机电管道装配式施工关键技术

机电管道装配式施工关键技术

聂腾荣

山东宇兴建设有限公司  山东  泰安  271000

摘要：传统施工方式缺少统一的规划安排，支架所需个数较多，且间距较小，导致后续维护检修没有足够的空间。本工程利用共用支架后，所需支架数量可减少53个，各支架之间空间充足，便于后续运行维护。

关键词：机电管道；装配式；施工关键；技术

1工程概况

某中心工程总建筑面积625,598.3m2。工程包含超大体商业裙房、超高层写字楼、超高层公寓式酒店、超高层假日酒店。工程功能设备齐全，各专业管线种类繁多，排布紧密，且施工空间有限，工期要求紧张，施工质量要求高。本项目机电部分涉及多专业、多种类的管线，包括大量大型管线，管线排布复杂，且受限空间对管线施工提出了更高的要求。传统施工工艺中不同专业管线需分别设置管道支架，空间难以得到有效利用，并导致后续检修空间预留不足，造成后期检维修困难。

2装配式施工技术应用

2.1管道安装方案

本工程提出3种管道施工方案以供选择。方案1：首先对管道进行预制加工，然后按照安装顺序先后施工，需63d完成。该方案具有安全性高和可靠性，但各专业管道固定支架间距无法统一，检修空间预留不足。方案2：预制加工管道后，先进行拼装，然后每6m整体吊装，需42d完成。该方案克服了方案1的缺陷，适用于空间较大的室内机电项目。方案3：管道固定支架共用，分层分段吊装，需41d完成。该方案同样弥补了方案1的不足，同时吊装的管道整体造型整洁美观，且适用于多数复杂机电施工项目。经过综合评定，管道施工选择方案3。

2.1.1装配式方案分解

结合机电部分施工装配式安装工艺，将初选方案具体分解为4个方面，分别为：公用支架形式、支架与管道加工方式、管道地面组装程度和吊装方式，并对其进一步开展优化工作（见图1）。

图1管道装配式方案分解

2.1.2装配式工序选择原则

（1）考虑不同连接方式的特点和实际工程需求选择管道共用支架的连接方式。常用连接方式包括螺栓和焊接。通过对比发现：螺栓连接的方式具有强稳定性、高刚度、低成本等优势。同时支架横担的位置可根据安装要求及时调整，便于管道吊装工作的进行。（2）采用装配式技术施工时，可通过场内集中加工和工厂预制两种方式加工制作所需构件。相比工厂预制，场内集中加工无需构件二次搬运，且构件加工计划可根据实际施工情况灵活调整。（3）管道地面组装程度在一定程度上决定了装配程度，组装包括直管段带分支管组装和直管段单独组装两种方式。前者相对于后者具有较高的装配率，且较少的高空作业提高了施工安全性。（4）管道吊装方式包括分段分层吊装和分段整体吊装。考虑本工程需求，采用分段分层吊装，安全系数较高，提高管道施工效率。

2.1.3装配式施工方案的确定

根据上述分析，本工程最终采用管道地面组装，然后分段分层吊装，支架利用螺栓连接的方式进行管道装配式安装（见图2）。

2.2装配式工艺流程

首先利用BIM技术绘制机电部分管线排布图（见图3）。根据机电部分管线排布图，用HiBIM辅助生成复杂管线部位的综合支架剖面图（见图4），并生成下料单。根据图纸和下料单集中加工所需构件，编号排好。然后根据BIM图纸对管道支架吊装位置和尺寸进行精准定位并施工安装。最后按照编号将管道吊装至相应位置，并进行试压和保温。

图2管道装配式安装流程图

图3BIM机电综合管线排布

图4BIM复杂管线综合支架剖面图

2.3装配式方案实施

2.3.1共用支架选择

以工程2轴~1/2轴交B轴到F轴其中的3m走廊内管道为单位对管道自重、管道内水重和桥架电缆自重进行计算，结果见表1-表3。（1）根据表1-表3的计算结果可知：管道自重T1为329.82kg，管道内水重T2为129.53kg，桥缆内线缆自重T3为40.62kg。结合数据计算支架受力，支架立杆和横担的最优选材为L4。（2）基于横担和立杆的尺寸及间距，对角钢利用台钻冲孔机冲孔。安排6位工人开展支架加工制作、下料及组装等工作，标准层完成上述工作需2d，符合施工进度要求。

表1管道自重计算

表2管道内水重计算

表3桥架内电缆自重计算

2.3.2管道场内集中加工

施工场地内应设置管道加工厂，其中包括管道切割、支架加工、管道套丝和压槽4个区域，便于管道加工制作。每个区域内应根据实际加工需求安排相应数量的加工设备，如切割机、套丝机、焊机、台钻冲孔机和滚槽机等。根据不同专业的管线和支架，安排相应的专业人员根据BIM支架详图制作，减少人工消耗，提高加工效率。将管道利用集中加工的方式制作成6m的管段，便于管道运输和垂直吊装，显著节约施工工期和成本。

2.3.3直管段带分支管拼装

（1）管道在场内进行集中加工时，应分专业、分段进行，并完成编号，然后搬运至施工楼层进行拼装。拼装时，应根据BIM图纸精准定位各系统管道标高和相对位置，并完成横担上管道安装，且控制其上管道长度为6~8m。（2）各专业管道在完成直管拼接后，应在地面将管道附属管件与直管段一次性拼接完成。（3）当各专业管线完成拼装和横担固定后，利用液压手推车将构件搬运至施工作业面进行吊装。若2位工人在地面已完成直管带分支管拼装，然后进行吊装，需要2h完成；若2位工人先完成直管拼装并支架固定后，在高空安装分支管，需4h完成。两者对比可以看出：直管段带分支管拼装可以提高管道施工效率，降低施工安全风险。

2.3.4管道分层吊装

BIM复杂管线综合支架剖面图中共三层管道，从上至下依次是4根桥架管道，中间为3根消防管道，下层为1根排烟风管。首先将位于同一顶层的4根桥架直管段及分支弯通拼装完成，利用液压手推车运送至相应作业面后，调试电动升降机，并固定待吊装的管道。最后将管道吊升至距地面5.36m位置，并利用螺栓连接固定立杆和横担，完成最上层管道安装，预留1d时间完成桥架内线缆敷设工作。将中间层消防管道与底层排烟风管同时拼装完成，并固定在对应的横担上。根据辅助吊杆固定中间层与底层管道之间的间距，利用液压手推车将中间层与底层管道运送至对应作业面，调试电动升降机，同时将中间层消防管道与底层排烟管道分别提升至距地面4.85m与4.10m处。利用螺栓连接固定横担与首层管道预留吊杆，并快速完成相关管道的连接，然后拆除辅助吊杆。在电动升降机设备充分时，可同步完成其他走廊复杂管道吊装；若设备不充分时，可同步利用液压手推车将顶层或中间层与底层组合管道提前运送至对应作业面，等待吊装。保持各层之间合理安排各分层之间吊装工序，各楼层之间吊装施工互不干扰。多个作业面同时施工，实现便捷、高效施工作业。

3结语

随着装配式技术在建筑项目中的应用愈发广泛，装配式建筑不断涌现，如住宅装配式、机电装配式、钢结构装配式等，有力推动了建筑业产业转型的步伐。基于物联网技术的飞速发展，为满足建筑功能需求，建筑结构设计日趋复杂，其机电部分施工难度持续攀升。当项目交付投入使用后，其机电部分随着需求的增加需进一步更新并扩展，对机电部分自身科学合理的排布、空间利用率、以及后期检修带来了更大的考验。

参考文献

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