多曲面金屬幕墻施工應(yīng)用研究

李運

（中鐵二局集團(tuán)裝飾裝修工程有限公司，四川 成都 610000）

由于多曲面弧形建筑物測量定位、龍骨加工及安裝、面板安裝，遠(yuǎn)比一般的矩形、圓形等簡單幾何圖形要復(fù)雜得多，對現(xiàn)場安裝工作者而言較為辣手。放線的精準(zhǔn)度、龍骨加工和安裝的偏差、面板安裝的偏差在施工中都是控制的要點，是保證多曲面幕墻外觀效果的必要措施。傳統(tǒng)構(gòu)件式骨架體系對于多曲造型幕墻施工繁雜、用鋼量大、龍骨及面板加工制作安裝難度大，且往往是面板與骨架加工安裝精度不符合，造成安裝最終效果差、施工功效低。特別是近幾年地鐵、高鐵站房的大力建設(shè)，建筑幕墻造型多為異形，對施工提出很大挑戰(zhàn)。在這樣的背景下，應(yīng)不斷優(yōu)化施工工藝及技術(shù)創(chuàng)新。本文結(jié)合自身主持施工的地鐵高架站房幕墻工程經(jīng)驗，通過歸納、總結(jié)，形成了以下多曲面金屬幕墻施工應(yīng)用總結(jié)。

1 應(yīng)用成果特點

（1）質(zhì)量有保障：鋼龍骨通過BIM 建模進(jìn)行單元化分割，并根據(jù)BIM 模型將各單榀曲面龍骨在工廠進(jìn)行弧形加工焊接，保證幕墻安裝時的密閉性及弧度的準(zhǔn)確性，形成標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化操作，較傳統(tǒng)安裝方式更容易控制焊接質(zhì)量。

（2）施工功效提高：幕墻龍骨在現(xiàn)場加工場地加工完成，每榀鋼龍骨焊接完成后統(tǒng)一存放在指定區(qū)域，驗收完成后可立即運至施工作業(yè)面進(jìn)行整體吊裝，在外墻作業(yè)面上只需將每榀龍骨與預(yù)埋件焊接，減少傳統(tǒng)構(gòu)件式幕墻龍骨桿件在外墻作業(yè)面上的焊接作業(yè)點及作業(yè)時間，同時減少材料的現(xiàn)場堆放、周轉(zhuǎn)時間，節(jié)約施工現(xiàn)場場地[1]。

（3）減少了施工的安全隱患：將加工好的每榀龍骨骨架整體吊裝，在外墻作業(yè)面上只需進(jìn)行每榀龍骨與預(yù)埋件焊接，極大減少在吊籃中的焊接作業(yè)量。單榀龍骨幕墻安裝施工方法降低了現(xiàn)場吊籃因焊接作業(yè)而引起的消防、高空墜落等安全隱患。同時成型后的單榀龍骨采用吊車進(jìn)行吊裝，配合吊籃進(jìn)行就位安裝，較傳統(tǒng)的安裝方法完全實現(xiàn)材料與作業(yè)人員分離，作業(yè)人員安全更有保障。

（4）節(jié)約材料、減少返工：采用BIM 技術(shù)，通過BIM 模型計算每榀鋼龍骨的材料用量、各規(guī)格型號、各曲面弧度及弧長，保證了材料使用量的準(zhǔn)確性，減少了材料損耗和施工返工。

（5）粉塵、噪聲污染小：龍骨批量在現(xiàn)場加工場地加工，減少了現(xiàn)場作業(yè)面龍骨焊接對周邊環(huán)境的光污染、廢氣、噪聲、灰塵污染。

2 工藝原理

充分利用BIM 技術(shù)對桁架鋼龍骨進(jìn)行優(yōu)化，在滿足結(jié)構(gòu)受力及設(shè)計要求的同時優(yōu)化結(jié)構(gòu)骨架用鋼量，根據(jù)設(shè)計施工藍(lán)圖，通過BIM 模型建立完善各曲面龍骨的弧長、弦長、半徑，對每一榀不同造型絎架鋼龍骨單元進(jìn)行單獨編號并導(dǎo)出相對應(yīng)的鋼龍骨加工詳圖，并輔于三維等軸側(cè)視圖，根據(jù)BIM 模型進(jìn)行可視化交底，方便工人迅速準(zhǔn)確的理解圖紙內(nèi)容，便于龍骨準(zhǔn)確制作與安裝。

