BIM技術(shù)在管道預(yù)制組合中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在管道預(yù)制組合中的應(yīng)用作者：田華（中建五局工業(yè)設(shè)備安裝有限公司湖南省長(zhǎng)沙市中意一路158號(hào)中建大廈20樓410004）摘要：預(yù)制加工技術(shù)作為衡量一個(gè)機(jī)電施工企業(yè)先進(jìn)程度的重要指標(biāo)，勢(shì)必逐漸受到各施工企業(yè)的重視，采用BIM技術(shù)與管道預(yù)制加工組合安裝相結(jié)合的方式進(jìn)行管道工程建設(shè)，提高了預(yù)制加工圖的精度和制作預(yù)制加工圖的效率，加深了管道預(yù)制加工的工廠化程度，進(jìn)一步提高了管道預(yù)制加工的精度，為預(yù)制加工技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)新的方向。關(guān)鍵詞：BIM施工模型預(yù)制加工圖預(yù)制加工組合安裝近年來(lái)我國(guó)機(jī)電安裝行業(yè)管道安裝技無(wú)重大突破，依舊停留在現(xiàn)場(chǎng)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精確導(dǎo)致預(yù)制加工圖的精確度低和預(yù)制加工圖制作方法繁瑣致使制作預(yù)制加工圖的效率不高，限制了預(yù)制加工的深度和發(fā)展。目前制造行業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都很高，其中部分原因是利用數(shù)字化數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)了制造方法的工廠化、自動(dòng)化。同樣，BIM技術(shù)結(jié)合工廠化預(yù)制加工和現(xiàn)場(chǎng)組合安裝也能夠提高機(jī)電安裝行業(yè)的生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量。建筑機(jī)電安裝工程中的許多構(gòu)件可以異地工廠化預(yù)制加工，然后運(yùn)到建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，裝配到建筑中（例如風(fēng)管、管道、橋架和電氣母線等構(gòu)件）[1]。管道工程中管道預(yù)制加工與組合安裝的分離勢(shì)在必行，如何將管道預(yù)制技術(shù)有效的運(yùn)用到管道預(yù)制工廠和管道預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)，提高管道工程建設(shè)的質(zhì)量水平，縮短管道工程建設(shè)的工期，降低管道工程建設(shè)的成本，是目前行業(yè)急需解決的技術(shù)問(wèn)題。為了提高預(yù)制加工圖的精度和制作預(yù)制加工圖的效率，加深管道預(yù)制加工的工廠化程度，進(jìn)一步提高管道預(yù)制加工的精度，我司在無(wú)錫恒隆廣場(chǎng)項(xiàng)目中將BIM技術(shù)延伸應(yīng)用到預(yù)制加工中，采用BIM技術(shù)與管道預(yù)制加工組合安裝相結(jié)合的方式進(jìn)行管道工程建設(shè)，為預(yù)制加工的發(fā)展提供了一個(gè)新的方向。其總體流程為首先用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，其次用深化設(shè)計(jì)的成果施工模型制作出預(yù)制加工圖及清單，再次根據(jù)預(yù)制加工圖及清單進(jìn)行預(yù)制加工，最后將預(yù)制件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)施工模型的定位進(jìn)行組合安裝。現(xiàn)以無(wú)錫恒隆廣場(chǎng)綜合發(fā)展項(xiàng)目為例來(lái)介紹BIM技術(shù)在管道預(yù)制加工和組合安裝中的應(yīng)用。一、運(yùn)用BIMM技術(shù)進(jìn)行深深化設(shè)計(jì)無(wú)錫恒隆廣場(chǎng)綜綜合發(fā)展項(xiàng)目目位于無(wú)錫市市崇安區(qū)中心心位置的東大大街地塊，北北臨人民中路路，南向后西西溪，西至健健康路，東側(cè)側(cè)為規(guī)劃道路路，四面臨街街，占地面積積約3.7萬(wàn)萬(wàn)平方米，地地上建筑面積積為24.33萬(wàn)平方米，地地下建筑面積積為14.77萬(wàn)平方米。項(xiàng)項(xiàng)目包括一大型高級(jí)購(gòu)購(gòu)物中心，兩兩幢高層辦公公大樓集停車(chē)車(chē)庫(kù)。購(gòu)物中中心共有地上上7層，樓高高約44米。其其中一座辦公公樓（1）共共有44層（包包括裙樓），樓樓高約2500米。