预制化加工及装配技术在地铁机电系统中的应用

陈惠英 广东省工业设备安装有限公司中级工程师

地铁站经常是在地下进行施工，普遍具有占地面积小、现场施工作业面小的特点，这些特点会给站内的机电系统带来一定的影响。地铁机电项目具有比较复杂的管线，会在一定程度上影响施工。在此背景下，预制化加工和装配技术的优势被凸显出来，在地铁机电系统中的应用能够带来更好的施工效果。

1 预制化加工和装配技术概述

1.1 技术简介

所谓的预制化和装配式技术，主要就是机电安装工程的场外预制和场内预装配的集合。这种技术是将建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术作为基础来安排各类工作，通过精心布局和规划来开展预制化的加工与操作，然后送至现场进行装配和组装。这种预制化加工和装配技术的应用可以有效地提升工程的整体效率和质量，简单地来说，可以将其分为模型、出图、加工、装配4 个过程[1]。

1.2 优势特点

1.2.1 降低成本

采用预制化加工和装配的技术，能够对各类资源进行合理的利用，实现对成本的严格管控，降低建设成本。专业化工厂进行预制加工和集中化的生产，能够对现场的工人数量进行有效的控制，在很大程度上降低人工成本。此外，使用预制化加工技术之后，可以减少现场对于加工场地和各类机械的需求量，减少管理成本。

1.2.2 提高质量

采用预制化加工和装配技术能让大量机电材料的加工、组对、焊接、探伤及热处理均借助专业的机械进行，具有良好的生产环境和设备水平的同时，具有非常强的加工水平，使得预制化材料的加工变得更加精细。预制化加工是将材料提前放在工厂中进行，这样就可以把施工重点转到现场装配当中，对提升机电安装质量具有重要意义。

1.2.3 方便管理

采用预制加工和装配技术可以让多数材料都在室内进行生产，不仅可以对各项工作进行良好的协调，还能避免工作中可能出现的各种隐患，规避事故发生的风险。在加工厂中对各种运输机械进行利用，能够减少不必要的体力劳动和高空作业，有利于改善工人劳动条件。此外，采用预制加工技术可以保证工厂按照机电安装公司所提供的施工计划进行施工，将材料进行合理的配送，方便进行供应管理。

1.2.4 缩短施工周期

在项目工程施工的前期应用BIM技术，保证安装流程可视化，可以对施工中出现的问题进行评估，在很大程度上减少现场施工及后期可能出现的问题。将机电材料放在专业工厂中进行加工和生产，有效提升生产效率，缩短材料供应周期[2]。

1.3 机电系统中预制施工的发展现状

在当前的时代背景下，预制施工技术受到了很多企业的关注，企业为了在未来的市场中得到更好的发展，已经建立相关的试验项目。对于目前我国的机电安装市场，预制化施工技术依旧处在初步发展的阶段，并没有得到广泛的应用，相关人才比较稀缺，施工经验不够充足。在现阶段，机电安装预制工艺的应用，并没有非常好的案例可以借鉴，需要行业企业重视其发展前景和潜力，为机电安装预制化技术在未来的发展铺垫道路。

2 预制化加工和装配技术在地铁机电系统中的应用

2.1 特殊通缝装配方法

地铁车站施工涉及的预制施工工艺有错缝拼装和贯通拼装2 种。经过一定实践操作后可以看出，施工人员较难熟练掌握错缝拼接的方法，稍不注意就会影响后续施工，易出现错位问题。而贯通拼装的方式比较容易掌握，不会出现较大的问题。

图1 地铁天花板装配图示

2.2 有效确定装配顺序

对于地铁车站来说，采用自由制造技术时，要重视对装配方式的选择，同时要明确装配顺序。装配过程中需要注意步骤顺序，避免出现相互干扰的现象。此外，要关注装配速度，进一步保证装配效率和质量。

2.3 预制吊装工艺

对地铁车站整体布置现状进行观察可以看出，地铁预制构件的质量较大，且吊装空间比较有限，要想保证吊装设备正常运行，需要对预制构件的吊装工艺进行科学的设置，否则会影响吊装质量。

