CN110440054A - 地铁车站冷冻机房管道装配施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，属于地铁机房安装的技术领域，包括步骤一、BIM模型建立及优化，步骤二、施工模型分解，步骤三、装配方案确定，步骤四、管道预制加工，步骤五、管道支架安装，步骤六、机房管道装配，步骤七、保温及外保护制作，步骤八、色环标识喷涂。上述方法采用BIM建筑模型，模拟施工环境，优化管道排布，便于现场安装；所涉及水管均采用工厂预制模式，避免了切割焊接作业，有效提高材料利用率，减少了现场安全隐患和环境污染；水管采用装配方式，便于现场安装施工，解决地铁有限空间施工存在场地限制问题；缩短工期。

Description

地铁车站冷冻机房管道装配施工方法

技术领域

本发明属于地铁机房安装的技术领域，具体公开了一种地铁车站冷冻机房管道装配施工方法。

背景技术

目前地铁车站冷冻机房管道安装施工是通过设计平面蓝图进行现场制作安装。上述安装制作方法受地铁冷冻机房受其施工环境限制，对现场测量依赖较大，平面图纸无法体现施工环境、交叉，主要存在以下问题：

1、管道的测量、切割、坡口加工、组对、焊接都在现场完成，管道安装质量无法确保；

2、现场加工材料浪费较大，切割和焊接作业风险多，现场焊接作业更是增加了安全风险；

3 对设计图纸依赖严重，受制于人员素质较多，交叉问题多，容易造成返厂拆改，周期长方式不灵活；

4 焊口处二次镀锌处理难度大，工艺层次不齐，存在锈蚀风险较大，质量无法确保；

5 大面积施工作业集中在现场进行，在地下有限空间中存在场地存放和周转困难问题。

发明内容

为了改善上述诸多问题，本发明提供一种地铁车站冷冻机房管道装配施工方法。

为实现上述目的，本发明提供一种地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，包括下述步骤：

步骤一、BIM模型建立及优化

利用BIM技术建立冷冻机房管道安装施工过程模型，与机房中其他专业管线进行碰撞检测，对发现的问题进行优化处理；

步骤二、施工模型分解

根据优化后的机房管道模型和现场勘测情况，将已建立完成的模型按系统和部位进行分解；

步骤三、装配方案确定

机房管道模型分段完成后，按照分段管道在所属于的系统和机房中的位置，按照确定装配原则进行装配方案；

步骤四、管道预制加工

（1）焊接法兰管道预制

对分节模型进行细部优化调整，考虑垫片和焊接法兰厚度，提取每个模块中的分节管道的加工数据，制作成工厂加工排产清单，进行管道工厂预制加工；

（2）丝扣管道加工

涉及丝扣连接的管道长度根据模型在工厂切割后，运输至现场利用套丝机进行套丝作业；

步骤五、管道支架安装

根据建立模型，利用BIM放样机器人和相关测量仪器对所要安装的管道在现场进行测量定位，并进行部分支架安装工作；

步骤六、机房管道装配

机房管道按照装配方案，水平层主管道优先运输进场，将预制管道分段与部件进行组装，竖向下接管道从设备接口两侧向外依次进行管件和管道安装，在与预留的水平管道下接口进行连接，连接完后再加装固定支架，并在所有管道支架上加装管卡；

步骤七、保温及外保护制作

管道装配完成后，通过打压试验，然后进行保温及保护制作。

具体地，步骤二中，管道分段基本原则如下：

（1）直管段长度不超过6米；

（2）弯管上弯头独立设置便于拆除；

（3）竖向管道独立设置；

（4）设备前后管道独立设置；

（5）穿墙体和楼板管道法兰结构留在机房外侧；

在满足上述原则的同时，对一个闭环的管路或者弯头大于5个的管路中取最短段作为补偿段在现场实施。

具体地，步骤三中，装配原则如下：

（1）管道从上到下，先主干后分支装配；

（2）管道从内侧向外侧装配；

（3）多管道同支架成排装配；

（4）设备前后竖向下接管道分节装配；

（5）系统成环下接管道整体装配；

（6）分段管道装配弯头不超过2个；

（7）与外管道连接分界点设置在机房外侧；

根据确定的装配方案，对编号分段管道进行下步管道预制及现场装配施工。

具体地，步骤五中，具体操作如下所述：

放样确定管道支架锚栓开孔位置，并利用顶部开孔辅助工具进行锚栓开孔预埋工作，对所安装的锚栓依据设计值进行拉拔试验合格后，先安装管道支架竖杆，再根据机房预制管段的装配顺序，开始部分横杆安装。

