裝配式大模塊制冷機房管道施工工法工法文本

裝配式大模塊制冷機房管道施工工法1前言本工程制冷機房及空調(diào)水泵房采用BIM裝配化施工，其中制冷機房冷水機組采用“3大2小”的機配置形式，3臺5274kW的水冷離心式冷水機組和2臺1582kW的水冷螺桿式冷水機組。因地下室場地限制，常規(guī)安裝方式為支架與管段運至機房后，先將管道支架安裝完畢后再開始單段管道吊裝安裝?？紤]到本工程工期緊張、單根管道吊裝安裝既費時又不安全，因此制冷機房裝配式施工時，經(jīng)過多方研究論證，革新施工方法，先在機房地面組裝管道支架平臺，后進行多根管線在平臺上安裝固定，利用多臺電動葫蘆將此模塊整體同步吊裝至安裝高度，最后進行支架支腿的安裝固定。制冷機房支架與管道整體模塊單次起吊重量達28噸，吊點的設(shè)置、支架平臺的節(jié)點設(shè)計、結(jié)構(gòu)承重等經(jīng)過大量的嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)計算，工序反復(fù)進行模擬，制冷機房裝配式大模塊管道施工耗時僅6天完成全部工作，大大縮短了施工周期，創(chuàng)造了諸多行業(yè)之最。裝配式大模塊制冷機房管道施工，將常規(guī)的現(xiàn)場加工制作的管道施工轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎霉S預(yù)制的管段和現(xiàn)場大模塊裝配整體抬吊方式完成，其核心工藝為通過合理的模塊切割將機房內(nèi)支架和管線分為若干大模塊，通過整體組裝，同步吊裝就，實現(xiàn)模塊產(chǎn)品的機械化、流水化、專業(yè)化生產(chǎn)，減少現(xiàn)場工作量，降低現(xiàn)場條件的不利影響，避免大量高空作業(yè)及安全隱患，提高效率、節(jié)約工期、降低材料損耗并提高工程質(zhì)量。與傳統(tǒng)施工方法相比，工期縮短近90%；管線材料費節(jié)約近15%；人工費降低近50%，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。2工法特點2.1大模塊組裝、同步吊裝本工程制冷機房內(nèi)管線按照機組排布方式將其分為2個模塊，模塊一管線對接3臺離心機組，其中DN700、DN350冷卻水管道及DN600冷凍水管道共計10t，HW250*250型鋼支架及附屬鋼構(gòu)件重量為18t，共計28t；模塊二管線對接2臺螺桿機組，其中DN350冷卻水及DN600、DN300冷凍水管道共計5t,HW250*250型鋼支架重量為7t，共計12t。支架與管段運至冷凍機房后進行模塊化組裝，先將支架平臺焊接組對完成，利用叉車配合電動葫蘆將管段放置支架上固定，為防止模塊在吊裝過程中傾覆，盡量保持伸出支架橫擔(dān)外管段保持重量相同，以便吊裝過程中保證左右平衡，管段與支架3重固定，首先采用正式U型卡固定管段，橫擔(dān)處用角鋼點焊加固管段，防止其晃動，最后采用鋼絲繩緊縛管段，固定牢固后采用電動葫蘆同步提升將支架與管線同步吊裝至安裝標(biāo)高，立柱直立后與支架平臺下鋼板處螺栓緊固，定位完成后立柱與支架平臺及地面預(yù)埋板焊接固定。2.23D掃描技術(shù)由于現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)施工、設(shè)備基礎(chǔ)施工、設(shè)備安裝、手動測量和采集數(shù)據(jù)等過程均可能產(chǎn)生較大誤差，這些誤差會對預(yù)制模塊的準(zhǔn)確裝配產(chǎn)生不利影響。