一种基于BIM的地铁车站冷水机房装配式施工方法与流程

本发明属于地铁配套设备施工技术领域，具体涉及一种基于bim的地铁车站冷水机房装配式施工方法。

背景技术：

本项目中冷水机房所有设备及管线采用三维激光扫描设备进行三维立体精准bim模型的建模，对冷水机房机电安装bim模型，在充分考虑成本节省，节能、后期运营检修维护、后期增加机房增加等前提下进行综合优化，对优化后设备及管线bim模型按照施工工序，运输通道，现场位置进行模块划分及编号，通过预制工厂对各系统各类模块的自动化加工和预制，并对预制的构件进行模块化组装，按照安装顺序和前期策划的编号对各模块进行系统二维码的信息输入和粘贴，采用物流化集成运输至施工现场，通过专业化公司吊装至地下车站并采取自动化机械设备运输至冷水机房，通过施工人员采用螺栓对各模块进行连接和固定，对各模块进行集成式组合，改变了传统冷水机房施工设备就位后手工施工，管线量一段安装一段安装方法，减少人为的质量缺陷和安全风险，更多考虑现场施工环境，施工质量、施工工期、施工成本，高效率高质量的完成冷水机房内机电安装施工内容。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于bim的地铁车站冷水机房装配式施工方法，以实现高效率高质量的完成冷水机房内机电安装施工。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于bim的地铁车站冷水机房装配式施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基于bim技术,先由设备厂家提供设备尺寸参数，在电脑中建立组库完成初步模型和全专业深化设计；

步骤2、利用三维激光扫描仪对车站冷水机房空间结构、墙体、地面以及冷水机房所有设备、管线进行实体扫描，行成模块导入三维坐标体系；

步骤3、将步骤2)得到的数据与bim技术配合，精确bim设计尺寸，调整步骤1初期的bim建模尺寸；

步骤4、出具达到机械加工精度的装配施工图纸，并确认bim二次深化图纸；

步骤5、将机房中设备、管线、支架安装实体，在bim设计图纸中根据管道走向、位置、标高采用软件进行整体模拟后分节模拟，然后导出分节的详图，进行编码、分成多个系统、若干模块，根据编码和划分的模块形成节点详图，将每个模块的详细尺寸参数进行汇总整理，分批次将数据导入焊接机器人；

步骤6、采用数字化管道生产线，采用管道焊接机器人，切口、数控相贯线、组对及焊接设备，这些设备能根据输入其中的数据进行管道切割并焊接成既定形状，制成管节，首先进行精准化下料，将设计好的图形输入电脑，在电脑中利用方菱管套料软件指导设备切割焊接，可以保证管道切口一次成型，然后将管道实际尺寸输入设备，调整管道相交形式，显示相交线，在相贯线设备上利用tubecutter软件进行精准挖孔、切割，加工节点；

步骤7、将加工完成的实体，按照划分的系统和模块对照划分编号顺序装车打包，利用专业吊装将设备调入车站；

步骤8、待设备及模块进入车站后，采用先进的机械倒运至冷水机房，按照bim事先的组装图纸按照划分系统、编码进行组技术交底、安全技术交底、再依次按照图纸进行模块化组装，借助二维码技术，对模块构件进行编号设计，赋予其唯一的身份信息，即识别id，并完善后台信息；

步骤9、通过扫描步骤8的id可以快速的直观的查看构件信息、安装位置、上下关系，实现安装。

本发明的有益效果是：

1)通过扫描可以快速的直观的查看构件信息、安装位置、上下游关系，实现“傻瓜式”操作，提高装配效率和准确率，bim技术人员、各专业技术人员、各厂家全程参与、沟通、协调、控制好施工过程中难点、要点，确保质量，过程中采用无动火作业。装配式施工改变了传统”测量一段,安装一段”的施工模式,安装人员根据装配图,以”搭积木”的方式完成安装任务。同时施工过程中安全隐患少、对于车站内环境污染少；

2)本工法适用于城市轨道交通地下车站冷水机房机电安装工程设备及管线安装的施工项目并可延伸适用于其他设备机房如：消防泵房等。

3)冷水机房所有管道在前期采用bim建模和优化阶段，综合减少管道碰撞65处，节省管道42m，根据流体力学将传统的直角三通连接改为采取顺水三通减少管道流体阻力，提高设备运行效率。冷水机房在前期优化排布中，根据后期可能增加设备及管路机房扩容需求进行规划，充分考虑设备检修维护更换及运输线路和运营人员检修空间需求，同时考虑智能化管理系统布置，为客户提供增值服务，减少后期维护成本50％。根据前期划分的装配式模块的机械加工图纸，导入自动化加工厂焊接机器人大脑，采用焊接机械人进行焊接作业，同时后期螺栓连接采取可视力矩扳手，施工过程中减少人为因素影响质量问题，预计减少质量通病35％。现场无动火作业，采取专业化物流运输及吊装，减少现场劳动强度，采用专业工人和机械化施工机器配合进行现场组装，均减少了施工过程中风险源。本工法与传统施工方法相比较，在工期、质量、安全、造价等方面具有同类机房施工先进性和新颖性。

