CN107317272A - 一种基于bim技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地铁站内机电安装矿物质电缆安装敷设领域，具体涉及一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，克服现有矿物质绝缘电缆在加工及现场安装过程中存在的缺陷，包括地铁车站内现场三维空间实际测量、车站模型建立、全专业管线优化、确定桥架内矿物质电缆回路排列顺序、确定矿物质电缆中间连接器位置、根据BIM模型输出矿物质分段电缆工程量与总回路工程量、根据矿物质电缆回路二维码信息安装。有效减少了劳务成本与工程造价成本，减少矿物质电缆材料用量，减少施工周期，提供更合理施工方法，同时相比原施工蓝图检修空间更为充足，方便检修与后期运营维护，实用性强，利于推广。

Description

一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法

技术领域

本发明属于地铁站内机电安装矿物质电缆安装敷设领域，具体涉及一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法。

背景技术

地铁随着时代发展自2007年之后建设热潮再度涌起，尤其是近几年地铁建设发展呈井喷式发展，接近30个城市建成或开始建设，目前满足建设地铁的城市已达到50个城市，地铁时代建设已经全面加速。地铁车站机电安装多数为地下车站，矿物质电缆应用在地铁项目主要是因为其具有寿命长、载流量大，防火性能优良、耐腐蚀、耐高温、防烟、防水等特性。其主要应用于地铁一级负荷，如变电所照明、应急照明、EPS电源柜、电气火灾、消防控制柜、电扶梯、TVF风机、UOF风机、防排烟系统、消防电源系统等。矿物质绝缘电缆是由矿物材料氧化镁粉作为绝缘的铜芯铜护套电缆，矿物绝缘电缆 由铜导体、氧化镁、铜护套两种无机材料组成，铜的熔点为1083℃，氧化镁的熔点是2800℃，因此矿物质电缆具有较高熔点，在火焰条件下也不易燃烧或者助燃，性能是普塑胶耐火电缆所不能比拟的。

矿物质绝缘电缆的防火性能是塑料电缆望尘莫及的，但其最大的弱点是现场安装工艺要求高，中间终端接头现场施工条件受限，现场施工难度大，现场安装工艺复杂。因为受到长度的限制（每种规格的矿物质绝缘电缆拉伸长度都是固定米数），长度要求一定时必须使用中间联接器这种机械结构联接电缆，将二根相同规格电缆联接起来成为一根电缆。然而，由于联接器密闭性的不足，导致部分试验不能达到BS6387标准(英国耐火电缆标准)要求，如950℃180min耐火试验(C)、650℃15min喷淋试验(W)及750℃15min冲击试验(Z)等），防潮密闭性工艺不达标，采用现场切割制作终端头连接后电缆各项检测试验不能很好完成，制作工艺最终稳定可靠性难以保障，终究暗藏质量隐患，因绝缘问题返工时有发生，而且，矿物质电缆中间连接器往往因位置预留不合理难以检修；此外矿物质绝缘电缆在现场要进行回路拼接，造成材料浪费，大大增加了工程造价，而且必须现场二次制作，也加大了劳务成本，

BIM（建筑信息模型）作为一种新型的主要应用于工程建设领域的重要计算机应用技术，使用数字建模软件，能够对施工过程进行可视化模拟，提升施工效率和科学把控，给施工企业带来极大的价值。根据文献调查，尚且没有将BIM技术引入矿物质绝缘电缆工厂化预配加工过程中。因此，目前迫切需要研发一种矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，以克服现有矿物质绝缘电缆在加工及现场安装过程中存在的上述缺陷。

发明内容

本发明提供一种新的基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，减少了劳务成本，降低了工程造价，缩短施工工期，有效推进了机电安装整体施工进度。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，包括以下步骤：

步骤1，地铁车站内现场三维空间实际测量：利用3D扫描仪对地铁车站进行三维立体扫描，核对实测数据是否与施工图纸相符，进行调整优化，达到后期BIM建模信息与现场无误差；

步骤2，车站模型建立：对地铁站内全专业进行族群建立、组库建立、车站信息数字BIM模型建模；

步骤3，全专业管线优化：对全专业进行管线优化、满足管线排布规范、碰撞检测优化，最终完成综合管线优化；

步骤4，确定桥架内矿物质电缆回路排列顺序：锁定全专业模型中所有矿物质电缆模型，在桥架模型中优化并精确到矿物质电缆回路排布顺序、桥架转弯处明确矿物质电缆转弯顺序以及每根回路转弯半径，为最终确定矿物质绝缘电缆回路长度做好前置条件；

步骤5，确定矿物质电缆中间连接器位置：根据矿物质电缆工厂各种型号加工拉伸长度进行BIM模型深化标注，对矿物质电缆中间连接器进行按每根回路各自编号，并导入二维码相关信息，根据BIM模型中矿物质电缆回路中中间连接器的位置进行调整，调整到预先设定好的检修位置，以方便检修维护为原则，生成最终BIM模型；

