地鐵車站基于BIM的制冷機房裝配式施工應用

杜向龍

（中鐵建工集團安裝工程有限公司，北京100070）

1 引言

全國各個城市發展迅速，目前越來越多的城市開始修建地鐵，因地鐵施工對城市交通及各個方面的影響較大，所以就對地鐵施工工期的要求越來越緊，目前地鐵車站機電裝修施工工期只有一年時間，且地鐵車站的專業種類繁多，空間狹小，各專業管線排布錯綜復雜[1]。由于二維設計的不可預見性，會疏漏管線碰撞的問題，為保證施工質量及工期，成都某地鐵車站機電工程采用BIM技術指導施工，制冷機房采用裝配式施工，利用BIM的可視化、模擬性、優化性功能進行管線的虛擬施工、有效協同和碰撞檢測，在第一時間盡可能減少現場的施工問題和返工現象，以最實際的方式體現降本增效[2]。

在現場機房還不具備條件的情況下就開始機房的排版、管線分段場外預制等工作，待現場具備條件直接將各管段運輸至現場進行組裝，縮短工期提高施工質量。

2 BIM建模

通過BIM建立機房模型，包括結構、二次結構、機電各專業管線及部分裝修模型。

應用過程中通過建立的模型，通過方案比選、工序模擬、方案模擬等將前期問題全部解決，并利用虛擬漫游、VR、手持終端、3D掃描等，更加直觀地排除碰撞問題[3]。

經過碰撞檢查，管線優化，漫游工序后，機電各專業BIM模型尺寸、位置、標高已經確定，可直接導出各專業二維圖、三維圖，進一步輔助施工人員理解施工圖紙，保障施工準確無誤進行。（圖1）

3 工序模擬

為保證安裝過程有序開展，利用BIM模型，將各個專業設備、管線安裝順序等進行動畫模擬，可以在施工前通過工序模擬發現問題提前解決，直觀的進行交底，避免因工序錯誤導致拆改、返工。

4 利用BIM模型分解系統管線

制冷機房方案確定后，根據現場預留的運輸通道及現場實際情況，將BIM模型中的管線合理分段。盡量在法蘭連接或設備終端進行分解，避免焊接縫出現，便于后期組裝。

主要考慮以下因素：運輸通道、預留洞尺寸、支架位置、安裝方式等，根據以上因素，盡量減少管道的分段，增大安裝效率及質量[4]。（圖 2）

5 出預制加工圖及管線編碼

圖2 系統管線圖

系統管線分段方案確定后，導出管道分段預制加工圖，交由加工產進行加工制作，并將所有施工詳圖導出并交底現場配合施工。

為了保證后期安裝的有效組織，將分解后的管段進行編碼（表1），并根據編碼、安裝位置等信息制作二維碼（圖3），方便后期跟蹤安裝。

表1 管道編碼表

圖3 管段二維碼圖

圖4 BIM模型分解導出圖

6 場外進行集中化加工

根據BIM模型分解所導出的圖紙，在場外集中加工，為保證質量可采用自動焊接技術，因場外加工環境比施工現場好，批量加工效率高，還能更好地提高焊接質量[5]。（圖4）

7 車站組裝

場外加工完成后，在現場制冷機房具備施工條件的情況下，可以大批量的將各種管段運輸至現場，根據工序模擬情況進行組裝，現場只需根據管段編號和二維碼識別其位置，根據圖紙實施機械化組裝。（圖5）

圖5 機械化組裝圖

8 結語

地鐵制冷機房采用BIM建模，裝配式施工取得了以下效果：

①節能環保

制冷機房施工現場基本無焊接施工，管道分段均在閥部件法蘭連接處，主要通過法蘭收口，避免了地鐵地下施工空氣不流通對現場的污染。

②職業健康

裝配式施工大大改善了施工現場的施工環境，機房內無焊接不產生煙塵，保證了施工人員健康。

③質量控制

通過BIM技術進行管線排布，避免了管線打架導致過程中的拆改；綜合考慮管路的優化、設備的維修空間、后期的操作空間等，并通過水力計算等使系統最優化，場外批量加工，提高了施工質量。

④節省工期、成本

制冷機房采用BIM排布，管線在場外預制加工，在現場機房不具備機電管線安裝的條件下，提前進行加工，現場墻體砌筑、設備基礎澆筑完成后，直接進行管線設備安裝，大大節約了工期。制冷機房水管場外批量加工節省人工。