通過BIM 技術(shù)應(yīng)用檢查骨架連接構(gòu)造，特別是造型復(fù)雜的弧形圓角位置龍骨與水平段龍骨通過BIM 技術(shù)提早預(yù)警由于空間位置差異而產(chǎn)生很大錯縫，導(dǎo)致焊接面積過小。通過技術(shù)研討論證新工藝將矩管錯縫位置端頭添加墊片，增大接觸面積，提高焊接整體性和安全性。

運用BIM 技術(shù)對面板深化設(shè)計：按照原設(shè)計圖紙，窗洞四個頂點根據(jù)圖紙表示的分格線進(jìn)行分縫會形成極為尖銳的角，加工難度極大，運輸中尖角很可能發(fā)生變形損壞，定位安裝也十分困難，并且原設(shè)計圖中的多曲面造型板面占比較大，安裝困難，施工成本較高。通過BIM 技術(shù)優(yōu)化后的分縫，鋁板整體外觀更加協(xié)調(diào)，同時加工難度降低，在運輸過程中也相對不易損壞。

3 施工工藝流程及操作要點

工藝流程：施工準(zhǔn)備→測量放線→后置埋件安裝→連接件安裝→鋁板幕墻絎架鋼骨架加工焊接→鋁板幕墻絎架鋼骨架吊裝安裝→避雷安裝→防火隔熱層安裝→板塊面層安裝。

（1）測量放線。根據(jù)土建單位移交并經(jīng)監(jiān)理單位確認(rèn)的坐標(biāo)及高程控制點進(jìn)行抄測。根據(jù)土建標(biāo)高基準(zhǔn)線及幕墻施工圖紙，用水準(zhǔn)儀測量埋件安裝標(biāo)高中心線，并在墻身上彈線標(biāo)記。根據(jù)移交的坐標(biāo)點利用全站儀放設(shè)車站的縱橫向中心線，根據(jù)中心線向結(jié)構(gòu)四周邊緣平移放設(shè)外輪廓控制線。根據(jù)復(fù)測的縱橫向中心線、外輪廓控制線、預(yù)埋件高程控制線及圖紙中立柱分隔，用全站儀放設(shè)后置埋件安裝定位線及龍骨安裝定位線。控制線放置完畢后，定期對安裝精度進(jìn)行復(fù)測。

（2）后置埋件安裝。根據(jù)設(shè)計及相關(guān)文件要求確認(rèn)打螺栓位置、進(jìn)行測量放線，施工人員按照定位十字線進(jìn)行打孔，打孔深度、孔徑依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在現(xiàn)場監(jiān)理工程師參與下，由專門檢測機構(gòu)按螺栓數(shù)量千分之一（不小于3 組）進(jìn)行埋件現(xiàn)場拉拔試驗，預(yù)埋件測試結(jié)果滿足幕墻荷載要求。

（3）連接件安裝。根據(jù)圖紙要求及放線位置將連接件與后置埋件進(jìn)行初步焊接固定，并對初步固定的連接件逐層檢查，檢查符合圖紙設(shè)計要求后焊接固定，焊縫高度及長度分別滿足設(shè)計要求。連接件滿焊完成后須進(jìn)行焊渣清理和防銹漆涂刷。

（4）鋁板幕墻絎架鋼骨架加工焊接。根據(jù)BIM 導(dǎo)出的絎架加工圖紙，根據(jù)加工編號逐一焊接制作完成，焊接精度及焊接質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

（5）鋁板幕墻骨架吊裝安裝。按編號及圖紙的連接方式將加工完成的每一榀絎架鋼骨架運送至相應(yīng)位置，再通過橫龍骨連接固定每一榀單元網(wǎng)架。

（6）避雷安裝。幕墻的整個金屬構(gòu)架安裝完后，構(gòu)架體系的非焊接連接處，應(yīng)按設(shè)計要求做防雷接地并設(shè)置均壓環(huán)，使構(gòu)架成為導(dǎo)電通路，并與建筑物的防雷系統(tǒng)做可靠連接。導(dǎo)體與構(gòu)架、導(dǎo)體與導(dǎo)體的連接部位應(yīng)清除非導(dǎo)電保護(hù)層，相互接觸面材質(zhì)不同時，應(yīng)采取措施防止因電化學(xué)反應(yīng)腐蝕構(gòu)架材料。

