密集肋梁區(qū)管道穿梁技術應用探索與實踐

王毅 趙小春 康學亮 劉亮 陽明政

中國建筑第八工程局有限公司 四川 成都 610000

引言

隨著BIM綜合管線優(yōu)化技術在全專業(yè)、全過程、多方位的應用，綜合管線進行合理布局和優(yōu)化，綜合管線在空間分布更有層次感、合理性。管道穿梁技術的應用，也助推BIM技術在機電綜合管線在管線綜合布置更協(xié)調、統(tǒng)一，綜合管線體現(xiàn)整體大氣、細部精美的優(yōu)質效果，本文在管道穿梁的技術原理、管道穿梁施工技術工藝、施工過程控制注意事項等方面進行研討，解決復雜管線在有限凈高空間合理安裝的難題。

1 管道穿梁技術原理及施工流程

1.1 管道穿梁技術原理

1.1.1 管道穿梁位置的精確定位，須借助BIM管線綜合優(yōu)化技術，在各專業(yè)管線綜合排布優(yōu)化并經(jīng)設計院確認后，再根據(jù)專業(yè)CAD二維圖紙，根據(jù)管道的規(guī)格及其他做法，合理確定套管型號，在管道穿越樓板結構梁處標準套管的位置和標高，繪制管道穿梁套管綜合布置圖，同時對套管進行編號和規(guī)格說明，確保圖紙簡潔、清晰，同時便于后期施工過程檢查和跟蹤、管控。

1.1.2 管道穿梁套管的定位，不能依據(jù)梁柱的相對位置進行測量放樣，必須采用紅外激光儀進行通線測量，套管中心一致，確保管線安裝后順直，同時套管與管道居中布置。

1.1.3 梁體模板安裝后套管預就位即可進行，套管梁側設置輔助懸掛鋼筋，對套管兩端可靠臨時封堵及初步固定，待結構鋼筋加固措施及安裝后，再次微調整套管安裝位置和標高，調整后，將套管及附加鋼筋和結構鋼筋可靠綁扎或焊接，避免在混凝土澆筑振搗時位移或變形，實現(xiàn)套管的精確安裝[1]。

2 管道穿梁技術施工操作要點

2.1 BIM制作安裝系統(tǒng)模型

BIM依據(jù)其強大的三維建模功能，在土建的結構上，正式施工之前深化構建安裝系統(tǒng)的管道模型，前期進行管道碰撞試驗，檢查出設計上存在的問題，及時與設計和業(yè)主溝通解決。將實體工廠虛擬建造和展示，提前展示穿梁綜合管線布置合理和品質效果。

提前準確直觀地確認管線穿梁的坐標，數(shù)量，規(guī)格，長度，材質等信息，統(tǒng)計出管道穿梁的工作進度表，確定工作量，提前做好施工準備。

2.2 BIM繪制結構梁預埋套管定位圖

2.2.1 繪制依據(jù)。超過梁截面1/8或管道規(guī)格大于DN100管道套管和位置須經(jīng)結構設計師校核并考慮加強措施后，重新出具套管預埋結構圖，同時為保證結構梁體的結構安全，要求套管與梁體邊緣尺寸不小于100mm；DN150以下的給水管道（結構梁高度不小于700mm）套管凈間距不得小于500mm，并宜布置在梁凈跨1/3處，預留洞距柱邊不得小于1.5倍梁高。

2.2.2 BIM技術應用。建筑、結構的BIM模型建模及調整、優(yōu)化后，再根據(jù)各類型管道的綜合布置和走向，同時考慮各區(qū)域的綜合凈高要求、管道穿梁區(qū)域和技術要求，同時考慮管道安裝的綜合感觀效果，結合管道、閥門、保溫等實體工程安裝及檢修空間，對既有管線進行初步排布；待結構設計復核管線范圍內的穿越梁體的結構不滿足安全要求后，將對梁體進行加固或變更，確保管線穿梁不影響結構使用和安全功能。

2.3 BIM可視化交底

在制作出安裝系統(tǒng)模型與預埋套管定位圖之后，即可進行可視化交底。

2.3.1 交底人員必須包括土建管理人員、現(xiàn)場施工員、安裝施工員、現(xiàn)場施工班組，增加預埋與土建鋼筋模板的契合度。

2.3.2 交底內容必須涵蓋每層建筑梁預留預埋圖紙解讀，套管預留標準。

2.3.3 交底套管制作的工藝及注意事項。

2.4 梁內套管編號與制作

2.4.1 套管制作。

（1）套管制作：熟悉套管預埋圖及結構梁圖，根據(jù)梁內套管尺寸，并在圖紙上標記清楚，安裝所標記的尺寸下料并做好標記，給排水套管的長度應該根據(jù)墻體的厚度，設置成與墻體寬度一致。

