消防泵房的装配式安装技术

消防泵房的装配式安装技术

刘兴来 ,朱季 ,张高涵 ,林梓泓

中建八局装饰工程有限公司 上海201206

摘要：文章结合上海地铁18号抚顺路站的施工实践,阐述了消防泵房装配式安装从结构三维扫描建模、机房管线BIM深化、预制加工图纸绘制、模块式型钢支架设计、现场预制加工、现场安装等方面的成功经验,并总结了装配式机房的实施要点。

关键词：地铁；消防泵房；BIM；装配式

一、引言

地铁作为城市人群的主要交通工具，人流量大且受限于地下空间受限，各类消防设施及功能性须满足灭火要求，消防泵房作为消防系统关键机房更是尤为重要。但现实中地铁机电安装是一项涉及专业多、接口多、技术难度大的系统工程，不仅车站运输通道窄、机房施工空间小，且管线多、设备多又体积大。因此，一直以来机房内的设备安装管线施工都是地铁机电安装工程的重点、难点。

本文结合该项目的管理实践，针对地铁工程消防泵房施工工期紧、空间狭小的问题，且高标准争创奖的质量标准，在消防泵房施工中采用“三维扫描+BIM深化+模块化预制+装配式施工”新工法。把施工管理分成两大任务阶段：第一阶段任务是消防泵房的结构三维扫描建模和管线排布BIM深化；第二阶段任务是预制管道设备的安装模块和现场实际的装配式安装，大幅提高了施工效率、提升了安装质量。本文针对消防泵房的新工法，主要从这几方面进行阐述：工程概况，特点及难点，关键技术支持，实施效果。

二、工程概况

该站为地下三层车站，地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为岛式站台层。车站总长度160m，车站标准段宽度22m。本站共设2个出入口、2个消防出入口及2组风亭。

本站消防泵房位于车站站厅层设备区内，泵房有效安装面积约50㎡，内设消火栓、喷淋系统、稳压泵、气压罐共10台及电气控制柜6台。消防水源采用两路市政供水，出入口室外各设置一组水泵接合器及室外消火栓。

三、特点及难点

（一）工程质量标准高，深化施工要求高

该工程虽质量标准为合格，但不仅要创“白玉兰”奖，更是争创“鲁班”奖，创奖项目对细节的把控要做到精益求精，这对施工过程中的各要素控制提出了更高的要求。

面对无吊顶、机电装饰化的超高要求，对车站的深化要做到面面俱到，充分利用车站的高度、空间，优化多层管线设计预留检修空间，优化管线尺寸提升净空高度，优化路由减少交叉碰撞。管线排布整体满足横平竖直、左右对称，处处体现中国“对称美”。

（二）场地运输难度大，文明环保要求高

施工现场位于丁字路口拐角地带，东临居民生活区，西侧南侧均为大学在建项目场地，造成本工程施工场地狭小。且有多个专业单位同时施工，没有可供大批量材料堆放的场地，要科学、合理的安排施工程序和进度及材料的进退场计划，充分利用已有场地。

根据目前现场的考察情况，设备材料的运输通道狭窄，设备材料必须在满足安装要求的情况下合理分段，减少运输难度。

另因周边的居民生活区，对现场文明施工、噪音控制、污水排放、扬尘控制等管理提出更高要求，必须采取切实、可行的技术方案来确保整个工程的文明施工和环境保护。如噪声设备尽可能安装在远离临近房屋的地方或安装消声装置，合理安排作业时间，减少夜间施工噪音污染。

（三）专业交叉多，协调配合难度大

本项目的机电安装工程包括了通风空调、给排水及消防、动力照明系统，同时与通信、信号、FAS、BAS等专业单位存在大量通讯接口、供电及交叉配合。因此，充分协调好与各专业间的相互配合，是本工程的一个难点。

地铁机电安装工程系统繁多却空间狭小，工程量大却时间紧迫，施工现场各个专业、每道工序有计划、有步骤进行，这就取决于对设计图纸是否充分消化吸收，施工进度计划安排是否合理，现场劳动力、施工机具设备的配置是否充足，对装饰、弱电等其它单位的进展是否了解，因而对项目的综合组织及协调能力要求高。

