基于BIM技术的机电管线标高控制技术

基于BIM技术的机电管线标高控制技术

张松林杨涛王成伟夏琪尹镔

中国建筑第八工程局有限公司广西分公司广西南宁530000

摘要：深圳北理莫斯科大学ll标段机电安装建设项目总建筑面积16.9万平方米，建筑主要功能有：学生公寓、教职工宿舍楼、食堂、体育馆、体育场、活动中心。其中宿舍楼标准层梁底净空仅2.4m，若机电管线梁底安装，装修后的完成面仅有1.9m。为了解决类似低层高建筑的标高问题，本项目采用BIM技术对机电管线进行标高控制。

关键词：底层高建筑；BIM技术；管道穿梁

1前言

在传统底层高建筑中，强电、网络、安防、消防线槽及桥架、喷淋管、消火栓管、生活给水管、热水给水管等管线种类、数量繁多，且部分管线需上下安装，无法施工。管道穿梁部位需设钢制套管，套管管径比管道大1~2号，在安装过程中，无法精准控制套管安装高度。结合BIM技术的管道穿梁使得视觉效果更为美观、提高空间利用率、更具经济效益，能避开上述种种困难，显示出明显的优势。

2主要技术特点及技术难点

2.1主要特点

（1）通过对管线排布的深化，有效避免各类管线相互碰撞，使得各专业管线相互协调，视觉效果更为美观。

（2）通过管线穿梁，避免了机电管线占用梁底空间，提高空间利用率，解决了低层高建筑标高困扰问题，为其他专业施工提供更充足的空间。

（3）管线安装标高的提高节省了支吊架型钢的用量，为项目创造经济效益。

随着现代化发展进程，建筑用地面积紧缺，且超高层建筑施工难度、危险性又极高，底层高建筑必将更为广泛的出现，运用基于BIM技术的建筑机电管线标高控制技术的项目也将越来越多。

2.2技术难点

（1）管线综合排布

由于走道内强电、网络、安防、消防线槽及桥架、喷淋管、消火栓管、生活给水管、热水给水管等管线种类、数量繁多，且部分管线需上下安装，若参照原设计图纸，无法施工。因此，管线的排布至关重要。

（2）套管标高控制

管道穿梁部位需设钢制套管，套管管径比管道大1~2号，套管的安装高度需严格按照管线深化图纸施工。根据过往的施工经验，在安装过程中，无法精准控制套管安装高度。因此，套管安装标高的控制是管线安装质量的前提。

（3）套管的水平定位

套管安装需水平和垂直双向定位，水平方向的定位也决定了管道的安装质量。

3新技术应用

3.1总体思路

通过BIM三维技术对走道各类管线排布进行优化并建立三维立体模型，通过对各类排布方案的优选，选取最佳的施工方案。经过筛选发现仅有管线穿梁敷设时才能满足校方对吊顶标高的要求。因为管线穿梁可能会影响建筑物的结构荷载，所以需将既定的最佳施工方案的BIM模型转换成平面图并交由设计确认。

3.2具体步骤

3.2.1综合管线深化设计

收集各栋单体结构模型和各专业设计图纸，建立各栋单体标准层走道模型；确定最优施工方案，设计确认并出图1。

3.2.2结构复核

根据图纸要求套管穿梁时，在纵向上，开洞高度不得超过梁高的2/5，洞宽不宜大于650mm。开洞应在梁高的中部1/3且宜在跨中；在横向上，多孔并列时,孔净距不得小于梁高的1/3及200mm。且在完成套管穿梁后，当洞口宽高、直径大于100或大于1/6梁高时，穿梁套管应加固。在采用BIM技术进行深化后，将深化后的图纸交付设计院，由结构设计师确认结构荷载是否符合规范要求。

