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摘要：与传统的现场预制相比，管道预制工厂化技术具有缩短工期、提高施工品质等优点，是机电安装的发展趋势。本文以三星BE上部层收尾水处理项目为例，从设计方、预制方和施工方的角度，讲解了管道预制工厂化技术的具体路径，并简述其改进方向。
关键词：管道预制工厂化；三星现场；具体路径；改进方向
近些年，我国的机电安装多采用传统的现场预制和安装模式。从土建开工到结束，直至移交给机电进行安装施工，多已接近业主的竣工验收和投产时间，用于设备管道施工和试运行的时间较紧迫。机电安装施工为了抢工期、保节点，往往人疲马乏；而短工期、高强度的工作压力也容易出现施工质量问题。
随着机电安装技术的快速发展，管道预制工厂化技术应运而生。管道预制工厂化就是将预制与安装在空间和时间上分离，复杂组件在外部加工厂按照预制方案预制完成后直接搬入现场进行安装。管道预制工厂化技术使组件安装摆脱现场条件约束，最大程度地压缩施工时间；外部加工复杂组件时，还可以灵活采用新技术、新工艺和新设备，将其预制成整体模块，保证了施工品质。2014年正式实施的HG/T 21641—2013详细规定了管道预制工厂化在设计、加工材料、防护与包装、交付文件、验收等方面的要求，更是有效推动了该技术的发展。[1]本文以水处理分公司三星BE上部层收尾水处理项目为例，介绍了管道预制工厂化技术的具体路径及其改进方向，以期为后续的安装施工提供参考。
1 管道预制工厂化技术的具体路径
三星BE上部层收尾水处理项目属于运行厂房内的扩建增设项目，存在现场施工空间有限、多家单位同时交叉施工、工期紧、任务重等难点，更重要的是要在高效率完成施工的同时又要注意运行设备的安全及成品保护，现场情况极为复杂。基于此，项目组将施工安装的不同阶段进行任务分解，从尺寸设计到预制加工，从运输配送到现场组装，均以管道预制工厂化技术为核心要领，有效避免了工期不足、质量瑕疵等问题。
1.1设计方：新技术确保预制件尺寸精确
该项目的工艺管道施工部分，具有组件多、焊接量大等特点，且所有管道组件根本不具备在现场统一制作加工的条件。所以，简化现场施工、管道外部预制成为必然。但要实现管道外部预制的精细化、准确化，并非易事，稍有偏差，就会导致现场安装困难。为了有效避免预制件与现场尺寸不一致的现象，设计方灵活运用“外部标准化工厂预制+现场工艺模块组装+简易平台预制安装”相结合的工作模式，根据工种的不同和工艺的复杂程度，划分三种不同的预制模块，分别为规则的空间阀组模块，不规则的工艺模块以及单管工艺管段模块。其中，规则的空间阀组模块包括各级处理水泵底座基础、N2阀组、压缩空气阀组等；不规则的工艺模块主要包括各种过滤器进出口工艺、设备进出口工艺等；单管工艺管段主要包括特制的弯头、法兰短管等特殊要求的工艺管道。模块划分完毕后，结合不同的模块要求充分利用BIM管线综合布置技术，多次实测、分析现场，对三维布置管线的走向进行深化设计，最终确定设备尺寸，设备就位位置，较合理使用有限空间，尽量减少交叉干涉影响，从而极大地提高了预制架台与现场预留尺寸的吻合度。三维设计图纸如图1-1所示。
图1-1
1.2预制方：严把关提高预制件施工品质
外部预制工厂拿到设计图纸后，根据设计方确定的各个模块的预制化方案，组织技术人员会审、确认图纸。在充分理解设计意图及要求后，按照预制方案，组织下料、拼装、焊接、成品保护。作为管道工厂预制标准化中一个重要的环节，如何确保预制加工尺寸和现场需要尺寸相匹配以及施工品质是预制方首先要考虑的问题。为了有效避免上述问题的发生，外部预制过程应注意把好用人、施工技术和质检“三关”。关于用人，预制车间施工人员必须接受技能工技能测试，测试合格才能获得相应工种资格操作证，持证上岗，建立高质量的施工队伍。关于施工技术，首先根据现场施工纳期要求制定施工目标计划，建立健全施工相关组织体系和应急预案，利用三维布置管线技术，统计出各种型号管子、管件型号数量，再次确认施工要求，精确绘出ISO单线图纸和施工图纸后进行预制加工。关于质检，严格落实“自检”、“互检”和专职质检员“专检”的三检制度。三星业主对品质的要求极为苛刻，本次现场预制加工过程中全程参与监督。通过此举，提高预制厂施工人员的责任心和使命感，保证施工质量。
在预制件出厂前，为了避免到达现场后出现不必要的返工问题，装车运输前务必及时邀请业主方进行厂检，听取业主方专业人员的建议，以便及时做出相应调整，减少现场二次施工。在通过业主方组织的质检后，采取相应的成品保护措施，将成品顺利运输到施工现场。业主成品检验及焊缝监测如图1-2所示。