四、关键技术研究

（一）结构三维扫描

利用三维激光扫描设备对消防泵房实际结构的墙、柱、梁等部位、空间及标高进行扫描，最后将扫描收集到的数据反馈到BIM模型中，完成建筑模型的校对、核验。

图 1  消防泵房结构三维扫描

（二）管线BIM深化

4.2.1管线排布、碰撞检查

在完成核验的建筑模型中导入CAD管综图纸建立三维模型，根据设计说明及系统图，优化管线、设备排布方案；管线碰撞检查，并进行深度的优化排布，既要解决原设计管线交叉、碰撞问题，又要美化管线排布、加强空间利用等。

深化设计完成后会请总工程师、专业工程师及施工负责人共同复核深化设计方案可行性。

图 2  BIM深化模型

4.2.2绘制预制加工图纸，预置纠偏段

在经多方确认通过的BIM模型基础上绘制预制加工图纸，模型分段是要综合考虑模块重量、尺寸、运输车辆及现场通道等各方面因素，分段模块按照约定规则编号。分段模块预制加工图纸中管线标注清晰明确，各弯头角度、转角弧度等。

图纸绘制中，选取合适的位置预留纠偏段，其实质目的是利用该段管道解决管道焊接应力变形或施工过程中安装偏差等情况。纠偏段应尽量选择在便于施工，且不影响整体观感的部位。

图 3  预制加工及纠偏段图纸

（三）模块化加工预制

4.3.1设备配件复核

预制加工前，复核到货设备预留接口尺寸标高、配件尺寸是否与模型一致，若有偏差及时反馈到深化部门进行调整。

4.3.2管道加工预制、模块化拼装

加工厂认真消化预制图纸后，严格按照图纸加工、下料、安装，专职质检员复核加工段、模块的尺寸及误差是否与满足现场施工要求。最后，模块安装完成及时张贴编号，单独存放，避免混淆。

4.3.3模块整体运输

预制模块装车前要进行成品保护，装车是严禁拆解、磕碰等影响预制模块精度的野蛮作业。合理摆放预制模块，充分利用运输车辆空间。如分批运输，则按照系统或区域选取连续模块，避免到货模块无法安装，占用现场有限的空间。

（四）装配式拼装施工

4.4.1预制模块安装

加工厂预制模块同时，由工程师带领施工人员消化图纸，并在模块预制到场前，按照预制图纸将支吊架安装完成，完成安装演练，并就演练中暴露的问题及时整改。到场的预制模块利用机械化吊装工具至预设位置，与相邻设备或模块安装、固定，按照预定顺序安装模块，待整体施工完成后进行调试及试运行。

4.4.2纠偏段安装

安装至纠偏段时，应对纠偏段尺寸仔细测量，且加工标准与预制模块一致。安装纠偏段时应不影响已安装设备及模块，安装完成后对外表面。

图 4 加工预制及完成效果

五、实施效果

消防泵房采用“三维扫描+BIM深化+模块化预制+装配式施工”新工法，与传统施工方式对比，主要优点如下：

(1)缩短工期、降低成本：新工法较传统施工大幅度缩短了消防泵房的施工周期，显著降低人工成本，总工日较同类泵房传统施工相比节省约30%；

(2)减少损耗、节约成本：新工法根据BIM模型图纸翻样下料，加工厂精细化预制，直接减少了材料的损耗浪费，切实可见的节约了工程成本，材料损耗较同类泵房传统施工相比节省约24%；

(3)施工简便、提升质量：新工法模块化预制过程中已严格控制误差，装配式安装中根据顺序编号采用机械化安装，较传统施工管道、设备现场接口减少80%，纠偏段的设置将质量缺陷集中消化。

(4)使用新工法后，现场不需要使用大型噪声、扬尘设备预制加工，给施工现场环境保护带来较大提升。

(5)使用新工法后，模块预制均在站外完成，在狭小的地铁站内不占用任何空间，有利于现场文明施工规划及管理。

六、结语

该工法对于解决工期紧任务重的地铁消防泵房时效果显著，不仅提升工程质量、提升项目协同管理能力且降本增效，赢得了地铁项目消防泵房进度、质量、成本、环保等多方面的胜利。

随着地铁建设项目日益增多，该工法值得推广。以小见大，该工法同样适应于其他类型项目的机房施工，对提升工程品质、提升项目团队管理水平均有帮助。

参考文献

（1）郭云海.地铁车站机电安装工程管理及难点探讨.《建材发展导向（上）》，2016

（2）张欣.论地铁机电安装工程的施工协调管理.《城市建设理论研究（电子版）》，2012

（3）孟庆瞾.地铁机电安装工程的施工与协调管理.《建筑工程技术与设计》，2018