3.2.3套管预留预埋

（1）孔洞预留作业

①结合图纸，核对现场所预留孔洞的轴线位置、标高，确认所预留孔洞位置是否与图纸位置相符，并核实是否与其他管线冲突，若没有，用油漆在模板上标出位置。

②在结构主筋绑扎完毕后，首先将套管绑在周围主筋上，绑扎牢固。绑扎后，严禁在钢筋上焊接固定，不允许在钢筋上引弧焊接。

③当预留孔洞与结构钢筋存在矛盾时，不得私自断筋，必须与土建人员、设计人员协商解决，在手续办妥后，才可断筋，且要求土建人员进行补强处理。

④若施工中存在管道冲突情况时，应及时上报项目管理人员，严禁私自处理。在于机电其他专业出现施工冲突时，应配合施工，相互协调。

（2）套管安装作业

①套管穿墙主要存在于生活给水循环管和热水回水管穿越卫生间剪力墙上，套管穿梁则存在于走廊和地下室的各类管道。套管内径应做到大于管道外径1~2号mm。楼板穿梁时应注意穿梁套管于梁侧面平齐。

②管道穿梁处应预埋普通刚套管；管道穿过地下室外墙，在梁处应预埋刚性防水套管

③在安装刚性防水套管时，应在墙体中心位置安装翼环。

④当所有套管安装完毕后，需在套管内填充较松软的填充物，以防止水泥注入。在水泥浇筑凝固后，应检查套管预埋位置、标高是否正确，若不正确，应及时调整。

图1综合管线深化设计流程

4、关键技术

（1）套管安装位置基准点选择

套管的安装标高控制是套管预留预埋的一个技术难点，直接影响后期管道安装的整体观感。预留预埋阶段主体结构尚未完成，如何准确选取标高基准点是解决该技术难点的关键。经过项目部研究决定采取以下方法控制套管安装标高：

①以楼板底部为标高基准下反相应高度，确定套管的安装高度。本项目宿舍楼标准层梁均无反梁，故楼板底部标高不会改变。以楼板底部为标高基准点减少了因标高基准点标高变化造成的误差。

②套管水平安装位置确定以平行管道方向的梁边为参考，水平量取对应长度确定套管水平方向上的安装位置。

③从梁侧面放入套管。通过与土建专业沟通，土建专业先封梁体一侧模板，套管安装完成之后再封另外一侧模板。土建梁一侧梁模板安装完成后，放线人员在梁模板内测标记套管安装位置，然后移交工作面给钢筋工，钢筋安装完成后再从未封模板一侧把套管放入，固定牢固。这样安装可以有效避免套管安装水平度偏差过大的问题。

（2）套管定位

①标记：根据深化图纸，用油漆在需要安装套管的梁边模板内侧做好标记。

②定位：待钢筋绑扎完成后，放入套管，调整水平后用钢筋简单固定。

（3）套管固定

①初步固定：根据之前工序定好套管安装位置，将提筋按相关尺寸焊接在梁的主筋上，形成初步固定。

②检查：施工人员在初步固定后，及时检查套管的位置和标高是否正确。

③加固：经检查套管位置和标高无误后，用φ10-φ12钢筋将套管固定到梁副筋上。

4.3实际应用情况

通过BIM技术的运用确定管线的综合排布，管道穿梁施工是最优的施工方案。首先由于BIM技术的运用是管线与管线之间避免了碰撞，管线布局更加美观协调。管道穿梁解决了宿舍楼自身的层高太低的问题，为其他专业的施工提供了更多的操作性。同时，由于管道穿梁敷设减少了管道支架的使用量，节省了制作和安装支架的劳动力，也为项目创造经济效益,共计节约费用约15.8万元。

结语

深圳北理莫斯科大学ll标段机电安装建设项目在标准层层高仅有3米、装修完成后净空仅1.9m。在这种情况下，为解决低层高建筑完成面净空偏低问题，使用了“基于BIM技术的建筑机电管线标高控制技术”。采用此工艺施工，各专业管线相互协调；提高空间利用率，解决了低层高建筑标高困扰问题，为其他专业施工提供更充足的空间；管线安装标高的提高节省了支吊架型钢的用量，为项目创造经济效益，为日后工程类似工序的开展提供成功经验。

参考文献

[1]《防水套管》02S404.

[2]《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002.

[3]《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016.

[4]《建筑电气工程施工质量验收规范》02S404.