BIM技術在管道預制組合中的應用

1、BIM技術在管道預制組合中的應用作者：田華（中建五局工業(yè)設備安裝有限公司 湖南省長沙市中意一路158號中建大廈20樓 ）摘 要：預制加工技術作為衡量一個機電施工企業(yè)先進程度的重要指標，勢必逐漸受到各施工企業(yè)的重視，采用BIM技術與管道預制加工組合安裝相結合的方式進行管道工程建設，提高了預制加工圖的精度和制作預制加工圖的效率，加深了管道預制加工的工廠化程度，進一步提高了管道預制加工的精度，為預制加工技術的發(fā)展提供了一個新的方向。關鍵詞：BIM 施工模型 預制加工圖 預制加工 組合安裝近年來我國機電安裝行業(yè)管道安裝技無重大突破，依舊停留在現場加工制作的操作模式階段。究其原因，主要是由于管線布置不夠

2、精確導致預制加工圖的精確度低和預制加工圖制作方法繁瑣致使制作預制加工圖的效率不高，限制了預制加工的深度和發(fā)展。目前制造行業(yè)的生產效率和產品質量都很高，其中部分原因是利用數字化數據模型實現了制造方法的工廠化、自動化。同樣，BIM技術結合工廠化預制加工和現場組合安裝也能夠提高機電安裝行業(yè)的生產效率和施工質量。建筑機電安裝工程中的許多構件可以異地工廠化預制加工，然后運到建筑施工現場，裝配到建筑中（例如風管、管道、橋架和電氣母線等構件）1。管道工程中管道預制加工與組合安裝的分離勢在必行，如何將管道預制技術有效的運用到管道預制工廠和管道預制現場，提高管道工程建設的質量水平，縮短管道工程建設的工期，降低管

3、道工程建設的成本，是目前行業(yè)急需解決的技術問題。為了提高預制加工圖的精度和制作預制加工圖的效率，加深管道預制加工的工廠化程度，進一步提高管道預制加工的精度，我司在無錫恒隆廣場項目中將BIM技術延伸應用到預制加工中，采用BIM技術與管道預制加工組合安裝相結合的方式進行管道工程建設，為預制加工的發(fā)展提供了一個新的方向。其總體流程為首先用BIM技術進行深化設計，其次用深化設計的成果施工模型制作出預制加工圖及清單，再次根據預制加工圖及清單進行預制加工，最后將預制件運到現場根據施工模型的定位進行組合安裝?，F以無錫恒隆廣場綜合發(fā)展項目為例來介紹BIM技術在管道預制加工和組合安裝中的應用。一、運用BIM技術

4、進行深化設計無錫恒隆廣場綜合發(fā)展項目位于無錫市崇安區(qū)中心位置的東大街地塊，北臨人民中路，南向后西溪，西至健康路，東側為規(guī)劃道路，四面臨街，占地面積約3.7萬平方米，地上建筑面積為24.3萬平方米，地下建筑面積為14.7萬平方米。項目包括一大型高級購物中心，兩幢高層辦公大樓集停車庫。購物中心共有地上7層，樓高約44米。其中一座辦公樓（1）共有44層（包括裙樓），樓高約250米。另一幢辦公樓（2）共有33層（包括裙樓），樓高約200米。購物中心及兩座辦公樓另設四層地下室及局部一層地下夾層，開挖深度約23米。我司為此項目地庫裙樓部分的機電總承包商，地庫裙樓部分建筑面積20.8萬平方米。本工程體量大，

5、預留給機電的施工周期短；合同圖紙粗略，深化設計難度大；專業(yè)覆蓋面廣，專業(yè)交叉施工協(xié)調難度大；機電管線分布密集，施工難度大；邊設計邊施工，圖紙變更頻繁，施工管理要求高；土建施工混亂，現場配合要求高。為了解決上述難題我司采用BIM技術來進行深化設計及施工管理，充分挖掘BIM技術的價值，將BIM技術拓展到工廠化預制中去，取得了較好的效果。在制作管道預制加工圖之前，必須利用BIM技術對建筑、結構、電氣、暖通、給排水、消防、弱電等各專業(yè)的構件、管線、設備建模并進行管線綜合平衡深化設計，發(fā)現“錯、漏、碰、缺”等設計問題和各專業(yè)碰撞的地方并進行方案優(yōu)化及碰撞協(xié)調，直到消除所有問題及碰撞為止。此步工作不能只停

6、留在模型及圖紙層面上，一定要到施工現場進行比較核對并根據現場情況修正模型，純理想化的圖紙層面的深化設計，不考慮現場實際偏差，工廠化預制很容易造成較大的材料浪費。此步工作是工廠化預制的關鍵所在。減少甚至杜絕返工是工廠化預制的前提和基礎，如果工廠化預制完成后，預制的半成品直到運送到了現場，才發(fā)現與實際情況不符，那工程化預制就毫無意義可言。工廠化預制要想工作做好，前期管線綜合及現場核對工作非常重要。運用BIM技術進行深化設計的流程如下圖所示。運用BIM技術深化設計的流程二、管道預制加工圖的制作管道工廠化預制是施工企業(yè)在項目所在地（或異地）建有固定的管道預制加工廠或管道預制工作站，按照流水線作業(yè)方式組