步骤6，根据BIM模型输出矿物质分段电缆工程量与总回路工程量：根据调整完成的最终精确矿物质电缆长度进行工厂化预制，加工，中间连接器与终端头全部在工厂完成，成品矿物质电缆试验检测全部在工厂完成；

步骤7，根据矿物质电缆回路二维码信息安装：将每根回路进行现场调直，扫描每根回路上二维码信息，确定回路位置、路径，进行敷设安装。

采用本发明所述的方法，采用现场结合施工图纸利用BIM技术应用对地铁站内全专业综合管线、包括矿物质绝缘电缆进行3D翻模，模型经过管线优化布局后进行矿物质电缆回路长度工程量输出，将矿物质电缆专用中间连接器的位置预留在规划好的检修位置，包括设备区走廊、站台板夹层、强电竖井等位置，最终利用BIM模型输出分段电缆长度与总回路长度，从而将每个回路的矿物质绝缘电缆进行工厂化预配加工，在此基础上科学的安排电缆检修位置与敷设工艺顺序的安装方法，是矿物绝缘电缆施工进度与质量的关键性问题，有效推进了机电安装整体施工进度。

本发明解决了矿物质电缆现场终端制作、中间连接器切割浪费的问题，解决了矿物质绝缘电缆在现场切割以及现场回路拼接材料浪费大（比如A1回路需要240型号矿缆235米，现场到货80米/根有3根，剩余5米就是废料），解决了现场制作中间连接器与终端接头条件受限、工作效率低、难度大、防潮技术工艺不达标，返工问题，解决了矿物质电缆中间连接器因位置预留不合理难以检修的问题，突破了矿物质绝缘电缆到货每种规格拉伸长度固定米数瓶颈的问题，达到矿物质电缆材料节省10%左右。有效减少了劳务成本与工程造价成本，减少矿物质电缆材料用量，减少施工周期，提供更合理施工方法，同时相比原施工蓝图检修空间更为充足，方便检修与后期运营维护，实用性强，利于推广。

附图说明

图1是本发明预配施工流程图；

图2是本发明成品矿物质电缆预制大样示意图；

图中：1-矿物质电缆；2-中间连接器；3-终端头。

具体实施方式

一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1，地铁车站内现场三维空间实际测量：利用3D扫描仪对地铁车站进行三维立体扫描，包括墙体、上下翻梁、楼板厚度、柱等实测数据是否与施工图纸核对相符，不符合的与设计协调够后进行微调，达到后期BIM建模信息与现场无误差；本发明首次通过3D扫描技术扫描地铁车站，获得数据，并且据此更新BIM模型，调整施工方案，打破设计阶段与施工阶段信息传递的断层，改变施工过程中因累积误差产生带来的材料浪费、返工等问题。

步骤2，车站模型建立：对地铁站内全专业进行族群建立、组库建立、车站信息数字BIM模型建模，上述建模所需的族库包括钢板风管、酚醛复合风管、镀锌钢管、内外涂塑管、PVC管、梯形桥架、槽式桥架、配电箱（柜）、大小风机、冷水机组、空调机组、各种泵、灯具等站内百余种设备与50多种管线；

步骤3，全专业管线优化：对全专业进行管线优化、满足管线排布规范、碰撞检测优化，最终完成综合管线优化；管线优化的原则是“临时管线让永久管线，小管线让大管线，有压管线让无压管线，非主要管线让主要管线，可弯曲管线让不可弯曲管线，技术要求低的管线让技术要求高的管线”，同时也遵循“上风中电下水”排布原则。管线排布规范还要明确标高标注，风管标注的是风管顶面标高，空调水管为管底标高，水管表示的均是不含保温层标高，消防和排水管标高表示的是管中心标高，电缆桥架标注的下底相对该层的地面标高。此外，管线优化原则还包含：1、满足各区域管线净空要求，如不满足要求，比如风管在不改变截面积情况下改变宽高比例；2、不改变功能前提下改变管道走向。按照等级调整各级管道避让原则。

步骤4，确定桥架内矿物质电缆回路排列顺序：锁定全专业模型中所有矿物质电缆模型，在桥架模型中优化并精确到矿物质电缆回路排布顺序、桥架转弯处明确矿物质电缆转弯顺序以及每根回路转弯半径，为最终确定矿物质绝缘电缆回路长度做好前置条件，桥架模型包含在BIM全专业建模模型中，具体指的是设备动力矿物绝缘电缆与站内应急照明电缆作用的桥架；

步骤5，确定矿物质电缆中间连接器位置：根据矿物质电缆工厂各种型号加工拉伸长度进行BIM模型深化标注，对矿物质电缆中间连接器进行按每根回路各自编号，并导入二维码相关信息，根据BIM模型中矿物质电缆回路中中间连接器的位置进行调整，调整到预先设定好的检修位置，以方便检修维护为原则；中间连接器位置在地铁车站内调整到预先设定好的检修位置，一般为走廊吊顶检修口位置正上方，强电井道位置，站台板下预留位置（避开电梯井道，因站台板夹层顶板受5‰坡度影响，净空在1米左右处较为适宜），避开400V变电所正下方电缆密集处，充分考虑梯形桥架与封闭式桥架内检修位置预留。