為保證模型與制冷機房實體的匹配精度，項目部采用了3D掃描技術(shù)，將機房現(xiàn)場實況準(zhǔn)確地掃描并導(dǎo)入到BIM模型中，再對模型進行反復(fù)校核，實現(xiàn)模型與機房實體保持一致，保證了建模精度，從而提高模塊預(yù)制和裝配化安裝質(zhì)量。項目中所采用的3D掃描儀及對制冷機房實施3D掃描后建立的點云圖。2.3管線工廠化預(yù)制項目通過提前三個月介入深化設(shè)計階段，采用BIM技術(shù)對機房模型進行提前深化設(shè)計，并進行分區(qū)分段，將制冷機房拆分為多個獨立的小單元，對裝配式機房模塊管道采用場外預(yù)制加工方式，提前一個月在工廠內(nèi)就行加工，降低了在現(xiàn)場加工的時間，使得在現(xiàn)場施工的時間大大縮短，最大限度的縮短了施工工期。場外加工設(shè)備先進，采用自動切割、自動焊接、自動除銹等先進工藝，預(yù)制效率高，大大的提高了勞動生產(chǎn)效率。質(zhì)量控制比較容易實現(xiàn)，質(zhì)量易得到保證。3適用范圍裝配式機房內(nèi)管道大模塊施工工法適用于大型會議中心、展覽中心、醫(yī)院、大型商業(yè)綜合體、機場等運輸通道較小、機房空間狹窄以及無法將廠房整體預(yù)制好的模塊運輸至機房內(nèi)等工況。通過合理切割模塊，將模塊在機房地面組裝，先組裝管道支架平臺，后進行管線拼裝與支架平臺固定，再利用電動葫蘆或液壓提升裝置等方式將此模塊整體同步吊裝就位。采用裝配化+大模塊施工不僅促進生產(chǎn)進度，也是質(zhì)量保證的一大利器，保障施工安全，其施工提高加工精度，簡化繁瑣工序，將傳統(tǒng)工序不可調(diào)和的施工誤差消化在模塊加工階段，先進加工機具的使用，減少了人力投入，也大大提高了半成品的質(zhì)量及觀感，裝配化施工在本工程成功應(yīng)用，值得總結(jié)、借鑒。4工藝原理本項目存在工期緊、要求高、任務(wù)重等特點，為節(jié)約工期、提高工程質(zhì)量，此項目制冷機房運用多項新工藝、新技術(shù)。4.13D掃描技術(shù)采用“3D掃描技術(shù)”將機房現(xiàn)場情況真實準(zhǔn)確地導(dǎo)入到BIM模型當(dāng)中，對模型進行調(diào)整，從而實現(xiàn)模型與機房實體保持一致，保證建模精度，確保模塊工廠化預(yù)制現(xiàn)場裝配的精度。4.2BIM工廠預(yù)制化裝配施工采用“BIM+工廠預(yù)制化裝配施工”技術(shù)，制冷機房通過BIM方案深化，過程綜合考慮了規(guī)范要求、機房設(shè)備布置、機房管線排布、操作和檢修空間、人員通道、整體觀感效果等，在深化完成后，預(yù)制加工圖出圖時，采用化工單線圖出圖模式，出具機房單線圖89張。通過BIM工廠流水線化預(yù)制加工工藝，采用自動切割、自動焊接、自動除銹等先進工藝，預(yù)制效率高，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工人現(xiàn)場制作，實行工廠預(yù)制、現(xiàn)場裝配，將機房施工變得程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，大大提高了工作效率，改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境，降低了安全事故，提高了工程質(zhì)量。4.3機房內(nèi)大模塊拼裝+同步吊裝采用“機房內(nèi)大模塊拼裝+同步吊裝”技術(shù)，將通過合理的模塊劃分，將制冷機房切割為兩個大模塊單元，每個模塊先在機房地面組裝管道支架平臺，后進行管線拼裝與支架平臺固定，再利用電動葫蘆將此模塊整體同步吊裝就位，最后立柱與支架平臺精確定位固定。