基于BIM技术的主体阶段管道井套管一次预埋施工技术

赵伟伟

（甘肃第六建设集团股份有限公司）

1 引言

近年来，大体量的综合体、公共建筑日益增多，这些建筑的管道井系统多，为使其使用功能完善，观感美观，便于后期维修，对施工单位的施工质量提出更高要求[1]。但实际管道井施工过程中，依旧采用传统方法在管道井顶板预留套管。然而管道井套管集中且数量较多，每个洞口均需单独定位，套管安装固定费工费时，且因操作人员技术水平差异，可能造成预留洞口位置不准确，影响后期管道安装，同时造成二次开洞及修补，基于BIM技术的主体阶段管道井套管一次预埋施工技术能有效解决上述问题。

基于BIM技术的主体阶段管道井套管一次预埋施工技术是利用BIM技术对管道井建模并对套管位置定位，在主体阶段一次预套管埋的施工技术，减少了施工前期的预留洞口和后期的吊洞封堵环节。

2 工程概况

本工程为甘肃省水利水电勘测设计研究院科研设计基地及山水名园项目，建设场地位于兰州市城关区鱼儿沟19号，科研设计楼位于场地北侧，为一类高层公共建筑，建筑总面积为19838m2，地上建筑面积为18218m2，地上19层，地下2层，建筑物主体高度79.1m，1#、2#、3#住宅楼位于场地南侧，为一类高层建筑物，建筑总面积为19429.78m2，地上34层，地下1层，建筑物主体高度为99.1m。机电安装工程包括给排水系统、雨水系统、消防栓系统、自动喷水灭火系统系统、空调系统、采暖系统、送排风系统、防排烟系统、电气系统等。

3 施工技术原理

基于BIM技术的主体阶段管道井套管一次性预埋技术适用于标准层管道井套管预埋。利用BIM技术对标准层管道井进行精准建模，优化、定位、加工制作套管定位安装模具，定位固定每个套管后通过钢筋将所有套管焊接连接为一个整体，在模板支撑完、钢筋绑扎前，将套管整体定位固定后进行混凝土浇筑，每层标准层管道井套管均可使用此模具定位、固定。管道井套管一次性预埋施工技术减少了前期预留洞、后期封堵孔洞等环节，降低了人工及材料费，同时提高了管道安装的整体观感质量。

4 施工工艺流程及操作控制要点

4.1 工艺流程

团队组织确定→设施配置→管道井BIM模型创建、排布、优化出图→技术交底→制作套管预留模具→套管整体性加工制作→套管整体定位、固定→混凝土浇筑，套管一次预埋成型。

4.2 操作控制要点[2]

4.2.1 管道井BIM模型建立、优化、出图

使用Revit建立管道井BIM模型，管道井包括DN65给水管2根，DN50给水管1根，DN125消防栓管2根，DN125自 喷 管4根，DN100雨 水 管1根，DN100废水管1根，DN150空调供回水管2根。

由项目技术负责人组织相关人员开会讨论确定管道井各专业管道进行初步排布方案，BIM工程师依据方案进行初排，通过三维模型的直观展示，技术人员进一步优化模型，在排布过程中，为保证管道安装后整体观感质量和后期检修，依据管道系统类型、型号规格，从里向外依次为空调供回水管、雨水管、自喷管道、废水管、消火栓管、给水管，优化完成后由BIM工程师进行模型最终优化调整，对各专业管道定位（见图1），确定管道的位置、间距。

图1 BIM模型管道定位

利用Revit中的出图功能，导出管道井CAD平面图（见图2）。

图2 管道井CAD平面图

4.2.2 加工制作套管预留模具

要求施工班组按照技术交底进行套管模具加工制作（见图3），根据现场管道井尺寸切割对应的3mm厚的钢板，按照套管预留CAD平面图弹线定位，标记套管中心位置，根据套管外径大小在横向和纵向垂直的两个直径外边标记，在标记的四个位置处焊接6cm长的等边角钢。

图3 套管整体模具加工制作

4.2.3 套管整体性加工制作

①依据管道尺寸，使用切割机截取对应管道的套管，管道井套管长度一般设置板厚+50mm。

②根据技术交底中各管道管径放入对应套管（见图4）。

图4 模具中放置套管

③使用Φ12mm钢筋将所有套管沿外圈上下各两层焊接连接成整体，各套管间用Φ8mm钢筋焊接连接（见图5），保证套管连接可靠。

图5 套管整体连接

④将整体套管从模具中取出，在套管内壁刷防腐漆防腐，使用塔吊将套管吊至工作面上进行安装，吊装过程中防止套管整体变形。

4.2.4 套管的定位、固定、验收[3]

将整体套管放到相应楼层管道井位置，选择两个呈对角线的两个套管，在此套管所在中心位置的模板上用开孔器各开Φ30mm孔洞一个，将两台红外线水平仪放置在对角线的两个套管里并投射到下层对应的套管中心处，用水平尺、刻度尺测量投射下来的红外线与本层套管是否同心，如果偏差，下层的人员通知本层施工人员小幅度调整套管位置，保证上下两层套管同心。

套管定位完成后，及时在模板上标注套管位置，防止钢筋工铺设钢筋时移动套管位置，用Φ8mm钢筋将套管整体就近焊接到梁钢筋上。

施工作业人员将套管固定完成后，由施工员报专业监理进行套管预留准确性复核、验收，验收通过后用黄色胶带对套管管口进行密封（见图6）。

图6 监理复核验收套管

进行管道井混凝土浇筑，套管一次预埋成型。在后续标准层管道井套管预留时继续使用此模具预留套管。

5 效益对比分析

甘肃省水利水电勘测设计研究院科研设计基地及山水名园项目采用主体阶段基于BIM技术的管道井套管一次预埋施工技术，与传统套管预留施工方法相比，进行了经济效益分析（见表1）。

表1 经济效益分析表 单位：元

通过对比分析，该工程使用基于BIM技术的主体阶段管道井套管一次性预埋施工工法施工技术，与传统套管预留施工方法相对比，节约56725元，经济效益较为显著。

6 结语

基于BIM技术的主体阶段管道井套管一次预埋施工技术使用直埋工艺，在标准层施工中使用此套管加工模具，套管随主体预埋一次性安装到位，减少了主体预留洞口、标准层每个套管的定位过程及后期二次吊洞封堵的环节，同时也避免了后期吊洞可能出现的漏水隐患，优化了施工工序，节约了人工材料，降低了施工成本，提升了观感质量，保证了工程品质，也促进了机电工程施工向绿色施工发展。