（2）套管成品保護：將切割好的套管內壁清理干凈，刷底漆及防銹漆各一道，待油漆干透之后往套管內填滿塑料泡沫并用膠布封堵嚴密，避免混凝土澆搗過程中進入套管內造成堵塞。

2.4.2 套管編號。為確保套管安裝時，規(guī)格、位置和標高準確，在管線穿梁BIM模型優(yōu)化得到設計院簽認后，根據(jù)管道的類型和系統(tǒng)，將加工套管進行編號，同時在套管標牌上注明套管的系統(tǒng)、位置、規(guī)格、長度、安裝高度，避免套管錯用或亂用。

2.5 定位放線

2.5.1 標記：根據(jù)施工圖紙以及BIM深化圖紙，用油漆在需要安裝套管的梁邊模板上對稱做好標記，并用十字標記標出管道的中心線（嚴格控制管道中心線的位置，放線時要嚴格參照BIM圖紙，結合現(xiàn)場情況保證中心線在規(guī)定的范圍值內，使用經(jīng)緯儀嚴格測量水平軸線，管中心線高度由卷尺根據(jù)模板底部標高確定）。

2.5.2 定位：每個套管有四個定位支架，定位支架與套管連接采用焊接，焊縫長度30mm。定位支架掛鉤彎曲半徑為20mm。定位支架與結構梁主筋固定采用綁扎絲鎖緊。套管安裝前，用膠布封閉套管，并在結構梁側模標識定位線：通過激光水平儀在土建單位模板安裝完成后，鋼筋敷設前，進行穿梁套管的測量定位，其中每個套管水平限位點4處，均勻布設，標高限位點2處，對稱布置。

2.6 套管安裝

結構梁進行鋼筋綁扎階段：由于此時結構梁鋼筋還凌空架設梁模板上方，特制的套管可以通過定位支架的掛鉤快速固定在結構梁的主鋼筋的指定位置上（初步定位），并用綁扎絲臨時固定，并對套管處結構鋼筋按照設計要求進行加固。

結構梁鋼筋放入梁模后的階段：通過定位支架掛鉤與主筋的水平位移，快速調整套管水平位置；通過調整定位支架的相互夾角大小，快速調整套管的垂直位置。徹底解決結構梁內鋼筋過密導致套管安裝困難及定位調整困難的問題，所有調整均在結構梁外側就可以操作。

2.7 套管技術復核

設置專人對套管的安裝進行巡檢，在安裝完成后，土建澆筑前，仔細檢查穿梁套管的安裝是否符合技術規(guī)范，安裝點位及尺寸中心線是否滿足放線要求，檢查有無漏裝現(xiàn)象，現(xiàn)場運用BIM深化點在圖紙，與現(xiàn)場校對。

2.8 混凝土澆筑時看護

混凝土澆筑時，安排施工員盯倉，防止出現(xiàn)跑模的情況，影響預埋管道的成型效果。在靠近預留套管位置時，振搗棒應當采用小規(guī)格的棒體進行振搗，避免與預埋件直接接觸，破壞預埋件的結構。

2.9 管道安裝

穿梁管道安裝涉及給排水管的穿梁、電氣管道的穿梁、此處以給水管道安裝為例講解。

2.9.1 支架選用和安裝。管道支架的型式、規(guī)格必須在BIM模型評審確認后，同時經(jīng)現(xiàn)場實測量數(shù)據(jù)后，再進行二次深化設計；管道支架采用在加工廠模塊化生產(chǎn)，支架加工和細部做法必須按工序交底和質量標準進行。

為防止管線施工中的“碰撞”問題，支架在安裝前必須實體測量，同時掛水平線進行安裝，確保支架順直及水平高度、坡度滿足設計及規(guī)范要求。

支吊架的間距及設置位置要符合設計及規(guī)范要求。同時在管道彎頭、三通、管線末端、上下翻彎處的500mm位置，按規(guī)范增設固定支吊架，管道支、吊、托架的作法和使用材料參閱《管道支吊架安裝標準圖集》。