模塊1總重28t，支架平臺均勻設(shè)置8個吊點，設(shè)置8臺10t電動葫蘆，將此模塊同步吊裝就位；模塊2總重12t，均勻分布4個吊點，采用4個5t電動葫蘆同步吊裝就位。5工藝流程與操作要點5.1機房內(nèi)大模塊施工工藝流程圖5.1制冷機房大模塊施工工藝流程圖5.2裝配式及大模塊制冷機房管道操作要點5.2.1機房測量為確保模塊工廠化預(yù)制現(xiàn)場裝配的精度與質(zhì)量，采用3D掃描儀及對冷凍機房實施3D掃描后建立的點云圖如下圖所示：圖5.2.13D掃描儀圖5.2.2施工準(zhǔn)備依據(jù)工程合同、設(shè)計文件、相應(yīng)的施工規(guī)范以及設(shè)計交底記錄編制管道施工方案。作為施工指導(dǎo)文件，施工方案的編制要求具有針對性及可操作性，能夠切實起到指導(dǎo)施工的作用。施工技術(shù)交底：管道施工開始前，應(yīng)由技術(shù)員對施工人員進行技術(shù)交底。對于場外預(yù)制管道，首先對所與的管段進行材料歸類采購，堆放，施工的機具、施工平臺進行整理，機器設(shè)備進行調(diào)試。按單線圖管線號編制焊口號及用料卡，按用料卡配置用料，按單線圖進行下料加工，預(yù)制管段要考慮方便場地運輸、吊裝安裝就位要求，管段固定口需現(xiàn)場對口焊接處管段要留適當(dāng)留有余量，以調(diào)整土建施工、設(shè)備安裝帶來的誤差。現(xiàn)場支架采用HW250*250型鋼落地生根支架，由采用20mm厚鋼板與M16*100膨脹螺栓固定，型鋼角焊固定至鋼板上。在樓板或混凝土結(jié)構(gòu)梁上畫線，確定支架及螺栓孔位置。閥門安裝前必須進行強度和嚴(yán)密性試驗，閥門的強度試驗應(yīng)符合設(shè)計及技術(shù)規(guī)范的要求。5.2.3工廠預(yù)制工廠接到BIM深化設(shè)計的單線圖后，根據(jù)所給的管線尺寸采用自動切割機切割管段，切割完成管段破口打磨后與法蘭及管段組對。圖5.2.3-1加工場預(yù)制組對焊接圖圖5.2.3-2加工場預(yù)制組對焊接圖管道焊接（1）焊接施工質(zhì)量要求如下管道坡口加工采用機械方法。一般管道坡口要求：壁厚≥4mm的管道（件）對接前，管道（件）要進行坡口，坡口角度以55～65度為宜，坡口及其內(nèi)外表面清理范圍：≥20mm。本工程管道現(xiàn)場對接焊縫采用V型坡口。（2）管子或管件對接焊口的組對應(yīng)做到內(nèi)壁齊平，內(nèi)壁錯邊量不應(yīng)大于母材厚度的10%，且不應(yīng)大于2mm。管道完成組對后應(yīng)及時清除對口角鋼及其焊疤，清理焊縫周邊的焊渣飛濺。管道內(nèi)潔及封堵是預(yù)制管段出廠前的最后一道工序，需經(jīng)專職質(zhì)檢人員及管段管理人員驗收后方能出廠或交給下道工序。（3）焊接工藝要求：焊接接頭組對前，應(yīng)用手工或機械方法清理其內(nèi)外表面，在坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)不得有油漆、毛刺、銹斑、氧化皮及其他對焊接過程有害的物質(zhì)。（4）焊接質(zhì)量要求：焊縫焊接完畢后應(yīng)立即去除焊接藥皮、飛濺等，清理焊縫表面，焊工自檢合格后由質(zhì)量檢驗員對焊縫表面進行檢查。焊縫及熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。5.2.4預(yù)制管段驗收（1）預(yù)制管段尺寸應(yīng)符合圖紙要求，預(yù)制管段中標(biāo)識（管線號、管段號、焊口編號等）與圖紙相符。（2）預(yù)制管段的尺寸應(yīng)能滿足場地運輸和吊裝要求。