數字化建造手段在城市軌道機電中的應用

文 / 中交一公局電氣化工程有限公司 董立偉

引言

裝配式技術的快速發展下已經能夠通過數字化建造手段變更為模塊式裝配，并且已在城市軌道交通項目裝配式施工中廣泛應用。基于此，應當對此技術進行良好的推廣與應用，提升機房施工的整體速度。

裝配式方案策劃

項目背景

某軌道交通5號線為東西走向，與眾多區域相連接，設站共計34座。在SRT5-12-4標段中，所包括長江路站工3個站點以及相應區間，本次施工的主要內容較為復雜，例如：動力及照明、通風與空調等。

長江路站裝配式試點車站的整體長度和段寬分別為：186.65m、19.7m、有效站臺的長度與寬度為：120m、11m。車站共計兩層，分別是站廳層和站臺層，為明挖地下2層島式車站，中間是公共區，其兩端均是設備區，站廳層公共區域的整體面積：1525m2，站臺層公共區域面積：1320m2。此站出入口共計4個，全部在站廳層中部集中進行布設。

方案策劃

對軌道交通裝配式車站進行設計，將其站廳和站臺層以無吊頂形式進行設計，在具體設計過程中，要求具備較高的綜合管線安裝的質量觀感。同時，在對裝配方案進行規劃設計時，應當對綜合管線進行充分的考慮，并分析是否需要利用裝配式整體頂升安裝的方式進行，即便此種方式存在較大的難度，但通過討論仍然采用此種方式實施。

在民用建筑中，由于已經具備了一定的機房模塊式裝配經驗，因此需要對空調機房、冷凍機房等進行部分模塊式裝配。依照探究需要對裝配式機電管線與裝配式機房進行定義，分別定位管線組件化、機房模塊化兩種。

管線組件化設計。充分結設計圖和現場情況，需要采用BIM技術優化排布站廳層、站臺層的風水電管線、支架，在此基礎上設計組件化，并通過Revit軟件將自主研發的素質建造項目管理平臺導入其中。

此平臺需要按照不同管線組件中BIM信息進行分析，并自動生成二維碼，此二維碼只能夠將組件中的獨立管件信息進行記錄，由于被限制，導致所生成的二維碼無法對管線組件整體進行記錄，基于此，設計人員需要在平臺中通過手動輸入的方式分別針對各個不同的管線組件進行二維碼生成，在對此進行打印、粘貼。

以管線組件化設計圖為準，利于工廠對不同機電管線組件進行相應的處理，在完成加工、組裝等工作后將其整體運輸到施工現場進行安裝。所設計的管線組件化方案內容包括：組件整體長度在6m范圍內，寬度在4m范圍內，此種比例利于輸送吊裝。

由于實際站臺層和站廳層的場地寬度已經超出6.5m，因此需要分割組件。根據實際情況設計兩組不同的組件，為1組風和電專業組件、2組風和水專業組件，1組寬度、長度分別約為3786mm和4m，此組質量約500kg；2組寬度和長度分別約為2682mm、6m，此組質量約為900kg。

機房泵組模塊化設計。將模塊化設計應用于消防泵房、冷凍機房的管道與泵注中，加工中心完成加工后將其輸運到現場進行部分裝配式安裝。由于模塊式消防泵組體型偏大，在運輸、吊裝等方面具有難度，因此，為了便利性需要對此進行充分的考慮，在具體設計的過程中可通過泵注以中間部位進行查封，形成兩組模塊。并采用“彩虹機房”的設計理念使裝配式冷凍機房能夠在無圖紙的情況下使相關人員能夠對各個系統管道進行正確的區分。

裝配實施

管線組件化裝配

為了能夠整體抬升管線組件，其管線在裝配式不適合在地面進行。例如，將整體綜合管線裝配于地面，整體抬升無法生根，并且，為了能夠整體抬升安裝，需要對加固整體管線后才能夠進行。基于此，通過探究后自主研制一體化裝置，利于管線組件運輸、固定以及整體抬升等作業。此裝置的組成分別由角鋼、小車輪和槽鋼組成，小車和小車之間的距離可以按照現場具體情況進行合理的調整。以本次施工項目的實際特點為主，在公共區中，需要在一個一體化裝置上固定兩組管線組件。小車、角鋼以及輪子分別選取相應的標準進行滿焊連接，同時利用規格為30mm*30mm的C型鋼進行加固。