图1-3
2 管道预制工厂化技术的改进方向
目前，在国内的民用机电管道工程项目中，管道预制工厂化技术没有得到足够的重视，仍处于发展阶段。三星BE上部层收尾水处理项目率先将该技术用于实践，取得了良好的效果。其中的成功经验和问题处理方案，均对管道预制工厂化技术在国内民用建筑现场的运用提供了可参考的经验。
一是提升深化设计能力，继续渗透BIM三维管道综合布置技术。在机电安装领域，BIM技术具有减少工程材料不合理损耗、降低安全事故发生几率、缩短工期、合理布局现场空间等优点。［2］可以说，BIM是管道预制化技术得以顺利推行的技术保障。但是，鉴于预制模块的复杂性和施工处理的预见性等因素，前期设计对施工细节的考量和论证提出了高要求。以三星项目为例，尽管前期设计进行了多次现场实测，并利用BIM三维管道综合布置技术进行空间深化设计，但是仍出现了RO架台与墙面预留空间不足的问题，这导致氮气管阀组上的过滤器仪表无法正常读数观察，最终只能改变氮气阀组现场就位位置。所以，在实际运用过程中，要不断提升深化设计能力，将BIM三维管道综合布置技术渗透施工细节。
二是发展信息共享网络，尝试引入管道预制信息化管理系统。在三星现场，业主方通过建立台账信息管理系统，对预制过程的人员资料、图纸内容、管段材料、焊接质量和进度计划等信息进行全程管控，结合现场实际施工进度和需求，随时调整外部预制件的加工进度和交付时间。这样能够保持现场数据的实时性共享，使外部预制和现场施工趋于一致，更好地确保基础设施组件的性能表现和交付时间，在工厂预制化环境下有效控制成本、保证质量。因此，今后的项目实施应重视“建立管道预制的技术管理、质量管理、探伤管理、进度管理和成品管理数据库，使整个管道预制过程处于有效管控之中”［3］。
三是重视管道预制规范，不断引导内外施工形成流水式作业。三星灵活运用“后线标准化工厂预制+前线流动化预制车间+现场简易平台预制”相结合的工作模式，对预制模块进行差异化处理，给我们带来了重要启示：无论采用何种管道预制模式，工序之间都要合理衔接，充分发挥管道预制工厂化的最佳效率［4］；在民用机电安装工程中，管道种类及其安装方式多样，并且要根据工程的具体需要建立不同的预制模块。所以，今后的管道预制，更应凝聚三方合力，实现尺寸设计、预制加工和现场组装等方面的标准化、精细化。只有重视管道预制规范，才能使管道预制和安装在时间和空间上彻底分离，改变传统的施工流程，加强项目部与工厂之间的默契配合，给工程质量和作业效率提供保障。
四是推行焊接自动化技术，降低施工难度精准供需控制。管道预制工厂化的“瓶颈”是焊接问题。传统安装施工现场普遍存在环境差、空间受限较多、施工难度大等问题，对推行焊接自动化技术带来了很大的阻碍。当前推行的管道预制工厂化，可以把施工难度较大的高空作业变为地面作业，把难度较高的仰焊、立焊变为平焊，把死口焊接变为活口焊接，给自动化焊接技术提供便利。自动化焊接技术的引入可以提高预制模块的精准度和合格率，对降低焊接难度、提高焊接效率也有着重要意义。自动化焊接技术的种种优势也将助推管道预制工厂化技术的普及。
3 结语
道工厂化预制技术在建筑机电安装工程中的应用尚处于初步发展阶段，虽然在实施管道工厂化预制过程中，有这样那样的困难，但都有行之有效的办法去克服解决，并且可获得诸多益处。只要我们引起足够重视，积极推广应用，按照管道预制和装配安装分离的模式推行，不断探索总结，管道工厂化预制技术应用前景广阔，是今后的发展趋势。在当前的行业发展形势下，公司更应把握趋势、率先垂范，积极推广、运用管道预制工厂化技术，不断探索、总结，全面提升公司技术人员的业务水平和综合能力，在管道预制工厂化领域创造新的业绩和辉煌。
参考文献：
［1］HG/T 21641—2013 管道工厂化预制技术规范[S].
［2］高亮,钟剑等. BIM结合工厂化预制加工技术的应用[J]. 建设科技, 2014(22):75.
［3］张书安. 移动式管道工厂化预制技术的实际应用[J]. 石油化工建设, 2012, 34(5).
［4］杨守全. 管道预制工厂化现状及发展趋势[J]. 石油化工建设, 2007, 29(1):16.
论文作者:郭康康
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/11
标签：三星论文; 管道论文; 现场论文; 工厂化论文; 技术论文; 模块论文; 机电论文; 《防护工程》2018年第5期论文;