（3）預(yù)制管段外觀檢查符合規(guī)范要求，焊口已按圖紙要求委托無損檢測，檢測結(jié)果符合圖紙和規(guī)范要求。（4）預(yù)制管段內(nèi)壁清潔度符合設(shè)計要求，油脂含量符合規(guī)范要求，管道內(nèi)壁干燥無水珠。（5）預(yù)制管段驗收以目測、抽查、程序資料檢查為主。（6）驗收合格后，預(yù)制管段應(yīng)及時封存，防止二次污染。圖5.2.4-1預(yù)制完成管段圖圖5.2.4-2預(yù)制完成管段圖5.2.5機房內(nèi)大模塊拼裝吊裝根據(jù)現(xiàn)場實際情況冷凍機房內(nèi)管段安裝主要分為2個模塊，模塊1呈矩形架構(gòu)，長20m，寬6m，支架與管道重28t，模塊二呈矩形架構(gòu)，長8m，寬4m，支架與管道重12t，模塊一詳見下圖：圖5.2.5-1模塊一示意圖模塊1總重28t，支架與管段運至冷凍機房后進行模塊化組裝，將6根預(yù)制完成的支架平臺鋪至地面，利用叉車配合電動葫蘆將管段放置支架上固定，為防止模塊在吊裝過程中傾覆，盡量保持伸出支架橫擔(dān)外管段保持重量相同，以便吊裝過程中保證左右平衡，管段與支架3重固定，首先采用正式U型卡固定管段，橫擔(dān)處用角鋼點焊加固管段，防止其晃動，最后采用鋼絲繩緊縛管段，以保持整體穩(wěn)固詳見下圖。圖5.2.5-2管道固定示意圖模塊一吊裝采用8臺10t電動葫蘆整體吊裝，頂部鋼骨架焊接8個吊鉤，與鋼架角焊固定，吊鉤下懸掛電動葫蘆，葫蘆掛鉤與模塊一型鋼支架橫擔(dān)8個點位固定牢固，固定牢固后8臺電動葫蘆同步拉伸至安裝標(biāo)高，再將支架立柱直立焊接到鋼板上，8個立柱安裝完成后再將立柱與橫擔(dān)螺栓緊固，定位完成后焊接固定，吊裝示意圖詳見下圖：圖5.2.4-4管道吊裝示意圖模塊2總重12t，采用上述相同方式吊裝就位。6材料與設(shè)備6.13D掃描儀3D掃描儀是一種科學(xué)儀器，用來偵測并分析現(xiàn)實世界中物體或環(huán)境的形狀（幾何構(gòu)造）與外觀數(shù)據(jù)，本工程采用3D掃描儀及對冷凍機房實施3D掃描后建立的點云圖，提供相關(guān)數(shù)據(jù)給BIM設(shè)計部門進行管線優(yōu)化。6.2工廠預(yù)制設(shè)備管道運輸至加工廠后，按照單線圖采用自動切割機切割至所需尺寸的管段，通過起重機械將管段吊裝至自動焊機操作平臺上，焊接完成后，將預(yù)制完成后的管段，進入拋丸機內(nèi)進行除銹，除銹完成后進行刷漆。6.3其他設(shè)備采用叉車將管段輸送至制冷機房，利用力矩扳手對管段法蘭螺栓進行緊固，采用激光水平儀對現(xiàn)場模塊進行整體測量，電動葫蘆對模塊進行整體吊裝。圖6.3-2叉車圖6.3-3力矩扳手圖6.3-4激光水平儀7質(zhì)量控制7.1本工法遵照執(zhí)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)青海國際會展中心制冷機房及空調(diào)水泵房BIM深化圖及單線圖《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50243-2016《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235-2010《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50126-2008《壓縮機、風(fēng)機、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB50275-20107.2質(zhì)量控制要求7.2.1施工承包商技術(shù)、質(zhì)量管理人員應(yīng)于管道預(yù)制前向施工班組進行技術(shù)交底，管道預(yù)制加工應(yīng)按設(shè)計單線圖（管段圖）進行，加工圖上應(yīng)標(biāo)注管線編號、現(xiàn)場組焊位置和調(diào)節(jié)裕量，現(xiàn)場組焊的焊縫應(yīng)便于施焊與檢驗。