管道安裝時，因梁間距離小于管道成品加工尺寸（管道長度一般為4m），根據(jù)實際操作需要，合理規(guī)劃管道加工尺寸，同時為便于管道在套管內滑移到位，可在套管500m處設置管道滑移吊架，與套管共同形成一個運輸管道的臨時運輸通道，將管道水平運輸?shù)街付ú课?，然后再安裝管件等配件。管道安裝時，注意管道接頭離套管300mm以外，同時支吊架在梁間中間位置布置為宜[2]。

2.9.2 管道安裝。超前進行施工策劃，合理確定管道安裝順序和位置。管道安裝一般須跟隨土建拆?？傮w進度安排統(tǒng)籌安排，合理穿插，按時先主管、再支管，同時預留駁接位置；以免出現(xiàn)段與段之間連接困難和影響管路整體性能。

2.10 封堵成型

①在管道安裝前，提前將套管內雜物清理，同時做好防銹措施。管道安裝要居中布置，不能直接放在套管底部作為支撐點，須設置專用支吊架進行坡度調整和管道固定。②在管道封堵前，先用與混凝土同比例的水泥漿體濕潤套管內壁，再用細石混凝土（摻12%USA膨脹劑）填充至套管的中間1/3部位，并在管道的上下左右振搗密實，同時確保封堵嚴密，避免漿液污染梁體結構物或管道。③第二次封堵從墻的外側進行，方法同第一次封堵方法一致。④第三次從墻的內側進行封堵。⑤創(chuàng)優(yōu)工程中須設置裝飾環(huán)，對套管進行裝飾性收邊收口。

3 施工過程控制注意事項

3.1 BIM模型

3.1.1 模型的建立與交底過程中使用的數(shù)據(jù)必須是經(jīng)設計方，業(yè)主確認無誤的準確數(shù)據(jù)，避免因為前期數(shù)據(jù)錯誤影響整個后期現(xiàn)場施工的進行。

3.1.2 BIM深化設計師必須為專職人員，并且要求駐現(xiàn)場，配合指導施工，及時發(fā)現(xiàn)錯誤并改正，提升安裝的效率。

3.1.3 用BIM進行可視化交底，需要隨時準備好模型漫游視頻，方便現(xiàn)場結合實際情況進行施工，這樣可以提高生產(chǎn)效率，并且降低錯誤率。

3.2 測量放線

3.2.1 本專項方案里，測量放線尺寸數(shù)據(jù)在BIM模型里面已經(jīng)體現(xiàn)出了，放線時要求現(xiàn)場放線結合模型同時進行。由于是管道穿梁專項方案，所有的放線都在梁上，要結合實際滿足管道過梁的規(guī)范要求，一旦發(fā)現(xiàn)有偏差項，及時向技術部門反映，做出調整。

3.2.2 套管安裝后，需要用水平儀復測套管的水平度，是否滿足設計要求，保證后期管道安裝的順利進行。

3.3 管道安裝前準備

3.3.1 材料準備?，F(xiàn)場材料驗收，鍍鋅鋼管的管壁厚度、橢圓度等允許偏差應符合國家標準?？ü窟B接件規(guī)格數(shù)量符合要求，無明顯的損傷等缺陷并應附有質量證明材料。

3.3.2 機具準備。扳手、游標卡尺、水平儀、水平尺、卷尺、潤滑劑（無特殊要求時可用肥皂水或洗潔精替代）、木榔頭、砂紙、銼刀、切割機、壓槽機、臺鉆、電焊機、沖擊鉆、防銹漆、砂輪機（大口徑管道）、梯子或腳手架等。

3.3.3 人員準備。根據(jù)施工總體進度部署，合理安排技能工和普通工的配置比例，確保各工序質量可控，同時合理做好工序銜接和配合安排。作業(yè)前必須實行樣板引路和首件驗收制，從源頭控制和提高人員的工序質量意識[3]。

4 結束語

管道穿梁技術在凈高要求高及管線復雜的綜合區(qū)域的推廣應用，為管線合理優(yōu)化提供安裝有效時間和減低與土建總包配合難度，同時作為技術創(chuàng)新和創(chuàng)效的有力措施，在優(yōu)設計、強品質、促工期的前提下，保障快速建造工程高效履約，質量優(yōu)質，經(jīng)濟和社會效益明顯，為高效建造的機電管線施工配合和專業(yè)協(xié)調提供很好的借鑒和參考。