2.4 实现三维调整定位

在地铁机电安装的过程中采用预制化和装配式的技术，需要重视其核心内容————运行定位。这种装配运行定位技术分为地面装配、天花板装配（见图1）和侧墙装配。其中，地面装配是采用起重机来开展具体的装配式工作；天花板装配借助吊顶设备分成不同的部分来进行运输，通过装配设备进行后续的安装操作；对于侧墙装配来说，主要是与各种设备吊具结合来完成单位动作定位。

2.5 地基平面处理技术

地基与基础保持在相接触的状态下，需要通过整体找平或者局部找平，来提升地基的稳定性。

3 预制化加工和装配技术案例分析

3.1 项目概况

某地铁二号线的车站为地下两层的非标准岛式车站，共设置4 个出口。该工程的机电系统极为复杂化，并且车站位于繁华的黄金地带，整体的工程场地和空间均较小，需要借助预制化加工和装配技术进行施工。

3.2 实施流程

3.2.1 模型搭建

对于机电系统来说，其建模内容主要包括电气工程、给排水工程通风与空调的确定，还要满足风管、弯头、消火箱及卫生器具等属性的要求（见图2）。

3.2.2 模型深化

模型深化的基本原则是小管让大管、有压让无压和低压管让高压管，在深化过程中还要对相关设计、施工和后期检修等问题进行综合考虑。解决相关问题之后，还要重点关注支吊架添加和模型拆分的内容，以此来形成一个完整的预制化机电模型[3]。

3.2.3 料单输出

模型中的水管、风管和直管段都是非常重要的部分，都需要将厂家产品固定长度作为主要的依据来开展具体的拆分工作。还要重视材料单的格式和工厂的下料单，要保证其统一性，避免料单出现不对应的现象，给材料成品验收造成不利的影响。

图2 地铁机电系统的模型搭建

3.2.4 图纸输出

要将现场施工需求和出图的要求作为主要依据来生成各种专业的装配式平面度和吊架平面图，展现所有管道信息内容，并且保证内容展示简单、清晰，让现场的施工人员可以将其作为参照进行资料查询。还要重视现场施工人员的图纸培训工作，因为大部分施工工人对于装配式施工的接触较少，于一些复杂的局部细节需要采用三维模型来做好图纸标注的工作，避免现场安装中复杂节点出现问题。

3.2.5 工厂预制

预制构件的预制化工作主要是委托给工厂，为其提供相应的材料和图纸来作为基础，进行后续的生产加工。一般预制施工之前，需要制定合理的包装和运输方案，保证将成品材料安全运输入场。

3.2.6 现场装配

在现场装配过程中，首先需要对区域管道进行综合分析，然后对其他区域的管道进行综合分析。每个区域的工序管理都需要重视，对标高较高的管道进行优先考虑，将模型和图纸作为依据，按照其要求进行施工安装。另外，在现场施工过程中，经常会因为土建因素和操作误差的影响而出现各种各样的问题，这就需要在施工过程中做好配合，及时处理各种问题[4]。

3.3 实施重点

3.3.1 前期工作准备

机电系统施工之前，需要通过搭建模型、模型深化、模型拆分和输出图纸等，为开展后续工作奠定基础。实施预制化加工和装配技术之前，需要注意时间因素。

3.3.2 重视与厂家的对接

预制化加工和装配技术在地铁施工中的应用，能够对传统的材料采购流程进行优化，可以让其在施工项目确定之前对各个厂家的情况有一定的了解，然后实现与产品模型的对接，让供货计划可以更好符合施工计划需求。重视与厂家的对接可以保证材料质量，让其更加顺利地到达现场，以保障施工现场工作顺利开展。

3.3.3 注重现场管理

在现代科学技术不断发展的过程中，各种新型理念层出不穷，建筑行业中现场管理方法随之更新迭代。对于装配化施工来说，施工组织各环节的协调和配合是不可忽视的，需要提高工作人员的综合素质，重视施工前期的规划，尤其是对于预制化加工材料，要做好精确化管理，积极做好相关的安装培训工作[5]。

4 结语

当今时代，地铁已成为人们出行的主要方式之一，一旦在地铁运行过程中出现机电系统方面的问题，易引发地铁安全事故。地铁工程本身又具有复杂性特点，所以在实施机电系统安装时，要充分选择合适的施工技术和方法。预制化加工和装配技术有着自身的优势，将其应用在地铁机电系统中可以取得显著的效果，这也是我国机电安装工程未来的发展趋势。