密集肋梁区管道穿梁技术应用探索与实践

王毅 赵小春 康学亮 刘亮 阳明政

中国建筑第八工程局有限公司 四川 成都 610000

引言

随着BIM综合管线优化技术在全专业、全过程、多方位的应用，综合管线进行合理布局和优化，综合管线在空间分布更有层次感、合理性。管道穿梁技术的应用，也助推BIM技术在机电综合管线在管线综合布置更协调、统一，综合管线体现整体大气、细部精美的优质效果，本文在管道穿梁的技术原理、管道穿梁施工技术工艺、施工过程控制注意事项等方面进行研讨，解决复杂管线在有限净高空间合理安装的难题。

1 管道穿梁技术原理及施工流程

1.1 管道穿梁技术原理

1.1.1 管道穿梁位置的精确定位，须借助BIM管线综合优化技术，在各专业管线综合排布优化并经设计院确认后，再根据专业CAD二维图纸，根据管道的规格及其他做法，合理确定套管型号，在管道穿越楼板结构梁处标准套管的位置和标高，绘制管道穿梁套管综合布置图，同时对套管进行编号和规格说明，确保图纸简洁、清晰，同时便于后期施工过程检查和跟踪、管控。

1.1.2 管道穿梁套管的定位，不能依据梁柱的相对位置进行测量放样，必须采用红外激光仪进行通线测量，套管中心一致，确保管线安装后顺直，同时套管与管道居中布置。

1.1.3 梁体模板安装后套管预就位即可进行，套管梁侧设置辅助悬挂钢筋，对套管两端可靠临时封堵及初步固定，待结构钢筋加固措施及安装后，再次微调整套管安装位置和标高，调整后，将套管及附加钢筋和结构钢筋可靠绑扎或焊接，避免在混凝土浇筑振捣时位移或变形，实现套管的精确安装[1]。

2 管道穿梁技术施工操作要点

2.1 BIM制作安装系统模型

BIM依据其强大的三维建模功能，在土建的结构上，正式施工之前深化构建安装系统的管道模型，前期进行管道碰撞试验，检查出设计上存在的问题，及时与设计和业主沟通解决。将实体工厂虚拟建造和展示，提前展示穿梁综合管线布置合理和品质效果。

提前准确直观地确认管线穿梁的坐标，数量，规格，长度，材质等信息，统计出管道穿梁的工作进度表，确定工作量，提前做好施工准备。

2.2 BIM绘制结构梁预埋套管定位图

2.2.1 绘制依据。超过梁截面1/8或管道规格大于DN100管道套管和位置须经结构设计师校核并考虑加强措施后，重新出具套管预埋结构图，同时为保证结构梁体的结构安全，要求套管与梁体边缘尺寸不小于100mm；DN150以下的给水管道（结构梁高度不小于700mm）套管净间距不得小于500mm，并宜布置在梁净跨1/3处，预留洞距柱边不得小于1.5倍梁高。

2.2.2 BIM技术应用。建筑、结构的BIM模型建模及调整、优化后，再根据各类型管道的综合布置和走向，同时考虑各区域的综合净高要求、管道穿梁区域和技术要求，同时考虑管道安装的综合感观效果，结合管道、阀门、保温等实体工程安装及检修空间，对既有管线进行初步排布；待结构设计复核管线范围内的穿越梁体的结构不满足安全要求后，将对梁体进行加固或变更，确保管线穿梁不影响结构使用和安全功能。

2.3 BIM可视化交底

在制作出安装系统模型与预埋套管定位图之后，即可进行可视化交底。

2.3.1 交底人员必须包括土建管理人员、现场施工员、安装施工员、现场施工班组，增加预埋与土建钢筋模板的契合度。

2.3.2 交底内容必须涵盖每层建筑梁预留预埋图纸解读，套管预留标准。

2.3.3 交底套管制作的工艺及注意事项。

2.4 梁内套管编号与制作

2.4.1 套管制作。

（1）套管制作：熟悉套管预埋图及结构梁图，根据梁内套管尺寸，并在图纸上标记清楚，安装所标记的尺寸下料并做好标记，给排水套管的长度应该根据墙体的厚度，设置成与墙体宽度一致。

（2）套管成品保护：将切割好的套管内壁清理干净，刷底漆及防锈漆各一道，待油漆干透之后往套管内填满塑料泡沫并用胶布封堵严密，避免混凝土浇捣过程中进入套管内造成堵塞。

2.4.2 套管编号。为确保套管安装时，规格、位置和标高准确，在管线穿梁BIM模型优化得到设计院签认后，根据管道的类型和系统，将加工套管进行编号，同时在套管标牌上注明套管的系统、位置、规格、长度、安装高度，避免套管错用或乱用。

2.5 定位放线

2.5.1 标记：根据施工图纸以及BIM深化图纸，用油漆在需要安装套管的梁边模板上对称做好标记，并用十字标记标出管道的中心线（严格控制管道中心线的位置，放线时要严格参照BIM图纸，结合现场情况保证中心线在规定的范围值内，使用经纬仪严格测量水平轴线，管中心线高度由卷尺根据模板底部标高确定）。

2.5.2 定位：每个套管有四个定位支架，定位支架与套管连接采用焊接，焊缝长度30mm。定位支架挂钩弯曲半径为20mm。定位支架与结构梁主筋固定采用绑扎丝锁紧。套管安装前，用胶布封闭套管，并在结构梁侧模标识定位线：通过激光水平仪在土建单位模板安装完成后，钢筋敷设前，进行穿梁套管的测量定位，其中每个套管水平限位点4处，均匀布设，标高限位点2处，对称布置。

