模數(shù)化裝修龍骨應(yīng)用研究分析

李佳蔚LI Jia-wei；趙偉ZHAO Wei；孫汝剛SUN Ru-gang

（中鐵十四局集團(tuán)電氣化工程有限公司，濟(jì)南 250014）

0 引言

模數(shù)化是建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，施工機(jī)械化、裝配化、構(gòu)件生產(chǎn)工廠化的必由之路。中國古建筑的木結(jié)構(gòu)以材和斗口為模數(shù)單位，有著嚴(yán)謹(jǐn)完整的模數(shù)系統(tǒng)，達(dá)到了高度的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性。西方工業(yè)革命之后，隨著科技的發(fā)展，建筑工業(yè)化的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化更成為潮流。

本論文依托上海市軌道交通14 號(hào)線裝飾安裝15 標(biāo)工程，在施工實(shí)踐中，利用BIM 技術(shù)相關(guān)專業(yè)軟件模擬施工效果圖，創(chuàng)建三維立體模型對(duì)各專業(yè)進(jìn)行整合同時(shí)優(yōu)化管線布置，解決了地鐵施工中各專業(yè)未統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來的問題，同時(shí)極大地提升了材料的利用率，避免了施工過程中材料及人工成本的浪費(fèi)。

1 模數(shù)化施工特點(diǎn)

1.1 提高地下車站利用率

地下車站站廳層有限空間凈空在4.8-5.4m 之間，通過模塊化裝修龍骨與綜合吊架結(jié)合施工，吊頂標(biāo)高抬升了60cm，豎向空間利用率提高了13%，橫向吊頂面積減少448m2，橫向空間利用率提高了28%，對(duì)乘客的視覺空間感有了進(jìn)一步的提升，而且上海14 號(hào)線獨(dú)特的裸裝設(shè)計(jì)要求使得社會(huì)大眾成員能夠更好地看到地鐵車站的管線排布。

1.2 減少碳排放

國家在“十四五”提出減污降碳，不僅要降低碳排放強(qiáng)度，而且還要降低碳排放總量，甚至提出來能源消耗總量、碳排放總量也要逐步控制，到2030 年要“碳達(dá)峰”，到2060 年實(shí)現(xiàn)“碳中和”。通過裝修龍骨與綜合支吊架結(jié)合，降低鍍鋅鋼材的用量，相比較傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換層吊頂龍骨，減少5#角鋼用量27t，減少碳排放49.41t。

1.3 減少資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失

上海軌道交通14 號(hào)線對(duì)建筑空間、結(jié)構(gòu)型式、機(jī)電系統(tǒng)、裝飾裝修、公共藝術(shù)等方面進(jìn)行“五位一體”全面梳理，營造了越來越多的功能性和藝術(shù)性相統(tǒng)一的地鐵人文環(huán)境，建設(shè)了具有海派文化底蘊(yùn)和當(dāng)代人文關(guān)懷的上海地鐵車站藝術(shù)。

通過“五位一體”的裝修與綜合支吊架結(jié)合，大幅降低材料損耗，其中型鋼材料用量減少72.9%，人工使用減少65%，鋁型材用量較少56%，機(jī)械費(fèi)減少58%。

1.4 工序銜接緊湊

地鐵建設(shè)周期往往有限，前期土建因?yàn)楣芫€遷改、土方開挖等因素往往會(huì)占用比較多的時(shí)間，但定下來的開通節(jié)點(diǎn)往往是不會(huì)隨意更改的，最后留給裝飾安裝單位的時(shí)間會(huì)很少。

面臨著工期緊、任務(wù)重的問題，項(xiàng)目部對(duì)管線進(jìn)行BIM 優(yōu)化，同時(shí)要求各系統(tǒng)單位進(jìn)行提資，這樣在管線優(yōu)化的時(shí)候就可以將所有的管線同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，標(biāo)段以6m為一個(gè)模數(shù)單元，安裝5 節(jié)風(fēng)管、2 根橋架、1 根水管、3 塊鋁板為一個(gè)模塊，通過模塊的整體吊裝使得各工序銜接有序，加快了施工進(jìn)度。

