BIM技术在大型管道预制及安装施工中的应用

2021-03-20王竞千杨壁隆周大伟朱佳庆刘艳婷

建筑机械化 2021年2期

王竞千，杨壁隆，周大伟，朱佳庆，彭琳，刘艳婷

（中建一局集团安装工程有限公司，北京 102600）

BIM 技术在建筑领域逐步深入，已覆盖到项目策划、设计、实施、运行各个阶段。工厂预制化施工是当前安装行业发展趋势，依托于先进加工设备，提高安装效率，提升整体施工质量。本文结合西安三星闪存芯片二期项目管道施工经验，着重介绍大型管道的预制施工，质量管控等方面的BIM 技术应用。

1 项目概况

三星闪存芯片二期项目位于西安高新综合保税区内，是西安市2019 年电子信息产业类重点在建项目。管道工程主要施工内容为CT 栋和室外管廊的管线及设备安装。施工重难点如下。

1)管道管径大，主管道管径达到DN1500。设备多，循环水系统设备泵组共66 台。

2)地下室空间狭长，单根主管道总长度约124m，仅靠一个吊装口与外界连接。每3.6m 设置钢结构支架，钢结构支架牛腿间距不足1.5m，小于管道外径，如图1 所示。

3)管道焊接工作量大且质量要求高，管道焊缝累计近9 万寸，均要求氩弧焊接。

本工程现场空间狭小且设备安装标准化程度高，焊接质量要求高，采用工厂化预制技术，可提升工程质量，减少现场作业时间。采用管道滑道式工艺解决主管道运输难题，并基于BIM 技术完成焊接工作的质量管控。

图1 现场钢结构安装空间狭小

2 管道预制

2.1 预制方式

循环水系统主管道采用DN1500 镀锌碳钢管道，单根长12m，自重8t，壁厚16mm。采用钢结构支架，不适宜与水泵设备组成设备单元进行模块化安装，因此采用标准化阀组件预制方式。利用项目工程预留场地，搭设管道预制加工厂。基于BIM 技术对预制工厂进行设计，合理规划材料堆放区、管道切割区、管件焊接区。

2.2 预制流程

预制流程如图2 所示。

图2 预制流程

2.2.1 主管道预制

DN1500 主管道的出厂长度通常为12m/根，利用BIM 技术，考虑焊缝位置，支管开口位置，对主管道进行切割，切割后每段管道长度12m、11m、10m 不等。将定尺后的材料明细表提供给厂家，由厂家根据需求进行生产，做到主管道现场零切割。使用等离子切割机完成管道开孔，开孔大小与支管内径一致，采用V型坡口进行打磨。

2.2.2 阀组段预制

将主管道三通口，水泵进出口设为补偿段，现场完成焊接。设备进出口阀组为预制标准段，出具相应的预制加工图。阀组预制分段加工如图3 所示。管道进场后，依照加工图纸完成相应阀组管段的管道下料、切割、焊接和法兰焊接。

图3 阀组预制分段加工图

2.2.3 管廊管道

室外管廊管道采用不锈钢管道、PE 管道，进场长度为6m/根，加工厂内进行接长预制焊接为12m 管道。不锈钢管道充氩焊接，焊口酸洗、钝化，PE 管道焊口进行100%的翻边对称性、接头对正性校验。阀组安装完成效果如图4 所示。

图4 阀组安装完成效果

3 管道运输

针对CT 栋管道特点，创新性采用大型管道滑道式工艺安装。通过在钢结构管道支架上安装运输轨道，管道通过轨道车由卷扬机依次拉入地下室中，工艺流程图如图5 所示。

图5 大型管道滑道式工艺流程图

为保证管道运输，在吊装口位置增设临时支架及滑轨。基于BIM 技术对轨道车进行设计，轨道车滚轮与轨道规格匹配，确保运输稳定。轨道车的作用是减少和降低管道在管廊支架横梁上水平推动的摩擦力。临时支架与滑轨如图6 所示。管道运输前对管道运输方案进行模拟并交底，进行临时支架安装，轨道安装和轨道车就位。管道轨道就位后，使用卷扬机进行牵引到指定位置，然后使用叉车进行提升，拆除轨道，进行管道对口焊接。