7、織施工。在管道預制廠內完成大部分管道的切割、組對、焊接、防腐、檢驗等工作，預制好的管段送往現場各個區(qū)域或工段進行組合安裝，在現場只要進行少部分管道連接、二次預制和固定口焊接。在深化設計階段建管道施工模型的時候，預先就將施工所需的管道材質、壁厚、規(guī)格等一些參數輸入到模型當中，然后將模型根據現場實際情況進行調整，待模型調整到與現場一致的時候再將管道材質、壁厚、規(guī)格和長度等信息生成一張完整的預制加工圖，將圖紙送到工廠里面進行管道的預制加工，等實際施工時將預制好的管道送到現場組合安裝。管道預制過程的輸入是管道安裝的設計圖紙，輸出是預制成形的管段，交付給安裝現場進行組裝2。所以在工程項目開工前或進行過程

8、中，根據深化的管道施工模型，用軟件自動生成符合管道工廠預制要求的管段預制加工圖，以及管道現場安裝、管理需要的圖紙。這樣可以減少重復勞動、提高工作效率、確保工作一致性和工作同步性。能否采用管段預制加工圖來進行管道預制是衡量一個機電安裝企業(yè)先進程度的重要指標之一3。Rebro是日本專門為建筑機電設備專業(yè)開發(fā)的設計軟件及BIM軟件，在操控難易度、模型的詳細程度、專業(yè)化程度、二維出圖效果、與CAD的兼容性、材料統(tǒng)計清單、預制加工的支持、對計算機性能要求等方面都要比Revit好很多。用Rebro可進行水、暖、電和建筑結構等各專業(yè)的設計、建模及綜合，且綜合平衡好的模型可以自動進行管段分割、尺寸標注、管段編

9、號最后導出預制加工圖及材料清單。為了提高建筑業(yè)管道的預制化程度，本工程將經過BIM技術進行管線綜合平衡深化設計后的BIM施工模型利用Rebro自身功能智能化的制作預制加工圖及清單。1、先在Rebro里用軟件自身的分割功能將管道系統(tǒng)劃分為多個預制加工段，再對每個預制加工段進行配件定位、分段切割等。 2、用Rebro對分割的管段、管道配件進行詳細的尺寸標注。3、根據現場組合安裝順序，用Rebro對所有管道和配件進行自動編號。4、用Rebro自動生成帶有編號的三維軸測圖與帶有管道長度及配件信息的下料尺表的管道預制加工圖，同時自動生成材料清單。管段分割尺寸標注管段編號施工模型或施工圖軸測圖管段預制加工

10、圖材料統(tǒng)計表加工統(tǒng)計表施工現場預制加工廠從施工模型輸出各種加工單據三、管道預制加工過程管道預制加工圖制作完成后工廠就可以開始進行管段的預制加工，預制既可在異地工廠進行，也可在施工現場周邊區(qū)域設置預制加工中心由專門技術工人進行。其加工流程如下圖。管道預制加工流程圖管道預制加工中各道工序都將盡量采用機械設備進行自動化加工，如除銹采用噴砂除銹機、坡口加工采用自動坡口機、管道彎曲采用自動彎管機、開孔采用自動開孔機、焊接采用自動焊接設備等，最大程度的提升自動化水平。開孔彎管預制加工圖和管段加工四、管道組合安裝過程以BIM模型和3D施工圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維圖紙指導現場施工，可以避免現場人員由于圖紙誤讀引起施工出

11、錯。在施工現場具備作業(yè)面后，由技術管理人員利用BIM技術向專門安裝管道的技術工人進行管道安裝可視化技術交底，同時將帶有管段編號的施工圖紙發(fā)放給作業(yè)工人，將制作完成帶有編號的管道預制段搬運至施工現場按編號逐一進行組合安裝。施工過程中，作業(yè)工人可以清晰的了解每個預制管段的安裝位置、標高狀況，從而進行精確定位安裝，非常好的控制了施工質量。管道組合安裝按下列程序進行：管道組合安裝流程圖五、管道預制加工組合安裝的優(yōu)勢通過數字化的工廠預制加工，可以自動完成建筑物構件的預制，對工程質量安全及經濟效益等幾方面有如下優(yōu)點：1、 大大提升了工程質量。預制加工工廠因為采用流水化作業(yè)、標準化生產，管道的加工、組對、焊

12、接、探傷、熱處理均在預制廠內進行，施工條件比現場好，同時又最大限度地采用機械，這樣可以極大地降低建造誤差提高施工質量。2、 大大縮短現場施工工期。工廠化預制將部分施工任務搬離了施工現場，在現場機電工作面還沒有的時候預制即可提前開始，并且大幅度提高構件制造的生產效率，對于工期緊、任務重的機電安裝工程可節(jié)省較多的施工工作時間。3、 減少了安全事故發(fā)生的幾率。因大量工作轉移到工廠進行，大幅度減少了施工現場高空作業(yè)和交叉作業(yè)的時間，保證了施工安全，減少了安全事故發(fā)生的幾率。4、 節(jié)約了施工現場的加工場地。工廠化預制將部分施工任務搬離了施工現場，可以減少加工場地對現場的占用。很多項目因場地狹小無法提供加工場地，要求承包方必須在場外工廠加工好后運到項目現場進行安裝，所以工廠化預制加工可以較好的解決這個要求中的技術質量難題。5、 減少工程材料不合理的損耗。首先，可大量減少管道配件在施工現場的損耗，施工時各專業(yè)人員眾多，施工單位太多，施工人員組成復雜，零星丟失現象不時出現，而預制的管道和配件組合在一起，相對來說并不規(guī)則，其他兄弟單位隨手使用也不方便，無論看管還是零星存放，都容易的多。其次，在預制加工廠內，構件集中加工，自始至終由一個作業(yè)組負責下料，做到“量體取材”，避免了長管亂截現、大材小用等現象。做到合理使用