另一幢幢辦公樓（22）共有333層（包括裙裙樓），樓高高約200米米。購(gòu)物中心心及兩座辦公公樓另設(shè)四層層地下室及局局部一層地下下夾層，開(kāi)挖挖深度約233米。我司為為此項(xiàng)目地庫(kù)庫(kù)裙樓部分的的機(jī)電總承包包商，地庫(kù)裙裙樓部分建筑筑面積20..8萬(wàn)平方米米。本工程體體量大，預(yù)留留給機(jī)電的施施工周期短；；合同圖紙粗粗略，深化設(shè)設(shè)計(jì)難度大；；專(zhuān)業(yè)覆蓋面面廣，專(zhuān)業(yè)交交叉施工協(xié)調(diào)調(diào)難度大；機(jī)機(jī)電管線分布布密集，施工工難度大；邊邊設(shè)計(jì)邊施工工，圖紙變更更頻繁，施工工管理要求高高；土建施工工混亂，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)配合要求高高。為了解決決上述難題我我司采用BIIM技術(shù)來(lái)進(jìn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)計(jì)及施工管理，充充分挖掘BIIM技術(shù)的價(jià)價(jià)值，將BIIM技術(shù)拓展展到工廠化預(yù)預(yù)制中去，取得了了較好的效果果。在制作管道預(yù)制制加工圖之前前，必須利用BIM技術(shù)對(duì)對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)構(gòu)、電氣、暖暖通、給排水水、消防、弱弱電等各專(zhuān)業(yè)業(yè)的構(gòu)件、管線、設(shè)備建模并并進(jìn)行管線綜綜合平衡深化化設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)“錯(cuò)、漏、碰碰、缺”等設(shè)設(shè)計(jì)問(wèn)題和各專(zhuān)業(yè)碰撞的地方并進(jìn)行方案優(yōu)化化及碰撞協(xié)調(diào)，直到消消除所有問(wèn)題及碰撞撞為止。此步步工作不能只停留在模型型及圖紙層面上上，一定要到到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)進(jìn)行比較核對(duì)對(duì)并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)情況修正模模型，純理想化的圖圖紙層面的深深化設(shè)計(jì)，不不考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)際偏差，工廠化化預(yù)制很容易易造成較大的的材料浪費(fèi)。此此步工作是工工廠化預(yù)制的的關(guān)鍵所在。減減少甚至杜絕絕返工是工廠廠化預(yù)制的前前提和基礎(chǔ)，如如果工廠化預(yù)預(yù)制完成后，預(yù)預(yù)制的半成品品直到運(yùn)送到到了現(xiàn)場(chǎng)，才才發(fā)現(xiàn)與實(shí)際際情況不符，那那工程化預(yù)制制就毫無(wú)意義義可言。工廠廠化預(yù)制要想想工作做好，前前期管線綜合合及現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)對(duì)工作非常重重要。運(yùn)用BIM技術(shù)術(shù)進(jìn)行深化設(shè)設(shè)計(jì)的流程如如下圖所示?！\(yùn)用BIM技技術(shù)深化設(shè)計(jì)計(jì)的流程二、管道預(yù)制加加工圖的制作作管道工廠化預(yù)制制是施工企業(yè)業(yè)在項(xiàng)目所在在地（或異地地）建有固定定的管道預(yù)制制加工廠或管道道預(yù)制工作站站，按照流水水線作業(yè)方式式組織施工。在在管道預(yù)制廠廠內(nèi)完成大部部分管道的切切割、組對(duì)、焊焊接、防腐、檢檢驗(yàn)等工作，預(yù)預(yù)制好的管段段送往現(xiàn)場(chǎng)各各個(gè)區(qū)域或工段進(jìn)進(jìn)行組合安裝，在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)只要進(jìn)行行少部分管道道連接、二次次預(yù)制和固定定口焊接。在深化設(shè)計(jì)階段段建管道施工工模型的時(shí)候，預(yù)先就就將施工所需需的管道材質(zhì)質(zhì)、壁厚、規(guī)格格等一些參數(shù)數(shù)輸入到模型當(dāng)中，然然后將模型根根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際際情況進(jìn)行調(diào)調(diào)整，待模型型調(diào)整到與現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)一致的時(shí)時(shí)候再將管道道材質(zhì)、壁厚厚、規(guī)格和長(zhǎng)度等等信息生成一張完整的預(yù)制加工工圖，將圖紙紙送到工廠里里面進(jìn)行管道道的預(yù)制加工工，等實(shí)際施施工時(shí)將預(yù)制制好的管道送送到現(xiàn)場(chǎng)組合合安裝。