（7）防火隔熱層安裝。防火、保溫材料的安裝應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求施工，固定防火、保溫材料的襯板應(yīng)安裝固定牢固。不能在雨、雪天或大風(fēng)天氣進(jìn)行防火、保溫的安裝施工。

（8）板塊面層安裝。鋁板采用定制加工，現(xiàn)場盡量不做切割，以保證最好的外立面效果。鋁板通過自攻螺絲與龍骨進(jìn)行可靠連接。鋁板自上而下逐層安裝，全部安裝完成后板縫打膠密封，清理表面，交付驗收。

4 質(zhì)量管理

（1）在工程施工全過程中要始終堅持貫徹執(zhí)行質(zhì)量管理制度，確保質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)。

（2）建立并實行以項目技術(shù)負(fù)責(zé)人為首的技術(shù)負(fù)責(zé)制，同時建立各級技術(shù)人員的崗位責(zé)任制，做到分工明確，責(zé)任到人，使施工程序和方法符合施工規(guī)范和施工技術(shù)管理制度的要求，以此確保工程質(zhì)量。

（3）貫徹執(zhí)行崗位質(zhì)量責(zé)任制，做好施工圖紙會審、施工技術(shù)方案和施工作業(yè)指導(dǎo)書等技術(shù)準(zhǔn)備工作。各工序施工前分級做好方案交底、技術(shù)交底、安全交底工作。在施工全過程中與建設(shè)、設(shè)計、質(zhì)檢等各單位共同抓好現(xiàn)場施工質(zhì)量管理工作[2]。

（4）現(xiàn)場設(shè)專職質(zhì)檢員，嚴(yán)格質(zhì)量檢查制度，實行質(zhì)量一票否決權(quán)，質(zhì)檢員對整個工程質(zhì)量有嚴(yán)格把關(guān)的責(zé)任，對關(guān)鍵部位、隱蔽工程應(yīng)重點檢查，隨時檢查各道工序，發(fā)現(xiàn)問題及時限期整改或停工處理。

（5）施工過程中做好詳細(xì)的質(zhì)量檢查記錄，各種原始資料搜集齊全。所有檢查必須記錄在案且清晰明了，以便進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的追溯。

5 安全管控

認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。

建立完善的施工安全保證體系，加強施工全過程的安全檢查，確保各類施工作業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。有針對性地在移動腳手架設(shè)置鋼質(zhì)防護(hù)欄，確保高空作業(yè)人員安全。在安裝區(qū)域設(shè)置臨時圍欄、警示標(biāo)志，臨時拆除安全設(shè)施（洞口保護(hù)網(wǎng)、洞口水平防護(hù)）時也一定要取得安全負(fù)責(zé)人的許可，離開操作場所時需要對安全設(shè)施進(jìn)行復(fù)位。嚴(yán)禁人員在張拉區(qū)域下方穿越。龍骨吊運過程中，吊裝機械下方嚴(yán)禁有吊籃施工，定期檢查吊裝保險裝置。吊籃及汽車吊必須有相應(yīng)的檢測合格報告、操作人員必須經(jīng)培訓(xùn)合格并持證作業(yè)。

6 環(huán)保控制

成立對應(yīng)的施工環(huán)保管控小組，在施工過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)章制度，加強對工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾的管控，遵守防火和廢棄物處理的規(guī)章制度，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。將相關(guān)方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交底。為抑制鋼材焊接加工過程中產(chǎn)生的光污染及粉塵，鋼骨架在專門的加工場切割、焊接。嚴(yán)格控制施工過程中的廢棄材料的收集與利用，降低施工成本，減少施工污染。及時清理邊角余料，包裝紙及時回收到指定倉庫，每個作業(yè)面做到工完場地清。員工生活區(qū)確保干凈衛(wèi)生，材料或設(shè)備堆放整齊有序，各種氣體、油漆存放及保管由專人負(fù)責(zé)，防止漏氣、避免浪費及污染空氣。

7 結(jié)語

通過探索多曲面金屬幕墻領(lǐng)域施工應(yīng)用方法，而達(dá)到前期施工準(zhǔn)備階段提高圖紙深化設(shè)計、材料物資下單的質(zhì)量，施工階段提高施工效率，降低施工成本的目的。為提升此類多曲面金屬幕墻安裝工程提高效率、降低成本提供了途徑，為今后相關(guān)多曲面金屬幕墻的安裝與實施提供了依據(jù)和參考標(biāo)準(zhǔn)。