7.2.2管道預(yù)制加工的每道工序，均應(yīng)核對組成件的標(biāo)識，并做好標(biāo)識的移植工作。7.2.3管道預(yù)制必須在鋼平臺或經(jīng)過硬化處理的地面上進行，預(yù)制完成等待安裝的管道應(yīng)清理內(nèi)部，不得留有沙土、焊渣、鐵屑及其他雜物，封閉兩端妥善存放，并應(yīng)做好檢驗標(biāo)識。7.2.4管道上的開孔應(yīng)在管段安裝前完成。當(dāng)在已安裝的管道上開孔時，管內(nèi)因切割而產(chǎn)生的異物應(yīng)清除干凈。7.2.5管段組對時，不得采用強力對口或加熱管子的方法來消除接口端面的過量間隙、錯邊與不同心等缺陷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些缺陷時，應(yīng)檢查相鄰或相關(guān)管段的尺寸，然后對產(chǎn)生缺陷的部位進行校正和返工。7.2.6為保障裝配式機房管道安裝工程質(zhì)量，根據(jù)各質(zhì)量控制點對工程項目最終質(zhì)量保證影響的重要程度，確定質(zhì)量控制點的檢查級別。質(zhì)量控制點檢查級別共分三級：A、B、C，具體按照表7.2.6的規(guī)定確定。A級為重要質(zhì)量控制點，應(yīng)由業(yè)主或管理方、監(jiān)理單位、施工單位共同檢查。受檢時，應(yīng)由施工單位質(zhì)檢人員自檢合格后，填寫報驗申請表，距檢查時間提前24小時報監(jiān)理工程師和業(yè)主/管理方質(zhì)量代表，經(jīng)同意后按通知時間進行現(xiàn)場檢查確認并簽署質(zhì)量檢查記錄，統(tǒng)一編號、復(fù)制，由各方確認后簽署。B級為較重要控制點，應(yīng)由監(jiān)理單位、施工單位共同檢查。除不需要業(yè)主/管理方質(zhì)量代表參與外，其它均與A級相同。C級為一般質(zhì)量控制點，應(yīng)由施工單位的質(zhì)檢部門進行檢查，對于C級控制點抽檢率不小于20%。由施工單位質(zhì)檢人員檢查確認簽證，其中C級應(yīng)附有相應(yīng)質(zhì)量檢查記錄。表7.2.6-1質(zhì)量控制點序號控制點名稱等級檢查單位備注業(yè)主/管理方監(jiān)理施工單位1材料進場驗收A▲▲▲2管段切割C▲3坡口加工B▲▲4檢查焊條B▲▲5管道焊接B▲▲6焊縫外觀檢查B▲▲7管道拋丸除銹A▲▲▲8管道刷漆B▲▲9支架預(yù)制安裝B▲▲10管道組對B▲▲11閥門試驗A▲▲▲12螺栓緊固B▲▲13試壓前檢查B▲▲14壓力試驗A▲▲▲15保溫前檢查及保溫AR▲▲▲16最終外觀檢查A▲▲▲8安全措施本工程裝配式機房施工主要分為場外預(yù)制加工、場內(nèi)吊裝施工兩個區(qū)域，項目部建立完善的裝配式施工安全監(jiān)管組織機構(gòu)，成立以項目經(jīng)理為組長，安全總監(jiān)、技術(shù)負責(zé)人、項目執(zhí)行經(jīng)理、質(zhì)量總監(jiān)等為副組長，各關(guān)鍵崗位、專業(yè)負責(zé)人、技術(shù)員及專業(yè)分包、勞務(wù)分包單位負責(zé)人為組員的安全生產(chǎn)管理領(lǐng)導(dǎo)小組。全面負責(zé)裝配式機房的安全生產(chǎn)工作，確保各關(guān)鍵工序有專人監(jiān)管，安全措施投入到位。