現場裝配的整體流程以以下幾點呈現：現場管線組件裝配；搬運底部支撐托架；底部托架調整穩固；拆除一體化設置；支架固定安裝。

在加工裝配管線組件階段中必須嚴格控制精度。在對組合支架底座進行現場安裝時，需要有效應用激光水平儀對底座的標高進行良好的控制，通過這兩方面的嚴格控制，能夠提升各段組件分管、管道等整齊一致性。

在現場實施過程中發現管線組件的難點在于組合支架快速對準的問題，固定點越多組合支架越難對準，需要花費更多的時間在此項作業中。而預制組合支架的觀感與土建結構頂板的平整度誤差也有著必然的聯系與影響，也會因此而出現微傾斜等多種問題。

綜合管線整體頂升設備缺乏專業性。在現場施工中能夠發現，即便技術部門也在不斷的做好相關準備工作與咨詢工作，但是如果缺少合適的機械仍然無法提升項目的整體頂升，只能夠通過叉車對進行整體頂升。

泵組模塊化裝配

通過利用槽鋼制作消防泵注模塊底座型鋼的基礎，在制作完成型鋼基礎后，需要固定泵組扥相關設備，再對管道進行裝配。消防泵組裝配需要充分利用卡箍配件與熱鍍鋅鋼管相連接的方式進行。要在切割管道后，統一對其進行上漆，按照順序進行裝配作業。裝配的整體過程中均不需要進行焊接。

有效落實施工現場的準備工作，將消防泵組模塊通過物流運輸的方式輸送到施工現場，其模塊長度、寬度、高度分別為：4.2m、2.7m、3.0m，管道具有質量中、體積大的特點，且十分密集，基于此，在運輸時需要將其進行拆分，使其成為2組模塊，利于運輸。達到現場后需要通過汽車吊從風亭口吊入，并對其進行水平移位，此時可采用手拉葫蘆、滾杠等相關方式進行。

嚴格管控整體運輸過程以及吊裝過程中的安全性問題，避免出現安全隱患問題，對工程施工造成不利影響，按照和實際的設計方案進行，并要求泵注模塊能夠安全就位。

在工廠的裝配方式中，冷凍泵組模塊、冷卻泵組模塊、通常和消防泵注模塊相同，所呈現的區別主要體現在：管道的焊接方式主要采用無縫鋼管進行焊接，在對管道進行下料切割時需要按照模塊化設計圖進行，為提升焊接的整體效率與水平需要采用自動焊接設備進行，完成全部管道后可直接進入裝配作業。

焊接作業中由于管道連接存在不同程度的誤差，并且無法對此進行有效的控制，基于此，在具體裝配時，需要及時發現管段存在的問題，及時調整所出現的偏位或過長情況，確保整體模塊裝配且準確后拆除管段，將其外送進行二次鍍鋅、上漆作業，確保順利完成后，將其輸送回工廠進行二次裝配。

完成裝配后，可繼續運輸、吊裝等工作。冷凍泵組模塊和冷卻泵組模塊的長度、寬度、高度分別為：2.4m、2.7m、2.2m和3.7m、3.0m、2.2m。這兩組的模塊管道數量有限，根據其體積和質量可對兩組模塊能一次運輸吊裝，不需要進行拆分。

結語

泵組模塊化在工廠裝配方面具有較多的優勢與特點。先進的施工機械、舒適的作業環境，無論是裝配效率還是裝配質量，與以往傳統的施工方式相比，都顯著得到了優化，并且在各方面的質量與細節中都能夠滿足工程的優質要求與標準，有效減少了現場施工周期。另外，從成本角度分析，根據當前行業的發展基礎，由于模塊式裝配無法降低成本，當前各個項目機房在設計中也無法實現統一，因而通常都是采用定制模塊化進行生產，相關的成本費用較高。在日后的設計與發展中，可以通過標準化設計，結合項目的各個參數、設備等多方面進行充分的分析并進行設計拆封，確保能夠實現標準統一的模塊，從而提升機房模塊的生產效率，大批量生產，更好地降低成本。通過數字化建造手段能夠更好地促進城市軌道交通機電安裝裝配式的發展與進步。