2 模數(shù)化施工工藝流程（如圖1 所示）

圖1 模數(shù)化施工工藝流程圖

3 模數(shù)化施工操作要點(diǎn)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)勘查測(cè)量，放出車站的1m 線，以此作為后續(xù)施工的標(biāo)高。并找出車站頂面樓板漏水點(diǎn)并與土建單位進(jìn)行對(duì)接，再根據(jù)其堵漏節(jié)點(diǎn)的安排，合理安排施工進(jìn)度，以防后期大面積施工完成后頂面出現(xiàn)漏水現(xiàn)象而返工。

3.2 管線優(yōu)化

將現(xiàn)場(chǎng)所有管線通過BIM 三維建模技術(shù)直觀地展示出來，將不同系統(tǒng)管線設(shè)置成不同的顏色，凸顯出不同系統(tǒng)管線的走向，分析交匯處的線路走法，優(yōu)化排布空間，使整個(gè)車站的管線布局達(dá)到最優(yōu)，最大程度提高了車站的空間利用率。

3.3 支吊架安裝

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將各類型號(hào)鋼材進(jìn)行排列組合，統(tǒng)一下料尺寸和數(shù)量，加快了施工進(jìn)度和提高了安裝水平與垂直度。（表1）

表1 鋼材排列組合圖

3.4 管線施工

管線的施工按照先主管后支管的原則進(jìn)行順序敷設(shè)，管線敷設(shè)時(shí)按照風(fēng)上、電中、水下的布線原則，所有管線距屏蔽門保持一定距離及高度，避免與屏蔽門沖突。管線與通風(fēng)、上下水管等之間的最小距離：穿管配線平行為100mm，交叉為50mm，絕緣導(dǎo)線明配平行為200mm，交叉為100mm。立桿綜合支吊架搭設(shè)完畢后使用彈簧螺母鍍鋅L 型連接件將橫擔(dān)固定到立桿上。如圖2所示。

圖2 橫擔(dān)與支吊架連接圖

3.5 模數(shù)化裝修龍骨與裝修面整合

①將需要的裝修龍骨的式樣及尺寸確定下來后，現(xiàn)場(chǎng)使用槽鋼焊接一個(gè)簡(jiǎn)易加工桌子，依據(jù)確定需要制作的裝修龍骨的尺寸順著激光水準(zhǔn)儀打在防火板的線上，將L 型固定片一左一右使用燕尾釘固定到防火板上，保證所需制作的裝修龍骨的制作完成后兩邊緊靠著L 型固定片。如圖3 所示。

圖3 整合效果圖

②吊頂龍骨的安裝只需要將角鐵測(cè)量好長(zhǎng)度比對(duì)著放到L 型固定片上，直接對(duì)其進(jìn)行焊接刷防腐即可，操作簡(jiǎn)單、便捷，且極大地保證了吊頂龍骨的精度。

③在支吊架上方管道、管線安裝完成后，與設(shè)計(jì)單位確定好車站整體標(biāo)高后統(tǒng)一制作與綜合支吊架連接的吊頂支吊架，吊頂支吊架使用30*30*3 的角鐵在確定好尺寸后進(jìn)行統(tǒng)一加工制作，使用燕尾釘進(jìn)行吊頂龍骨與綜合支吊架的連接。如圖4 所示。

圖4 支吊架與裝修龍骨連接圖

④在安裝完第一節(jié)裝修龍骨后，使用吸鐵石將激光水平儀倒掛在綜合支吊架上，以此來保證后續(xù)安裝的裝修龍骨均在同一條水平線上。

⑤為了保證吊頂直角的整體穩(wěn)固及吊頂鋁板的掛設(shè)，在吊頂支吊架側(cè)面使用大力鉗對(duì)6m 長(zhǎng)的角鐵與已經(jīng)安裝好的吊頂支架進(jìn)行固定，固定完成后使用燕尾釘對(duì)側(cè)向角鐵與裝修支吊架進(jìn)行永久固定。