管道預(yù)預(yù)制過(guò)程的輸輸入是管道安安裝的設(shè)計(jì)圖圖紙，輸出是是預(yù)制成形的的管段，交付付給安裝現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)進(jìn)行組裝[[2]。所以在工工程項(xiàng)目開(kāi)工工前或進(jìn)行過(guò)過(guò)程中，根據(jù)據(jù)深化的管道道施工模型，用軟件件自動(dòng)生成符合合管道工廠預(yù)預(yù)制要求的管管段預(yù)制加工工圖，以及管管道現(xiàn)場(chǎng)安裝裝、管理需要要的圖紙。這這樣可以減少少重復(fù)勞動(dòng)、提提高工作效率率、確保工作作一致性和工工作同步性。能能否采用管段段預(yù)制加工圖來(lái)來(lái)進(jìn)行管道預(yù)預(yù)制是衡量一一個(gè)機(jī)電安裝裝企業(yè)先進(jìn)程程度的重要指指標(biāo)之一[3]。Rebro是日日本專(zhuān)門(mén)為建建筑機(jī)電設(shè)備備專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)的的設(shè)計(jì)軟件及及BIM軟件件，在操控難難易度、模型型的詳細(xì)程度度、專(zhuān)業(yè)化程程度、二維出出圖效果、與與CAD的兼兼容性、材料料統(tǒng)計(jì)清單、預(yù)預(yù)制加工的支支持、對(duì)計(jì)算算機(jī)性能要求求等方面都要要比Reviit好很多。用用Rebroo可進(jìn)行水、暖暖、電和建筑筑結(jié)構(gòu)等各專(zhuān)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)、建建模及綜合，且且綜合平衡好好的模型可以以自動(dòng)進(jìn)行管管段分割、尺尺寸標(biāo)注、管管段編號(hào)最后后導(dǎo)出預(yù)制加加工圖及材料料清單。為了了提高建筑業(yè)業(yè)管道的預(yù)制制化程度，本本工程將經(jīng)過(guò)BIMM技術(shù)進(jìn)行管管線綜合平衡衡深化設(shè)計(jì)后后的BIM施工模型利用Rebro自身身功能智能化的的制作預(yù)制加加工圖及清單單。1、先在Rebbro里用軟件自身身的分割功能能將管道系統(tǒng)統(tǒng)劃分為多個(gè)個(gè)預(yù)制加工段段，再對(duì)每個(gè)個(gè)預(yù)制加工段段進(jìn)行配件定定位、分段切切割等。2、用Rebrro對(duì)分割的的管段、管道道配件進(jìn)行詳詳細(xì)的尺寸標(biāo)標(biāo)注。3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)組組合安裝順序序，用Rebbro對(duì)所有有管道和配件件進(jìn)行自動(dòng)編號(hào)。4、用Rebrro自動(dòng)生成成帶有編號(hào)的的三維軸測(cè)圖圖與帶有管道道長(zhǎng)度及配件件信息的下料料尺表的管道預(yù)制制加工圖，同同時(shí)自動(dòng)生成成材料清單。?管段分割?尺寸標(biāo)注?管段編號(hào)施工模型或施工圖軸測(cè)圖管段預(yù)制加工圖材料統(tǒng)計(jì)表加工統(tǒng)計(jì)表?管段分割?尺寸標(biāo)注?管段編號(hào)施工模型或施工圖軸測(cè)圖管段預(yù)制加工圖材料統(tǒng)計(jì)表加工統(tǒng)計(jì)表施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制加工廠三、管道預(yù)制加加工過(guò)程管道預(yù)制加工圖圖制作完成后后工廠就可以以開(kāi)始進(jìn)行管管段的預(yù)制加加工，預(yù)制既可在異地工廠進(jìn)行行，也可在施施工現(xiàn)場(chǎng)周邊邊區(qū)域設(shè)置預(yù)預(yù)制加工中心心由專(zhuān)門(mén)技術(shù)術(shù)工人進(jìn)行。其加工流程如下圖?！艿李A(yù)制加工工流程圖管道預(yù)制加工中中各道工序都都將盡量采用用機(jī)械設(shè)備進(jìn)進(jìn)行自動(dòng)化加工，如如除銹采用噴噴砂除銹機(jī)、坡口加工采用自動(dòng)動(dòng)坡口機(jī)、管管道彎曲采用用自動(dòng)彎管機(jī)機(jī)、開(kāi)孔采用用自動(dòng)開(kāi)孔機(jī)機(jī)、焊接采用用自動(dòng)焊接設(shè)設(shè)備等，最大程度的的提升自動(dòng)化化水平。