針對BIM模型與現(xiàn)場實際進行再次復(fù)核，確保模型與施工現(xiàn)場相符。

2.2 組管道構(gòu)件模塊化拆分

從安裝效率和便利性考慮，管線焊接率越低、構(gòu)件裝配率越高，越有利于后期的運輸、拼裝和檢修維護。在優(yōu)化完成的BIM管道模型中，根據(jù)拼裝順序，按加工單元對管線進行合理分段并編碼，如圖3所示。模型分段需滿足加工和運輸要求，且需考慮現(xiàn)場吊裝和運輸要求。分段位置盡量設(shè)置在法蘭連接或設(shè)備終端，避免出現(xiàn)焊接縫，便于后續(xù)組裝。

圖3 組管道構(gòu)件模塊化拆分

2.3 組管道構(gòu)件模塊化預(yù)制加工

確定管道拆分方案后，利用Revit關(guān)鍵圖紙導(dǎo)出功能，導(dǎo)出各專業(yè)圖紙和管段預(yù)制加工大樣圖，生成加工清單。加工圖宜采用多視角注釋，并附加構(gòu)件信息表，完成構(gòu)件從三維信息向二維信息的轉(zhuǎn)換。預(yù)制加工廠通過二維圖紙和三維模型進行構(gòu)件加工，保證加工構(gòu)件的準(zhǔn)確性。

2.4 構(gòu)件預(yù)拼裝及信息化打包運輸

構(gòu)件加工完成后，采用二維碼軟件生成構(gòu)件二維碼，二維碼信息內(nèi)容包括構(gòu)件規(guī)格型號、所屬的安裝位置及相應(yīng)拆解圖構(gòu)件編號。將二維碼打印粘貼在構(gòu)件上(見圖4)，便于后期物流運輸及裝配式施工中的構(gòu)件索引。

圖4 構(gòu)件二維碼信息

2.5 構(gòu)件場內(nèi)模塊式拼裝預(yù)組合

預(yù)制加工構(gòu)件運輸至現(xiàn)場后，先將拼裝管段及泵組配件轉(zhuǎn)運至機房外的臨時裝配區(qū)。機房裝配前，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在機房外裝配區(qū)對泵組模塊進行重組。期間將冷卻水泵、熱水泵每2臺組成1個模塊，冷凍水泵每3臺組成1個模塊，共7個泵組模塊，如圖5所示。在機房內(nèi)搭設(shè)枕木，保障設(shè)備運輸，先使4臺4 576kW(1 300rt)冷水機組就位，為方便熱水泵組模塊運輸，將2 640kW(750rt)制冷機組暫時挪至機房臨時擺放區(qū)。

圖5 機房外泵組模塊預(yù)拼裝

2.6 泵組模塊及管線就位安裝

1)利用卷揚機、地坦克沿搭設(shè)的枕木運輸路線，將泵組模塊移動至相應(yīng)區(qū)域就位，先后進行冷卻水泵組模塊、熱水泵組模塊的就位與對接。

2)待熱水泵組模塊就位完成后，使機房臨時擺放區(qū)的2 640kW(750rt)制冷機組就位。吊裝機房主管道，先安裝主管道支架立柱，然后用電動葫蘆將相應(yīng)部位的主管道吊裝至相應(yīng)高度固定，安裝支架橫桿且橫擔(dān)調(diào)整水平后，將橫擔(dān)上方主管下放至橫擔(dān)上用管箍固定。

3)完成以上裝配步驟后，使冷凍水泵組模塊就位、對接，安裝分集水器及剩余設(shè)備附屬管道，最后安裝預(yù)留調(diào)整管段。

4)安裝機房內(nèi)剩余小型設(shè)備，通過機房外裝配區(qū)水平轉(zhuǎn)運通道將加藥裝置運至設(shè)備基礎(chǔ)上就位，然后連接設(shè)備管路至主管。清理場地，完成商業(yè)冷凍機房裝配安裝。

3 結(jié)語

機電設(shè)備選型招標(biāo)確定后，機電單位進行BIM模型深化設(shè)計、施工方案編制。待土建結(jié)構(gòu)施工完成，制冷機房的部分構(gòu)件已加工完成，最終現(xiàn)場制冷機房僅用42h完成安裝，大大縮短安裝工期，降低管理成本。大型中央制冷機房模塊化預(yù)制及裝配式安裝施工技術(shù)為大型制冷機房、空調(diào)機房、換熱機房、水泵房等設(shè)備機房提供了一套成熟的施工工藝，可為未來大型機房安裝施工提供參考。