基于BIM的泵组预制装配实践

李达

中建三局第一建设工程有限责任公司湖北武汉430000

摘要：随着当前建筑规模的不断扩大，机电安装工程施工任务量持续增长，而传统的机电工程中尤其是设备机房内的管道施工程序复杂，组件数量庞大，且管道安装作业分散，人力物力很难集中不利于节能减排。鉴于欧美韩日等发达国家在PC构建领域方面的先行，机电管道的预制工作量均在预制加工厂内完成，再结合现场施工进度计划、现场施工环境等情况，综合分析配送预制加工构件至现场装配化施工与调试运行。

机电领域的武汉数字加工厂也在近年成立并陆续生产，将BIM技术与工厂化预制相结合，成功应用于武汉英特宜家、京东商城等项目，取得了较好的经济效益与社会效益。

关键词：BIM模型；预制加工；吊运装配

一、引言

目前我国工业管道的工厂化预制技术应用日趋成熟完善，但在民用建筑机电工程中，设备及其管道工厂化预制加工技术仍有待进一步探索。考虑如何结合机电BIM模型并有效开展设计预制装配调试一体化施工技术，引进制造业全生命周期管理的理念、技术，使得机电设备及其管道的综合三维设计、加工制作、吊运、装配与调试运行等工作有机结合，对于当前提倡的绿色建造意义深远。

二、项目案例背景

武汉英特宜家项目位于武汉市硚口区长丰西路与江发路交汇处，项目为英特宜家（中国）有限公司在中国投资建设的第三家大型商业综合体，集商铺、餐饮、超市、电影院、KTV等多功能于一体。工程总建筑面积218430m2，工期要求：总承包开工日期为2013年8月12日，竣工验收日期2015月4月28日。锅炉房为独立建筑物，锅炉房内布置有8台水泵。3台卧式端吸热水泵（流量80m3/h，2用1备），3台卧式端吸热水泵（流量66m3/h，2用1备），2台定频水泵（流量17m3/h，1用1备）。

英特宜家武汉购物中心项目，业主要求锅炉房要在2015年初开始供热调试。而现场锅炉房工作面提交安装时间点较晚（2014年9月提供设备基础与安装作业面），若按传统模式，水泵惯性底座及管线等在现场制作安装，施工周期需3个月之久，难以满足现场配合供暖调试及总体工期要求。经与会人员深化论证，最后认为预制泵组吊运装配式施工方法可以保证工期，从而有效解决受限于土建施工作业面等问题。

三、项目实施步骤与方法

3.1基于BIM模型的机电设计施工调试一体化

应用BIM建模技术，绘制锅炉房建筑结构模型，在建筑模型内，布置水泵、管道及管道支架，考虑锅炉房的布局以及水泵的大小、支架及水平运输及现场安装等因素后，将8台水泵按功能用途分为3个泵组单元（即泵组集成水泵、水泵减震底座、水泵进出水口管道及阀门配件，泵组支架等）进行制作安装。泵组之间管道采用法兰连接。结合BIM模型参数、深化设计后（对支架受力进行计算），生成制作详图提交班组进行预制，在厂内进行预拼接并压力吹扫合格后再吊运至现场安装调试。

3.2项目实践内容

预制组合泵组的模块化设计研究

包括内容如下：

（1）泵组的模块化研发设计；

（2）管道支架及胎架的强度计算；

（3）制作装配深化；

（4）预制组合泵组的消声减震计算。

预制组合泵组的制作及装配施工技术

包括内容如下：

（1）预制泵组的预制及装配；

（2）预制泵组模块单元的现场吊运。

（3）预制泵组模块单元的整体调试与运行

3.3预制组合泵的三维设计

根据设计院系统图及平面布置图，应用REVITMEP专业软件进行三维建模，进行深化设计布局，绘制锅炉房整体模型，确定水泵布置及管道走向及安装标高。

根据锅炉房内8台水泵系统情况，将3台卧式端吸热水泵作为1个泵组，3台卧式端吸热水泵作为1个泵组，2台定频水泵作为1个泵组进行划分，共计3个预制模块单元，以便于整体吊运与现场安装。

四、泵组模块的消声减震计算

基于BIM的预制泵组总体思路：根据BIM模型、设计图纸及材料清单，在加工厂利用先进设备，分别将管道、阀门、水泵、管架等制作成零件单元后，再按顺序进行装配。

4.2泵组的现场吊运与安装

进行预制组合泵组的吊装，用汽车吊从平板车上吊起，放置于地面滚筒上。用1吨慢速卷扬机牵引至锅炉房设备基础上，再用千斤顶就位。泵组就位后，用千斤顶将泵组移动至安装位置，并调整标高及水平度，再用垫铁及灌浆料将泵组支架与基础缝隙灌实，保证其受力。

五、结束语

根据泵组单元设计图，在施工现场之外的附近加工厂，充分应用先进设备（管道自动焊机、精密坡口机、剪板机、折弯机等）依次按照泵组支架制作安装、惰性块制作安装、水泵安装、管道阀门的安装顺序进行，提高产品质量，提高作业效率，节约工期，得到了业主方及总包方认可，为项目整体机电调试奠定了基础。在后续的机电机房工程施工中，可应用BIM技术，进一步考虑机房泵组的模块化，工厂化，实现机电机房工程的规模化生产。并可将泵组的预制范围进一步扩展至整个机房及整个机电工程，实现机电专业设备与管线的工厂化生产及现场组装调试运行的新局面。