開(kāi)孔開(kāi)孔彎管▲預(yù)制加工圖和和管段加工四、管道組合安安裝過(guò)程以BIM模型和和3D施工圖圖代替?zhèn)鹘y(tǒng)二二維圖紙指導(dǎo)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，可以避免現(xiàn)場(chǎng)人員由于圖紙誤讀引起施工出錯(cuò)。在施工現(xiàn)場(chǎng)具備作業(yè)面后，由技術(shù)管理人員利用BIM技術(shù)向?qū)ｉT(mén)安裝管道的技術(shù)工人進(jìn)行管道安裝可視化技術(shù)交底，同時(shí)將帶有管段編號(hào)的施工圖紙發(fā)放給作業(yè)工人，將制作完成帶有編號(hào)的管道預(yù)制段搬運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)按編號(hào)逐一進(jìn)行組合安裝。施工過(guò)程中，作業(yè)工人可以清晰的了解每個(gè)預(yù)制管段的安裝位置、標(biāo)高狀況，從而進(jìn)行精確定位安裝，非常好的控制了施工質(zhì)量。管道組合安裝按按下列程序進(jìn)進(jìn)行：▲管道組合安裝裝流程圖五、管道預(yù)制加加工組合安裝裝的優(yōu)勢(shì)通過(guò)數(shù)字化的工工廠預(yù)制加工工，可以自動(dòng)動(dòng)完成建筑物物構(gòu)件的預(yù)制制，對(duì)工程質(zhì)質(zhì)量安全及經(jīng)濟(jì)效效益等幾方面面有如下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：大大提升了工程程質(zhì)量。預(yù)制制加工工廠因?yàn)椴捎昧魉髯鳂I(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)產(chǎn)，管道的加工、組組對(duì)、焊接、探探傷、熱處理理均在預(yù)制廠廠內(nèi)進(jìn)行，施施工條件比現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)好，同時(shí)時(shí)又最大限度度地采用機(jī)械械，這樣可以以極大地降低低建造誤差提高高施工質(zhì)量。大大縮短現(xiàn)場(chǎng)施施工工期。工工廠化預(yù)制將將部分施工任任務(wù)搬離了施施工現(xiàn)場(chǎng)，在在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電工工作面還沒(méi)有有的時(shí)候預(yù)制制即可提前開(kāi)開(kāi)始，并且大大幅度提高構(gòu)構(gòu)件制造的生生產(chǎn)效率，對(duì)對(duì)于工期緊、任任務(wù)重的機(jī)電電安裝工程可可節(jié)省較多的的施工工作時(shí)時(shí)間。減少了安全事故故發(fā)生的幾率率。因大量工作作轉(zhuǎn)移到工廠廠進(jìn)行，大幅幅度減少了施施工現(xiàn)場(chǎng)高空空作業(yè)和交叉叉作業(yè)的時(shí)間間，保證了施施工安全，減減少了安全事事故發(fā)生的幾幾率。節(jié)約了施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)的加工場(chǎng)地地。工廠化預(yù)預(yù)制將部分施施工任務(wù)搬離離了施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)，可以減少少加工場(chǎng)地對(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的占用用。很多項(xiàng)目目因場(chǎng)地狹小小無(wú)法提供加加工場(chǎng)地，要要求承包方必必須在場(chǎng)外工工廠加工好后后運(yùn)到項(xiàng)目現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝裝，所以工廠廠化預(yù)制加工工可以較好的的解決這個(gè)要要求中的技術(shù)術(shù)質(zhì)量難題。減少工程材料不不合理的損耗耗。首先，可可大量減少管管道配件在施施工現(xiàn)場(chǎng)的損損耗，施工時(shí)時(shí)各專(zhuān)業(yè)人員員眾多，施工工單位太多，施施工人員組成成復(fù)雜，零星星丟失現(xiàn)象不不時(shí)出現(xiàn)，而而預(yù)制的管道道和配件組合合在一起，相相對(duì)來(lái)說(shuō)并不不規(guī)則，其他他兄弟單位隨隨手使用也不不方便，無(wú)論論看管還是零零星存放，都都容易的多。其其次，在預(yù)制制加工廠內(nèi)，構(gòu)構(gòu)件集中加工工，自始至終終由一個(gè)作業(yè)業(yè)組負(fù)責(zé)下料料，做到“量量體取材”，避避免了長(zhǎng)管亂亂截現(xiàn)、大材材小用等現(xiàn)象象。做到合理理使用和管理理材料，節(jié)約約了材料，降降低了成本。工工廠化預(yù)制時(shí)時(shí)對(duì)施工單位位材料無(wú)謂的的損耗意義很很大，尤其是是