⑥安裝吊頂鋁板時(shí)首先將鋁板距離地面的距離計(jì)算好使用廢棄的墊木制作簡(jiǎn)易的支撐結(jié)構(gòu)在墊木頂部三公分處使用加長(zhǎng)螺絲固定一個(gè)長(zhǎng)度10cm 的小型墊木下方將墊木垂直插入制作的方形墩內(nèi)保證其垂直穩(wěn)固，接著將鋁板貼到裝修龍骨處，減少了人工的使用，用自制的簡(jiǎn)易支撐后使用大力鉗將吊頂鋁板與角鐵進(jìn)行暫時(shí)固定，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用燕尾釘對(duì)其進(jìn)行永久固定。

⑦吊頂鋁板安裝后所能觀察到的視角只能顯示出綜合支吊架，裝修龍骨全部在視野盲區(qū)內(nèi)，整個(gè)車站的視覺效果簡(jiǎn)單、清爽、舒適，為市民乘車帶來了良好的體驗(yàn)。如圖5 所示。

圖5 裝修效果圖

4 效果評(píng)價(jià)分析

4.1 質(zhì)量管理分析

模數(shù)化施工使質(zhì)量控制更容易實(shí)現(xiàn)，每道工序都可以切實(shí)把控好精度。針對(duì)目前施工作業(yè)人員隊(duì)伍發(fā)展水平不熟悉模數(shù)化施工、對(duì)施工順序不清楚等問題，項(xiàng)目部管理人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)。配備質(zhì)量員，對(duì)每一道工序以及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)檢測(cè)，通過嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的質(zhì)量控制措施，質(zhì)量合格率100%。

4.2 安全管理分析

模數(shù)化施工本就大幅降低了工人高空作業(yè)的時(shí)間與頻次，在過程中通過施工升降機(jī)等機(jī)械化設(shè)備的配備、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)的驗(yàn)收、項(xiàng)目管理人員的定期巡查、管理制度的建立等方面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的安全可控。

4.3 工期管理分析

因工期高度緊張，施工現(xiàn)場(chǎng)存在大量交叉作業(yè)，通過深化設(shè)計(jì)、模數(shù)化施工，大大減少了交叉作業(yè)面，有效保障了工期管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本工程工期控制效果明顯。

4.4 社會(huì)效益分析

模數(shù)化裝修龍骨與綜合支吊架結(jié)合施工相對(duì)于傳統(tǒng)的型鋼龍骨支吊架施工更加便捷，提高了乘客視覺美觀舒適感，為模塊化裝修吊頂與綜合支吊架結(jié)合施工提供了可行性施工案例，在全線樹立樣板段，得到了業(yè)主、設(shè)備管理單位、監(jiān)理的一致好評(píng)。

4.5 經(jīng)濟(jì)效益分析

減少前期材料約20%，提高施工效率30%以上，大大節(jié)省了施工成本和管理成本，節(jié)約龍骨27 噸，節(jié)約鍍鋅鋼材材料費(fèi)18.9 萬元，通過五位一體的裝修與綜合支吊架結(jié)合，節(jié)約人工成本約22.9 萬元，機(jī)械費(fèi)節(jié)約6 萬元，鋁板型材節(jié)約26.8 萬元，累計(jì)節(jié)約成本約74.6 萬余元。

5 結(jié)論

采用模數(shù)化施工能有效的解決地鐵安裝過程中施工周期短、各專業(yè)交叉施工多的矛盾，通過模數(shù)化施工的籌劃、實(shí)施，可以有效避免施工過程中遇到的種種難題，節(jié)約，是地鐵安裝工程建設(shè)發(fā)展的一個(gè)方向。通過模數(shù)化的實(shí)施，不但可以降低工程造價(jià)，而且可以推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的建設(shè)工作。模數(shù)化施工具有通用性，通過模數(shù)化的實(shí)施可以研究制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)配套設(shè)備、施工工藝等，將模數(shù)化施工逐步推廣應(yīng)用。