进一步地，上述地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，还包括

步骤八、色环标识喷涂

在管道外保护层完成后，依据规范和设计图纸要求，分专业和系统进行管道色环标识喷涂。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用BIM建筑模型，模拟施工环境，优化管道排布，便于现场安装；

2、所涉及水管均采用工厂预制模式，避免了切割焊接作业，有效提高材料利用率，减少了现场安全隐患和环境污染；

3、水管采用装配方式，便于现场安装施工，解决地铁有限空间施工存在场地限制问题；

4、采用本发明提供的施工方法，现场施工人员比原来减少一半，机房施工周期缩短30天左右。

总之，采用本发明所述的地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，解决了有限空间水系统管道安装问题；提高了施工进度，取得了良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的地铁车站冷冻机房管道装配施工方法的流程图；

图2为本发明实施例2中冷冻机房管道优化模型图；

图3为图2所示冷冻机房管道中模型块一的结构示意图；

图4为图2所示冷冻机房管道中模型块二的结构示意图；

图5为图2所示冷冻机房管道中模型块三的结构示意图；

图6为图2所示冷冻机房管道中模型块四的结构示意图；

图7为图2所示冷冻机房管道中模型块五的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，包括下述步骤。

步骤一、BIM模型建立及优化

利用3D扫描技术对车站主体结构进行扫描建模，再结合BIM技术建立冷冻机房管道安装施工过程模型，与机房中其他专业管线进行碰撞检测，对发现的问题进行优化处理，实现水管施工过程的可视化交底。

步骤二、施工模型分解

根据优化后的机房管道模型和现场勘测情况，将已建立完成的模型按系统和部位进行分解，管道分段首先必须满足运输、安装条件，其次管道上安装的阀门和部件便于拆除检修，为满足上述基本要求，管道分段基本原则如下：