附图说明

图1为本发明实施中基于bim的冷水机房采用bim设计优化后平面布置图；

图2为本发明实施中采用三维激光扫描仪对站内机房进行扫描图；

图3为本发明实施中模块图；

图4为本发明实施中节点图。

图5为本发明实施中装配图。

具体实施方式

以下结合附图技术实施例对本本发明进一步叙述。

如图1所示，基于bim技术,先由设备厂家提供设备尺寸参数，在电脑中建立组库完成初步模型和全专业深化设计，在bim设计过程中，将所有施工需要的设备、管道、附件等进行统计，包括单根支吊架及组合支吊架的设计，并使用midas软件对设计的支吊架进行复核，保证现场管道承重以及固定。充分考虑人体工程学、节能降耗等因素,使该机房兼具人性化、智能化、高效节能等特点；

如图2所示，利用三维激光扫描仪对车站冷水机房空间结构、墙体、地面以及冷水机房所有设备、管线进行实体扫描，行成模块导入三维坐标体系，与bim技术合作，精确bim设计尺寸，调整初期bim建模尺寸，到达精确化bim设计，减少误差，并出具达到机械加工精度的装配施工图纸，为预制化加工提供毫米级尺寸，并与监理单位、业主、设计院沟通协调确认bim二次深化图纸，作为后期工程量核算依据，同时根据图纸对现场工人进行技术交底；

如图3所示，将机房中设备、管线、支架等安装实体，在bim设计图纸中根据管道走向、位置、标高采用软件进行整体模拟后分节模拟，然后导出分节的详图，进行编码、分成多个系统、若干模块，根据编码和划分的模块形成节点详图，将每个模块的详细尺寸参数进行汇总整理。分批次将数据导入焊接机器人的“大脑”，交给专业工厂采用自动机械加工,实现工厂化预制；

采用数字化管道生产线，采用管道“焊接机器人”设备、切口、数控相贯线、组对及焊接等一系列设备。这些设备能根据输入其中的数据进行管道切割并焊接成既定形状，制成管节。不但保证了焊接质量，一次成型，还有效避免了焊接质量通病，提升了品质；

如图4所示，首先进行精准化下料，将设计好的图形输入电脑，在电脑中利用方菱管套料软件指导设备切割焊接，可以保证管道切口一次成型。然后将管道实际尺寸输入设备，调整管道相交形式，显示相交线，在相贯线设备上利用tubecutter软件进行精准挖孔、切割；

将专业化工厂中加工完成的实体，按照划分的系统和模块对照划分编号顺序装车打包，交付专业物流公司实现模块的批量打包运输至现场，利用专业吊装公司将设备调入车站；

如图5所示，待设备及模块进入车站后，采用先进的机械倒运至冷水机房，按照bim事先的组装图纸按照划分系统、编码进行组技术交底、安全技术交底、再依次按照图纸进行模块化组装，借助二维码技术，对模块构件进行编号设计，赋予其唯一的身份信息，即识别id，并完善后台信息。安装时，通过扫描可以快速的直观的查看构件信息、安装位置、上下游关系，实现“傻瓜式”操作，提高装配效率和准确率，bim技术人员、各专业技术人员、各厂家全程参与、沟通、协调、控制好施工过程中难点、要点，确保质量，过程中采用无动火作业。装配式施工改变了传统”测量一段,安装一段”的施工模式,安装人员根据装配图,以”搭积木”的方式完成安装任务。同时施工过程中安全隐患少、对于车站内环境污染少。

实施例1

实物工程量：冷水机组2台，冷却及冷冻水泵各2台，旁通水处理仪2套，分水器及集水器各1套，阀门及其他附件189套，管道dn15～dn200镀锌无缝钢管356m，管道支架7吨等安装实体。

施工情况

西安地铁四号线五路口车站冷水机房机电安装装配式施工，螺杆式冷水机组2台，冷却及冷冻卧式水泵各2台模块2套，综合水处理仪2套，分水器及集水器模块1套，预制阀门及其他附件189套，管道预制模块356m，预制支架7吨与各模块相配合，等安装实体。

应用本工法完成的西安地铁四号线五路口车站冷水机房机电安装工程装配式施工，安全性高，可靠性好，工艺美观大方，运行稳定，各项指标达到了设计标准，质量合格率100％，得到业主和使用方好评。

实施例2

实物工程量：冷水机组2台，冷却及冷冻水泵各3台，旁通水处理仪2套，分水器及集水器各1套，阀门及其他附件245套，管道dn15～dn200镀锌无缝钢管312m，管道支架6吨等安装实体。

应用本工法完成的张家堡地铁控制中心冷水机房机电安装工程装配式施工，安全性高，可靠性好，工艺美观大方，运行稳定，各项指标达到了设计标准，质量合格率100％，得到业主和使用方好评。

实施例3

实物工程量：冷水机组2台，冷却及冷冻水泵各2台，旁通水处理仪2套，分水器及集水器各1套，阀门及其他附件156套，管道dn15～dn200镀锌无缝钢管245m，管道支架5吨等安装实体。

工程结果评价

应用本工法完成的西安地铁三号线丈八北路站制冷机房机电安装工程装配式施工，安全性高，可靠性好，工艺美观大方，运行稳定，各项指标达到了设计标准，质量合格率100％，得到业主和使用方好评。