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沙市中意一路158號中建大廈20樓410004）摘要：預(yù)制加工技術(shù)作為衡量一個機(jī)電施工企業(yè)先進(jìn)程度的重要指標(biāo)，勢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我國機(jī)電安裝行業(yè)管道安裝技無重大突破，依舊停留在現(xiàn)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)模型實現(xiàn)了制造方法的工廠化、自動化。同樣，BIM技術(shù)結(jié)合工廠化預(yù)制加工和現(xiàn)場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，然后運到建筑施工現(xiàn)場，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在必行，如何將管道預(yù)制技術(shù)有效的運用到管道預(yù)制工廠和管道預(yù)制現(xiàn)場，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，我司在無錫恒隆廣場項目中將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，其次用深化設(shè)計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)制件運到現(xiàn)場根據(jù)施工模型的定位進(jìn)行組合安裝?，F(xiàn)以無錫恒隆廣場綜合發(fā)展項目為例來介紹BIM技術(shù)在管道預(yù)制加工和組合安裝中的應(yīng)用。一、運用BIMM技術(shù)進(jìn)行深深化設(shè)計無錫恒隆廣場綜綜合發(fā)展項目目位于無錫市市崇安區(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3.7萬萬平方米，地地上建筑面積積為24.33萬平方米，地地下建筑面積積為14.77萬平方米。項項目包括一大型高級購購物中心，兩兩幢高層辦公公大樓集停車車庫。購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，開挖挖深度約233米。我司為為此項目地庫庫裙樓部分的的機(jī)電總承包包商，地庫裙裙樓部分建筑筑面積20..8萬平方米米。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)計難度大；；專業(yè)覆蓋面面廣，專業(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)場場配合要求高高。為了解決決上述難題我我司采用BIIM技術(shù)來進(jìn)進(jìn)行深化設(shè)計計及施工管理，充充分挖掘BIIM技術(shù)的價價值，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)對對建筑、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，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)“錯、漏、碰碰、缺”等設(shè)設(shè)計問題和各專業(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)場進(jìn)進(jìn)行比較核對對并根據(jù)現(xiàn)場場情況修正模模型，純理想化的圖圖紙層面的深深化設(shè)計，不不考慮現(xiàn)場實實際偏差，工廠化化預(yù)制很容易易造成較大的的材料浪費。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送到到了現(xiàn)場，才才發(fā)現(xiàn)與實際際情況不符，那那工程化預(yù)制制就毫無意義義可言。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)場核對對工作非常重重要。運用BIM技術(shù)術(shù)進(jìn)行深化設(shè)設(shè)計的流程如如下圖所示?！\用BIM技技術(shù)深化設(shè)計計的流程二、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、焊焊接、防腐、檢檢驗等工作，預(yù)預(yù)制好的管段段送往現(xiàn)場各各個區(qū)域或工段進(jìn)進(jìn)行組合安裝，在現(xiàn)現(xiàn)場只要進(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)計階段段建管道施工工模型的時候，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)場實際際情況進(jìn)行調(diào)調(diào)整，待模型型調(diào)整到與現(xiàn)現(xiàn)場一致的時時候再將管道道材質(zhì)、壁厚厚、規(guī)格和長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，等實際施施工時將預(yù)制制好的管道送送到現(xiàn)場組合合安裝。管道預(yù)預(yù)制過程的輸輸入是管道安安裝的設(shè)計圖圖紙，輸出是是預(yù)制成形的的管段，交付付給安裝現(xiàn)場場進(jìn)行組裝[[2]。所以在工工程項目開工工前或進(jìn)行過過程中，根據(jù)據(jù)深化的管道道施工模型，用軟件件自動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)場安裝裝、管理需要要的圖紙。這這樣可以減少少重復(fù)勞動、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)制加工圖來來進(jìn)行管道預(yù)預(yù)制是衡量一一個機(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是日日本專門為建建筑機(jī)電設(shè)備備專業(yè)開發(fā)的的設(shè)計軟件及及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)計清單、預(yù)預(yù)制加工的支支持、對計算算機(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)等各專專業(yè)的設(shè)計、建建模及綜合，且且綜合平衡好好的模型可以以自動進(jìn)行管管段分割、尺尺寸標(biāo)注、管管段編號最后后導(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BIMM技術(shù)進(jìn)行管管線綜合平衡衡深化設(shè)計后后的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)劃分為多個個預(yù)制加工段段，再對每個個預(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)場組組合安裝順序序，用Rebbro對所有有管道和配件件進(jìn)行自動編號。4、用Rebrro自動生成成帶有編號的的三維軸測圖圖與帶有管道道長度及配件件信息的下料料尺表的管道預(yù)制制加工圖，同同時自動生成成材料清單。?管段分割?尺寸標(biāo)注?管段編號施工模型或施工圖軸測圖管段預(yù)制加工圖材料統(tǒng)計表加工統(tǒng)計表?管段分割?尺寸標(biāo)注?管段編號施工模型或施工圖軸測圖管段預(yù)制加工圖材料統(tǒng)計表加工統(tǒng)計表施工現(xiàn)場預(yù)制加工廠三、管道預(yù)制加加工過程管道預(yù)制加工圖圖制作完成后后工廠就可以以開始進(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)場周邊邊區(qū)域設(shè)置預(yù)預(yù)制加工中心心由專門技術(shù)術(shù)工人進(jìn)行。其加工流程如下圖。▲管道預(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)行自動化加工，如如除銹采用噴噴砂除銹機(jī)、坡口加工采用自動動坡口機(jī)、管管道彎曲采用用自動彎管機(jī)機(jī)、開孔采用用自動開孔機(jī)機(jī)、焊接采用用自動焊接設(shè)設(shè)備等，最大程度的的提升自動化化水平。開孔開孔彎管▲預(yù)制加工圖和和管段加工四、管道組合安安裝過程以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)場施工，可以避免現(xiàn)場人員由于圖紙誤讀引起施工出錯。在施工現(xiàn)場具備作業(yè)面后，由技術(shù)管理人員利用BIM技術(shù)向?qū)ｉT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(yù)制段搬運至施工現(xiàn)場按編號逐一進(jìn)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(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)勢通過數(shù)字化的工工廠預(yù)制加工工，可以自動動完成建筑物物構(gòu)件的預(yù)制制，對工程質(zhì)質(zhì)量安全及經(jīng)濟(jì)效效益等幾方面面有如下優(yōu)點點：大大提升了工程程質(zhì)量。預(yù)制制加工工廠因為采用流水化作作業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)產(chǎn)，管道的加工、組組對、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)場好，同時時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，在在現(xiàn)場機(jī)電工工作面還沒有有的時候預(yù)制制即可提前開開始，并且大大幅度提高構(gòu)構(gòu)件制造的生生產(chǎn)效率，對對于工期緊、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時間。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)場高空空作業(yè)和交叉叉作業(yè)的時間間，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)場場的加工場地地。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)場場，可以減少少加工場地對對現(xiàn)場的占用用。很多項目目因場地狹小小無法提供加加工場地，要要求承包方必必須在場外工工廠加工好后后運到項目現(xiàn)現(xiàn)場進(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)場的損損耗，施工時時各專業(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)象不不時出現(xiàn)，而而預(yù)制的管道道和配件組合合在一起，相相對來說并不不規(guī)則，其他他兄弟單位隨隨手使用也不不方便，無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)制時時對施工單位位材料無謂的的損耗意義很很大，尤其是是