（1）直管段长度不超过6米；

（2）弯管上弯头独立设置便于拆除；

（3）竖向管道独立设置；

（4）设备前后管道独立设置；

（5）穿墙体和楼板管道法兰结构留在机房外侧；

在满足上述原则的同时，对一个闭环的管路或者弯头大于5个的管路中取最短段作为补偿段在现场实施；

在对照各个模型块在机房中所处位置和设备连接情况在进行分段处理，分段管道需满足现场安装和维护条件，并在模块图中标注管道编号。

步骤三、装配方案确定

机房管道模型分段完成后，按照分段管道在所属于的系统和机房中的位置，按照确定装配原则进行装配方案，装配原则如下：

（1）管道从上到下，先主干后分支装配；

（2）管道从内侧向外侧装配；

（3）多管道同支架成排装配；

（4）设备前后竖向下接管道分节装配；

（5）系统成环下接管道整体装配；

（6）分段管道装配弯头不超过2个；

（7）与外管道连接分界点设置在机房外侧；

根据确定的装配方案，对编号分段管道进行下步管道预制及现场装配施工。

步骤四、管道预制加工

（一）焊接法兰管道预制

对分节模型进行细部优化调整，考虑垫片和焊接法兰厚度，提取每个模块中的分节管道的加工数据，制作成工厂加工排产清单，进行管道工厂预制加工；

为确保预制管道的工艺和质量，在工厂加工期间，严格按照如下要求进行：（1）所有材料必须经过驻厂人员检验合格后方可使用；

（2）管道切割长度严格按照加工表执行；

（3）直管段两端法兰焊接必须确保法兰连接口同轴；

（4）管道焊接法兰面应与管道中心线垂直，并同心；

（5）法兰对接应平行，其偏差不应大于其外径的8/10000，且不得大于1mm；

（6）法兰与钢管焊连接处必须双面满焊；

（7）弯头处法兰焊接采用直角加工件固定焊接；

（8）管道法兰焊接完成后进行整体镀锌处理，避免了焊口处的锈蚀风险，确保了管道使用寿命；

（9）预制完成的管道连接后进行局部打压试压，合格后方可出厂；

（二）丝扣管道加工

涉及丝扣连接的管道长度根据模型在工厂切割后，运输至现场利用套丝机进行套丝作业，避免由于丝扣长度不同而引起的安装误差。

步骤五、管道支架安装

根据建立模型，利用BIM放样机器人和相关测量仪器对所要安装的管道在现场进行测量定位，放样确定水管支架锚栓开孔位置，并利用顶部开孔辅助工具进行锚栓开孔预埋工作，对所安装的锚栓依据设计值进行拉拔试验合格后，先安装管道支架竖杆，再根据机房预制管段的装配顺序，开始部分横杆安装。

步骤六、机房管道装配

机房管道按照装配方案，水平层主管道优先运输进场，将预制管道分段与部件进行组装，利用现场吊环和便捷式起重吊装三脚架（CN201820739278.4）吊装至指定的安装高度，并将剩余的支架横杆安装完成，支架上的管道确保每段有一处用管卡固定，然后将支架上的分段管道用螺栓连接起来；竖向下接管道从设备接口两侧向外依次进行管件和管道安装，在与预留的水平管道下接口进行连接；连接完后再加装固定支架，并在所有管道支架上加装管卡；管道装配完成按系统进行整体水管试压实验，实验合格后进行下步工序。

步骤七、保温及外保护制作

管道装配完成后，通过打压试验，然后进行保温及保护制作。用锯条将管材纵向沿圆内切线锯开，外径剖切处与铝箔布搭接处重合，将管材套装在管道上，挤压接缝处使接缝处紧密粘合，并对管材做必要的粗细均匀度裹压调整，在每根管材两端和中部，用胶带缠一圈，固定牢固，管壳中间的接口处用铝箔胶带封死；固定时不用太用力，稍用力即可，应保持平整和正直，金属保护层安装时立管应自下而上，水平管应从管道低点向高处进行，使横向搭接缝口顺坡方向。纵向搭接缝应放在管子两侧，缝口朝下，搭缝长度30-40㎜。无坡度的管道应顺水流方向进行搭接。搭缝处用M14×10自攻螺丝紧固，螺钉间距应不大于200㎜。不保温管道采用新型定位封堵水管钢套管（CN201820739268.0）解决不居中问题。

步骤八、色环标识喷涂

在管道外保护层完成后，依据规范和设计图纸要求，分专业和系统进行管道色环标识喷涂。

实施例2

北京地铁6号线西延工程机电II标段3座车站共计7间冷冻机房，应用该技术改进了原有施工方法，安全高效。在步骤二中，施工模型依据上述原则进行分段，机房焊接法兰管道共分5个模型块30节管道，模型块包括：

（1）模块一：冷冻机房南侧DN200和DN250冷却水管分为7段，与冷却水系统上的阀门及冷却水泵相连；

（2）模块二：冷冻机房大系统DN250冷却水管下接U型管道及管件组合分为12段，与阀门部件相连接；

（3）模块三：冷冻机房南侧DN200和DN300冷却水管道分为40段，与螺杆式冷水机组及冷却水泵、水处理装置及相关阀门部件相连接；

（4）模块四：冷冻机房小系统DN300冷却水管道分为16段，与大系统冷却水管道相连接，并与管道上Y型过滤器及相关阀门部件连接；

（5）模块五：冷冻机房小系统冷冻水管道分为6段，与分集水器、定压补水装置、水处理装置及螺杆式冷水机房相连接。

水管材料的损耗降低，避免了现场切割和焊接作业。环境污染降低。便携式起重三脚架让水管吊装快捷方便，新型定位封堵水管套管解决不居中问题。上述问题的解决，减少了工人水管吊装和调整耗费的人力和时间，效益对比见下表。