2.6 套管安装

结构梁进行钢筋绑扎阶段：由于此时结构梁钢筋还凌空架设梁模板上方，特制的套管可以通过定位支架的挂钩快速固定在结构梁的主钢筋的指定位置上（初步定位），并用绑扎丝临时固定，并对套管处结构钢筋按照设计要求进行加固。

结构梁钢筋放入梁模后的阶段：通过定位支架挂钩与主筋的水平位移，快速调整套管水平位置；通过调整定位支架的相互夹角大小，快速调整套管的垂直位置。彻底解决结构梁内钢筋过密导致套管安装困难及定位调整困难的问题，所有调整均在结构梁外侧就可以操作。

2.7 套管技术复核

设置专人对套管的安装进行巡检，在安装完成后，土建浇筑前，仔细检查穿梁套管的安装是否符合技术规范，安装点位及尺寸中心线是否满足放线要求，检查有无漏装现象，现场运用BIM深化点在图纸，与现场校对。

2.8 混凝土浇筑时看护

混凝土浇筑时，安排施工员盯仓，防止出现跑模的情况，影响预埋管道的成型效果。在靠近预留套管位置时，振捣棒应当采用小规格的棒体进行振捣，避免与预埋件直接接触，破坏预埋件的结构。

2.9 管道安装

穿梁管道安装涉及给排水管的穿梁、电气管道的穿梁、此处以给水管道安装为例讲解。

2.9.1 支架选用和安装。管道支架的型式、规格必须在BIM模型评审确认后，同时经现场实测量数据后，再进行二次深化设计；管道支架采用在加工厂模块化生产，支架加工和细部做法必须按工序交底和质量标准进行。

为防止管线施工中的“碰撞”问题，支架在安装前必须实体测量，同时挂水平线进行安装，确保支架顺直及水平高度、坡度满足设计及规范要求。

支吊架的间距及设置位置要符合设计及规范要求。同时在管道弯头、三通、管线末端、上下翻弯处的500mm位置，按规范增设固定支吊架，管道支、吊、托架的作法和使用材料参阅《管道支吊架安装标准图集》。

管道安装时，因梁间距离小于管道成品加工尺寸（管道长度一般为4m），根据实际操作需要，合理规划管道加工尺寸，同时为便于管道在套管内滑移到位，可在套管500m处设置管道滑移吊架，与套管共同形成一个运输管道的临时运输通道，将管道水平运输到指定部位，然后再安装管件等配件。管道安装时，注意管道接头离套管300mm以外，同时支吊架在梁间中间位置布置为宜[2]。

2.9.2 管道安装。超前进行施工策划，合理确定管道安装顺序和位置。管道安装一般须跟随土建拆模总体进度安排统筹安排，合理穿插，按时先主管、再支管，同时预留驳接位置；以免出现段与段之间连接困难和影响管路整体性能。

2.10 封堵成型

①在管道安装前，提前将套管内杂物清理，同时做好防锈措施。管道安装要居中布置，不能直接放在套管底部作为支撑点，须设置专用支吊架进行坡度调整和管道固定。②在管道封堵前，先用与混凝土同比例的水泥浆体湿润套管内壁，再用细石混凝土（掺12%USA膨胀剂）填充至套管的中间1/3部位，并在管道的上下左右振捣密实，同时确保封堵严密，避免浆液污染梁体结构物或管道。③第二次封堵从墙的外侧进行，方法同第一次封堵方法一致。④第三次从墙的内侧进行封堵。⑤创优工程中须设置装饰环，对套管进行装饰性收边收口。

3 施工过程控制注意事项

3.1 BIM模型

3.1.1 模型的建立与交底过程中使用的数据必须是经设计方，业主确认无误的准确数据，避免因为前期数据错误影响整个后期现场施工的进行。

3.1.2 BIM深化设计师必须为专职人员，并且要求驻现场，配合指导施工，及时发现错误并改正，提升安装的效率。

3.1.3 用BIM进行可视化交底，需要随时准备好模型漫游视频，方便现场结合实际情况进行施工，这样可以提高生产效率，并且降低错误率。

3.2 测量放线

3.2.1 本专项方案里，测量放线尺寸数据在BIM模型里面已经体现出了，放线时要求现场放线结合模型同时进行。由于是管道穿梁专项方案，所有的放线都在梁上，要结合实际满足管道过梁的规范要求，一旦发现有偏差项，及时向技术部门反映，做出调整。

3.2.2 套管安装后，需要用水平仪复测套管的水平度，是否满足设计要求，保证后期管道安装的顺利进行。

3.3 管道安装前准备

3.3.1 材料准备。现场材料验收，镀锌钢管的管壁厚度、椭圆度等允许偏差应符合国家标准。卡箍连接件规格数量符合要求，无明显的损伤等缺陷并应附有质量证明材料。

3.3.2 机具准备。扳手、游标卡尺、水平仪、水平尺、卷尺、润滑剂（无特殊要求时可用肥皂水或洗洁精替代）、木榔头、砂纸、锉刀、切割机、压槽机、台钻、电焊机、冲击钻、防锈漆、砂轮机（大口径管道）、梯子或脚手架等。

3.3.3 人员准备。根据施工总体进度部署，合理安排技能工和普通工的配置比例，确保各工序质量可控，同时合理做好工序衔接和配合安排。作业前必须实行样板引路和首件验收制，从源头控制和提高人员的工序质量意识[3]。

4 结束语

管道穿梁技术在净高要求高及管线复杂的综合区域的推广应用，为管线合理优化提供安装有效时间和减低与土建总包配合难度，同时作为技术创新和创效的有力措施，在优设计、强品质、促工期的前提下，保障快速建造工程高效履约，质量优质，经济和社会效益明显，为高效建造的机电管线施工配合和专业协调提供很好的借鉴和参考。