利用BIM技術提高弧形管道安裝施工質量

郭嘉偉

陜西建工第九建設集團有限公司 陜西榆林 719000

在傳統的施工中，往往使用的是二維管線設計，這種方式有著很大的缺陷，對大型復雜的建筑物而言，在進行管線設置時，使用BIM技術展開三維管線綜合設計則為最好的方案[1]。

1 樣本介紹

某市體育場，建筑面積為52460.87m2，建筑外形為弧狀，屬典型的弧形建筑。因此需要各專業(yè)管道要實現對建筑外形的配合，在管道排布方面也應該設置成弧形，這就使得管道施工存在一定的難度，主要表現為管線類別較多，存在風管、水管、橋架等，且管線材質也不盡相同，有鍍鋅鋼管、無縫鋼管等。還有就是在空間上也存在管廊狹小等問題。為了能夠保證工程的弧形管線施工質量，施工時抓住施工工藝的關鍵所在，并借助BIM技術，實現了安裝精度的有效提升。

2 具體流程分析

2.1 BIM綜合管線布置

在圖紙深化設計方面，要求BIM設計方展開三維建模深化設計，把弧形管道的位置展開管線整體設置，在三維建模結束后進行多次演示，從而發(fā)現存在的問題，再借助BIM設計展開，由BIM三維建模確定各管道弧形彎管的彎曲半徑。此項工作為弧形管道施工的初始工作，是后面不同工序的基礎，會對其它技術數據產生深遠影響，所以非常關鍵。在彎曲半徑確定之后，就再不能進行改變，所以應該保證精確度，并且要和別的管線在空間利用上能夠實現科學分配[2]。

2.2 BIM分解圖紙施工

2.2.1 消火栓、噴淋、空調水管道

消火栓、噴淋系統管道為熱鍍鋅鋼管，主管道為卡箍連接；空調水系統為無縫鋼管，焊接連接。建筑走道噴淋、消火栓系統的鍍鋅鋼管及空調走道內的無縫鋼管制作質量，在施工方層面，通過整理過去施工經驗的基礎上，借助管道液壓冷煨法進行作業(yè)，而這種方法在成本控制上也是最可取的[3]。借助BIM技術，在地面上彈出管道構建的關鍵部位，明確不同管道的彎曲半徑，再結合建筑過道里的管道布置情況，確定方案為：消火栓、噴淋系統管道取長度3m為一段較為合適，把一根成品管進行加工改裝，成為2根，從而確保不會出現材料的浪費，由于管線相對長度較短，半徑造成的影響可以忽略不計。而在管道連接方式上，則是借助剛性卡箍進行連接，使管道有相當程度的柔性。為了能夠保障彎曲弧度和BIM深化設計弧度保持一致，借助CAD軟件，繪制出管道平面煨彎點及煨彎度數，并參照走道內BIM深化圖繪制基準線。具體做法為：鍍鋅鋼管取3m為一段，在兩頭750mm處設置煨彎點進行煨彎，自制鍍鋅鋼管不翻轉的模具，確保受壓點在同一平面上，做到無論對接管道的哪一頭，均能確保直管段保持1500mm。以樓層地面的基線為準，取3m半徑制作好模具，先試煨，再按管道實際回彈量對模具進行調整，直至達到目標弧度。加工后的半成品分段做好標識，其余各規(guī)格的管道均可參照以上方法進行煨彎預制。進行管道組對作業(yè)時，各種規(guī)格、數量的管道經液壓彎管器冷煨彎后，每段管道嚴格按照BIM設計圖紙，借助現場確定的基準線實現對管道安裝定位，從而完成各個管段的有效銜接，并且做好標記。針對彎管的弧度，因常規(guī)施工沒有有關的測量工具，故要求技術人員自行設計制作弧度檢測板，待每根管道彎畢后，及時用檢測板和塞尺檢驗，如在偏差范圍外即需調整，直至彎管達標。

2.2.2 弧形風管制作安裝

具體方法為：借助CAD軟件對整個弧形風管角度進行明確的繪制，借助不同角度調節(jié)彎頭管道的彎曲度，確保風管2米的直管段。

2.3 無縫鋼管的制作安裝

煨彎方法與鍍鋅鋼管相同，只是在連接方式上，表現為：焊接對口時，為了確保管道弧度順滑及焊縫寬度均勻，需要在地面上，畫好弧線進行管口加工，組對修口合適后，對管口進行坡口及熔渣清理干凈后，進行組對和施焊。

2.4 過程中的精度控制

在此工程中，很多干管都是弧形管道，假若存在某一管道在進行安裝時出現偏差，就會給別的管道安裝帶來制約。這就對施工提出了嚴格要求，必須依據BIM圖紙進行施工作業(yè)，從而保障安裝精度，且可以有效執(zhí)行。

2.5 安裝后強度試驗

給水管道壓力試驗時，試驗壓力為工作壓力的1.5倍，最低不低于0.6MPa。檢驗方法：管道系統處于試驗壓力范圍之內，整個觀測時間為15分鐘，壓力降不大于0.02MPa，隨后將壓力降至工作壓力進行查驗，不滲不漏為合格。自噴系統進行試壓時，工作壓力小于1.0MPa的時候，相應的水壓強度試驗壓力為工作壓力的1.5倍，且不能小于1.4MPa。風管依據風壓，進行漏光及漏風量測試。其他試驗項依據設計及規(guī)范要求展開。

3 效益分析

3.1 提高管道弧度的制作精度

借助BIM技術，結合現場實際，對管道排布進行優(yōu)化設計，能夠依據相應的弧度展開分段預制作業(yè)，科學分配材料，防止材料浪費以及返工帶來的損耗。

3.2 節(jié)約成本

相較于委托工廠進行預制加工，采用現場制作的模式，可以節(jié)約運輸等額外的支出以及煨彎不準必須返廠再煨制造成的現場窩工和再次運輸費用。

3.3 確保工期

煨彎弧度不夠時，現場制作能及時發(fā)現進行更正；工廠預制拉到現場安裝時才能發(fā)現存在問題，再返廠整改勢必造成工期延長，對控制施工工期不利。

4 結語

在此工程中，施工時使用了BIM技術，實現了整個弧形走向管線作業(yè)，在偏轉角度上，能夠完全符合設計的要求，實現不同的機電管道達到平行，進而促使施工質量有效提升；在管道布置上也能夠提前避免碰撞，使管道整體排布更加科學美觀，這對建筑整體質量以及施工成本控制是非常有利的。大力提倡和推崇以及普及BIM技術在施工中的應用，是施工企業(yè)都應該考慮的。