步骤6，根据BIM模型输出矿物质分段电缆工程量与总回路工程量：根据调整完成的最终精确矿物质电缆长度进行工厂化预制，加工，中间连接器与终端头全部在工厂完成，如图2所示成品矿物质电缆预制大样图，成品矿物质电缆试验检测全部在工厂完成，矿缆盘圆时注意对中间连接器进行成品保护。

步骤7，根据矿物质电缆回路二维码信息安装：将每根回路进行现场调直，扫描每根回路上二维码信息，确定回路位置、路径，进行敷设安装。

本发明优势在于一是施工现场敷设安装矿物质电缆速度提升明显，采用传统施工方法，以地铁车站为单位，一级负荷矿缆70个回路敷设完成加中间连接器与终端头制作安装至少施工需要20天，而采用本发明所述方法仅用7天就完成现场安装任务；二是矿物质电缆质量工艺品质有质的飞跃，传统矿物质电缆施工切割与终端头制作质量相对不稳定，防潮密封技术工艺参差不齐，因绝缘问题返工现象时有发生，通过本发明所述的BIM技术工厂化预制矿物电缆，现场“零切割、零动火、零密封”，保证矿缆工艺质量，确保了终端中间头制作安装，大大提高安装工艺质量。

传统矿物质电缆现场到货后现场进行切割连接，施工过程高污染、高能耗、低效率，材料损耗量较大。经过本发明改进后，预制矿物绝缘电缆在施工过程中根据已经提前利用BIM技术模型深度优化后的中间连接器位置与终端头位置可实现可视化模型交底，回路施工先后顺序有条不紊，一目了然，保证了施工现场低污染，低能耗、高效率。

为了进一步证明本发明的应用效果，列举以下具体工程实例进行说明：

实施例：

合肥市轨道交通2号线工程，起长宁大道站，向东沿长江西路、长江中路、长江东路敷设至终点大众路站，起点和终点均预留向两端延伸的线路条件。线路全长27.764km，全为地下线，共设站24座，全线最大站间距1.665km，位于玉兰大道与蜀峰路之间；最小站间距0.714km，位于王岗大道与大众路之间；平均站间距1.182 km。

由申请人负责施工的机电总承包8标段包括龙岗大道站、王岗大道站、大众路站、位于长江路与王岗路、龙岗路、大众路交叉口。三站矿物绝缘电缆采用了本发明所述的矿物质绝缘电缆工厂化预配施工方法，它相比于传统施工方式具有五大优势：①提升产品质量，减少对技术工人的依赖；②缩短施工工期，降低人工投入；③安全生产有保障；④节约现场加工场地；⑤降低材料损耗。

Claims (2)

1.一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1，地铁车站内现场三维空间实际测量：利用3D扫描仪对地铁车站进行三维立体扫描，核对实测数据是否与施工图纸相符，进行调整优化，达到后期BIM建模信息与现场无误差；

步骤2，车站模型建立：对地铁站内全专业进行族群建立、组库建立、车站信息数字BIM模型建模；

步骤3，全专业管线优化：对全专业进行管线优化、满足管线排布规范、碰撞检测优化，最终完成综合管线优化；

步骤4，确定桥架内矿物质电缆回路排列顺序：锁定全专业模型中所有矿物质电缆模型，在桥架模型中优化并精确到矿物质电缆回路排布顺序、桥架转弯处明确矿物质电缆转弯顺序以及每根回路转弯半径，为最终确定矿物质绝缘电缆回路长度做好前置条件；

步骤5，确定矿物质电缆中间连接器位置：根据矿物质电缆工厂各种型号加工拉伸长度进行BIM模型深化标注，对矿物质电缆中间连接器进行按每根回路各自编号，并导入二维码相关信息，根据BIM模型中矿物质电缆回路中中间连接器的位置进行调整，调整到预先设定好的检修位置，以方便检修维护为原则；

步骤6，根据BIM模型输出矿物质分段电缆工程量与总回路工程量：根据调整完成的最终精确矿物质电缆长度进行工厂化预制加工，中间连接器与终端头全部在工厂完成，成品矿物质电缆试验检测全部在工厂完成；

步骤7，根据矿物质电缆回路二维码信息安装：将每根回路进行现场调直，扫描每根回路上二维码信息，确定回路位置、路径，进行敷设安装。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的矿物质绝缘电缆工厂化预配加工方法，其特征是上述步骤5中，中间连接器位置在地铁车站内调整到预先设定好的检修位置，一般为走廊吊顶检修口位置正上方，强电井道位置，站台板下预留位置，避开400V变电所正下方电缆密集处，充分考虑梯形桥架与封闭式桥架内检修位置预留。