对比上表可以看出，采用管道装配式施工工法，比传统安装方法在材料损耗方面降低6%，而且运输一次完成，制作精度高，同机房水管安装所用的人工和时间均有很大的缩减。

单车站示例计算：以北京地铁6号线西延工程苹果园南站标准机房为例（所涉及材料总价为43万元；预制管道运输预计需1车/次，管道运输现场需3车/次；普工每人/每日180元，技工每人/每日230元），计算如下：

1）板材节约：25800元=430000×（0.08-0.02）

式中：（单站管材工43万，节约6%）。

2）运输费用：3000元= 3×1500-1×1500

式中：（预制管预计需1车/次，成品管预计需3车/次，单次1500元）

3）人工节约：139800元=70×6（180+230）-30×6×180

式中：（普工每人/每日180元，技工每人/每日230元）：

4）单站共计节约：168600元=139800+3000+25800。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、BIM模型建立及优化

利用BIM技术建立冷冻机房管道安装施工过程模型，与机房中其他专业管线进行碰撞检测，对发现的问题进行优化处理；

步骤二、施工模型分解

根据优化后的机房管道模型和现场勘测情况，将已建立完成的模型按系统和部位进行分解；

步骤三、装配方案确定

机房管道模型分段完成后，按照分段管道在所属于的系统和机房中的位置，按照确定装配原则进行装配方案；

步骤四、管道预制加工

（1）焊接法兰管道

预制对分节模型进行细部优化调整，考虑垫片和焊接法兰厚度，提取每个模块中的分节管道的加工数据，制作成工厂加工排产清单，进行管道工厂预制加工；

（2）丝扣管道加工

涉及丝扣连接的管道长度根据模型在工厂切割后，运输至现场利用套丝机进行套丝作业；

步骤五、管道支架安装

根据建立模型，利用BIM放样机器人和相关测量仪器对所要安装的管道在现场进行测量定位，并进行部分支架安装工作；

步骤六、机房管道装配

机房管道按照装配方案，水平层主管道优先运输进场，将预制管道分段与部件进行组装，竖向下接管道从设备接口两侧向外依次进行管件和管道安装，在与预留的水平管道下接口进行连接，连接完后再加装固定支架，并在所有管道支架上加装管卡；步骤七、保温及外保护制作

管道装配完成后，通过打压试验，然后进行保温及保护制作。

2.根据权利要求1所述的地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，其特征在于，所述步骤二中，管道分段基本原则如下：

（1）直管段长度不超过6米；

（2）弯管上弯头独立设置便于拆除；

（3）竖向管道独立设置；

（4）设备前后管道独立设置；

（5）穿墙体和楼板管道法兰结构留在机房外侧；

在满足上述原则的同时，对一个闭环的管路或者弯头大于5个的管路中取最短段作为补偿段在现场实施。

3.根据权利要求1所述的地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，其特征在于，所述步骤三中，装配原则如下：

（1）管道从上到下，先主干后分支装配；

（2）管道从内侧向外侧装配；

（3）多管道同支架成排装配；

（4）设备前后竖向下接管道分节装配；

（5）系统成环下接管道整体装配；

（6）分段管道装配弯头不超过2个；

（7）与外管道连接分界点设置在机房外侧；

根据确定的装配方案，对编号分段管道进行下步管道预制及现场装配施工。

4.根据权利要求1所述的地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，其特征在于，所述步骤五中，具体操作如下所述：

放样确定管道支架锚栓开孔位置，并利用顶部开孔辅助工具进行锚栓开孔预埋工作，对所安装的锚栓依据设计值进行拉拔试验合格后，先安装管道支架竖杆，再根据机房预制管段的装配顺序，开始部分横杆安装。

5.根据权利要求1所述的地铁车站冷冻机房管道装配施工方法，其特征在于，还包括步骤八、色环标识喷涂

在管道外保护层完成后，依据规范和设计图纸要求，分专业和系统进行管道色环标识喷涂。