基于BIM的Z型底座生根吊挂式风管套管制作与安装

李越明

广州市机电安装有限公司，广东 广州 510030

在地铁车站的设备区，水平风管穿墙的情况非常多，传统的方法是先完成墙体砌筑再打凿墙体安装风管，不仅施工效率较低，难以保证质量，还会产生大量的施工垃圾，不利于对项目的文明施工管理和质量管理。在广州市轨道交通十四号线一期（车站设备安装工程Ⅳ标段）工程中，若采用轻质陶瓷砖墙作为隔断，材质较脆，打凿时容易破坏整块砖材，造成浪费，增加成本，故针对上述特点，在该工程中采用Z型底座生根吊挂式风管套管，以提高施工效率和质量，保障现场文明施工，节约成本。文章结合该工程的施工过程，介绍了基于BIM的Z型底座生根吊挂式风管套管安装工艺及施工要点，以供同行参考。

1 工程概述

广州市轨道交通十四号线一期工程全长54.4km，其中地下线长21.8km，地上线长32.6km；设有13个车站，分别为嘉禾望岗站、白云东平站、夏良站、太和站、竹料站、钟落潭站、马沥站、新和站、太平站、神岗站、赤草站、从化客运站、东风站。

广州市轨道交通十四号线一期车站设备安装工程Ⅳ标段工程包含3个车站，分别为赤草站、从化客运站、东风站及相应区间。工程采用Z型底座生根吊挂式风管套管共362处，截面积共192m2，使用钢板253m2。

2 工艺原理

首先利用建筑信息模型（BIM）技术深化建筑室内水平机电管线布置，进而确定通风空调风管穿墙处所需的套管尺寸和位置，然后导出风管套管预制加工图，采用1.6mm的钢板在工厂进行预制及编码。使用Z型底座及镀锌通牙螺杆将风管套管预先吊挂安装至BIM深化图纸指定位置，再在墙体砌筑的过程中用砌体及水泥砂浆将风管套管包裹固定，最后实现风管过墙施工（见图1、图2）。

图1 Z型底座生根吊挂式风管套管示意图

图2 Z型底座生根吊挂式风管套管图

3 工艺流程

具体工艺流程为施工准备→BIM深化图纸→套管制作→现场放线→安装底座及镀锌通牙螺杆→套管安装→风管安装→套管封堵。

3.1 施工准备

（1）备齐并熟悉完整的施工图，组织所有施工技术人员学习了解该工程中Z型底座生根吊挂式风管套管安装施工内容，熟悉并掌握该工法的特点和技术要求，详细核查施工图纸和现场实测尺寸，提前做好图纸会审及技术交底工作。

（2）加工作业场地应通风良好、光线充足，避免阳光直射。操作平台、堆放成品及半成品的场地要求平整和干净，能够防雨、防阳光直射。

（3）备足符合质量要求的材料，配备齐全施工机具。

3.2 BIM深化图纸

（1）根据结构图纸、建筑装修图纸、机电管线图纸，采用Revit软件分别创建结构、建筑墙体、机电管线的模型。

（2）通过软件碰撞功能检查各机电管线之间以及结构、建筑和各机电管线之间是否有冲突，并生成冲突报告。

（3）根据冲突报告解决各专业之间的冲突与碰撞问题。同时，充分考虑管线施工中的安装空间及净距要求、各类阀门的安装位置、多种管线穿墙时预留孔洞位置的合理性等方面，优化管线布置，制作综合管线图。

（4）根据综合管线图的排布，生成风管穿墙的预留孔洞图，确定墙体预留孔洞的位置和尺寸（见图3）。如果穿墙风管不需要外包保温材料，则预留孔洞的宽度和高度分别为风管宽度和高度各加50mm；如果穿墙风管需要外包保温材料，则预留孔洞的宽度和高度分别为风管宽度和高度各加100mm。

图3 BIM模型制作预留孔洞图

（5）根据预留孔洞和墙体厚度的尺寸，确定风管套管的宽度、高度、厚度，并统计出每一种风管套管的规格、数量，实现一次性下单、材料采购及套管加工。风管套管的尺寸选择原则：风管套管与预留孔洞的宽度和高度一致，风管套管的厚度比墙体厚度大5mm。