8.1進入現(xiàn)場前要進行入場前安全教育，對作業(yè)人員要進行安全技術(shù)交底。8.2起重機械保險裝置齊全有效，并取得當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的許可證，入場經(jīng)過驗收合格后方可使用。8.3吊裝用的鋼絲繩、鎖具、吊具符合吊裝方案及安全標(biāo)準(zhǔn)。8.4關(guān)鍵施工部位應(yīng)掛有明顯的安全警示牌，設(shè)備吊裝時應(yīng)用安全警示帶將吊裝區(qū)域進行隔離。設(shè)備、部件的吊裝過程中相關(guān)的工程技術(shù)人員和安全員必須在場進行吊裝過程的安全監(jiān)督工作。8.5使用手持電動機具要使用個人防護用品，不得隨意接長電源，開關(guān)箱與手持電動機具距離不超過3m。8.6將嚴(yán)格執(zhí)行《現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》和《建設(shè)工程施工現(xiàn)場安全防護、場容衛(wèi)生及消防保衛(wèi)標(biāo)準(zhǔn)》要求，采用TN-S配電系統(tǒng)，實行三級配電逐級保護系統(tǒng)，并安排專業(yè)電工24h維護檢修，確保安全用電無事故。臨時用電由具備相應(yīng)專業(yè)資質(zhì)的持證專業(yè)人員管理。9環(huán)保措施9.1剩余料具、包裝及時回收、清退，對可再利用的廢棄物盡量回收利用，各類垃圾及時清掃、清運，不得隨意傾倒。無法再次利用的廢棄物分類堆放，并設(shè)圍擋、標(biāo)識，明確責(zé)任人，定期統(tǒng)一處理，不在施工現(xiàn)場焚燒各種垃圾及廢棄物。9.2施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行公司的環(huán)境保護管理體系文件，施工負責(zé)人必須親自負責(zé)抓好施工現(xiàn)場的環(huán)境管理，分工明確，責(zé)任到人。9.3施工中的焊條頭、各種邊角料要分類集中堆放，并定期回收到指定地點保管，不得隨意亂扔。9.4施工班組長和具體操作人每日施工完畢后，應(yīng)將施工垃圾及時回收統(tǒng)一交供應(yīng)人員集中棄置。9.5作業(yè)班組對材料、邊角廢料、建筑垃圾、落地灰及各種包裝物等，應(yīng)做到“落手清”，并在每日下班前對工機具、建筑垃圾進行一次集中清理，按指定的地點分類堆置，保持現(xiàn)場清潔。9.6設(shè)備、門架吊裝就位后，要及時清理墊設(shè)備、門架的道木和鞍座，做到工完料盡場地清。9.7對施工用過的油手套、油棉紗等廢棄物應(yīng)與其他一般廢棄物分開，放入現(xiàn)場的危險固廢桶內(nèi)，集中處理。起吊設(shè)備必須保持性能完好，不得漏油污染地面。10效益分析10.1經(jīng)濟效益通過制冷機房BIM+裝配化施工結(jié)合大模塊整體拼裝吊裝就位的施工方法，將常規(guī)的現(xiàn)場管道施工轉(zhuǎn)變?yōu)楣S預(yù)制和現(xiàn)場裝配吊裝，使大部分工作在工廠完成，實現(xiàn)模塊產(chǎn)品的機械化、流水化、專業(yè)化生產(chǎn)，減少現(xiàn)場工作量，降低現(xiàn)場條件的不利影響，避免大量高空作業(yè)及安全隱患，提高效率、節(jié)約工期、降低材料損耗并提高工程質(zhì)量。項目通過提前三個月介入深化設(shè)計階段，提前一個月在工廠內(nèi)就行加工，降低了在現(xiàn)場加工的時間，使得在現(xiàn)場施工的時間大大縮短，最大限度的縮短了施工工期