3.3 套管制作

（1）风管套管根据图纸确认套管的数量与尺寸，由加工场预制成L型，在现场进行组装。风管套管采用厚1.6mm的冷轧钢板制作，两端翻边10mm，板材咬口均采用联合角咬口。将预制好的L型套管运至现场进行组装，合缝后的套管外观质量应达到折角平直、两端面平行、无翘角、表面凹凸≤5mm等要求。

（2）工作人员在组装好的风管套管顶部开孔，用于连接通牙螺杆。当风管宽度≤630mm时，在套管顶部开1个Φ12mm的孔，位于风管套管顶部中间；当风管宽度＞630mm时，在套管顶部开2个Φ12mm的孔，位于风管套管顶部左右两侧。

（3）工作人员必须检验加工好的风管套管，复核尺寸及加工工艺是否满足要求，如套管板材厚度是否足够、套管是否平直无扭曲、套管内外表面是否平整光滑且边缘无毛刺，检验合格后方可用于安装。

（4）根据风管套管所在的安装部位，工作人员要在风管套管上写好编码，然后将风管套管按规格分类堆放，以方便后续安装。

3.4 现场放线

风管套管及Z型底座的放线步骤：首先，进行构造柱、墙体的现场放线；其次，根据房建的施工放线以及预留孔洞图确定风管套管的位置和高度，并在地面标示；再次，复核同一风管的套管是否在同一直线上，并根据现场情况进行调整；最后，根据风管套管确定Z型底座的位置，并在顶板下做好标记。

3.5 安装底座及通牙螺杆

（1）风管套管的吊架底座采用Z型底座，Z型底座有上下两端各有一个孔。

（2）通牙螺杆采用Φ10mm镀锌通牙螺杆，完成通牙螺杆螺纹，通牙螺杆需预留50～200mm长度，以便应对后续施工可能需要调整套管高度的情况。

（3）用膨胀螺栓M10×80mm通过Z型底座上端的孔将底座固定于楼板下，底座下端的孔用于连接通牙螺杆，并用螺母固定（见图4、图5）。

图4 Z型底座及通牙螺杆安装示意图

图5 Z型底座及通牙螺杆现场安装图

3.6 套管安装

（1）将加工好的套管通过套管的Φ12mm孔与通牙螺杆连接，并用螺母拧紧固定，使套管吊挂于楼板下，按风管套管的不同规格采用单根通牙螺杆或者2根通牙螺杆进行吊挂（见图6）。

图6 风管套管现场安装图

（2）通过转动底座或者上下调节通牙螺杆，对套管位置进行微调，以确保套管位置及标高满足施工图纸要求。

（3）在风管套管吊挂固定的同时，可进行构造柱施工、下层砖块砌筑等房建墙体施工。

（4）在墙体砌筑过程中，应注意砌体与风管套管的缝隙必须用水泥砂浆填补饱满，不得出现空鼓现象。

（5）风管套管两侧及下层的砌体砌好后，需要拆卸通牙螺杆，然后进行风管上层的砌体砌筑。

（6）对于宽度＞800mm的风管套管，在墙体砌筑过程中，风管套管上部承受的上层墙体压力较大，上部中间位置容易变形，因此需在风管套管上部增加过梁（见图7、表1）。

图7 风管套管过梁大样图

表1 过梁表 单位：mm

3.7 风管安装

在风管套管的安装过程中，可以根据BIM模型的定位同步安装附近风管，风管套管完成后再将风管插入套管中，实现风管穿墙。

3.8 套管封堵

在风管与防护套管之间采用玻璃棉及防火泥封堵，外面设角钢40mm×40mm×4mm的固定圈（见图8）。

图8 风管穿墙处防火封堵做法

4 结束语

通过在广州市轨道交通十四号线一期（车站设备安装工程Ⅳ标段）工程中应用基于BIM的Z型底座生根吊挂式风管套管安装技术，并与传统施工工艺进行对比，可知该技术具有以下优点：避免对墙体的打凿，解决了施工现场打凿墙体产生的噪声、粉尘等污染问题，提高了观感及质量，减少了材料浪费现象，节省了成本。