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摘要：为了攻克管道穿梁的施工难点，通过对该技术反复进行研究分析，并总结开发了水平管道穿梁安装施工技术。该技术利用BIM三维模拟技术进行管道布置施工深化设计，设计了一种带定位筋辅助位置可调式预埋穿梁套管，利用经纬仪及水准仪在梁模两侧放线定位套管的安装位置，将一种高度可调的带水平滚轮台座的支架固定在结构板下，与梁内套管组成一个标高一致、高效的管道运输通道，进行装配式水平管道安装施工。经实践证明应用水平管道穿梁安装施工技术，缩短了施工工期，提升了施工质量，效益显著。
关键词：水平管道 穿梁安装 施工技术
0引言
随着生活品质的改善，人们对居住、办公场所的品质要求越来高，业主需要最大化地利用建筑内的空间资源提升建筑的功能及品质。在建筑层高受限的情况下，充分进行建筑内部机电管线设备的科学合理布置，是提升建筑使用空间的一种有效手段。建筑走道、地下室布设的设备管线众多，传统的梁下布置水平管道，无法满足对楼层净空的要求，而穿梁布置施工难度非常大，难以满足施工进度和质量要求。在不修改建筑层高的前提下，通过采取水平管道穿梁的方法可以有效减小设备管线占用空间、提高建筑室内净空，实现建筑空间的有效利用。
1工艺原理
利用BIM三维模拟技术进行管道布置，输出结构梁预埋套管平面定位图；将BIM模型深化为加工图，为工厂化预下料加工及装配式管道施工提供了可靠技术保证。利用经纬仪及水准仪在梁模两侧放线定位套管的安装位置；通过在套管两端的侧面对称焊接四根带弯钩的辅助定位钢筋，实现套管的快速定位及位置可调效果；将套管初步固定在梁钢筋骨架内，待梁钢筋就位后，通过调整辅助定位筋精确定位预埋套管，并通过绑扎或焊接有效固定。将一种高度可调的带水平滚轮台座的支架固定在结构板下，与梁内套管组成一个标高一致、高效的管道运输通道；选取梁间净空最大的位置布置垂直提升装置，将管道提升至运输通道上，沿着通道滑移管道至预定位置，进行装配式水平管道施工。利用套管与管道间隙安装快速装配抱管卡套架，将管道快速居中固定在穿结构梁套管内，完成管道安装。
2施工工艺流程
BIM绘制结构梁预埋套管定位图→制作及定位安装梁内套管→绘制管道下料图→工厂化预加工管道→通道式运送及敷设水平管道→套管内支架制安→管道试压及冲洗
3 操作要点
3.1 BIM绘制结构梁预埋套管定位图
绘制依据：预留套管规格及位置经设计院结构校核分别确定，预留洞上下混凝土净高分别不小于100mm；针对常见DN150以下的给水管道（结构梁高度不小于700mm）预留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。设计院结构专业最终确认，方可施工。
BIM技术应用：通过对建筑主体结构提前建模后，按照设计穿梁要求，将水平管道系统绘制在允许穿梁的区域内，结合主梁和次梁的尺寸和距离、管道安装需求空间、阀门安装需求空间、管道坡度需求、喷头末端定位等因素综合考虑，对不能满足设计穿梁要求的结构梁或不需要穿过的结构次梁规格进行调整（一般主要为结构次梁更改），协调设计院进行结构复核，在满足结构要求的同时，确定管道穿梁位置（此部分工作一定要在项目确定穿梁方案，结构层施工前完成）。
图1一种带定位筋辅助位置可调式预埋穿梁套管
图中套管定位支架的长度为：
L1=（套管中心至梁顶距离-20mm）/cos30°-套管半径
图中套管长度为：
L2=梁宽-10mm
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。
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。
3.3绘制管道下料图
应用BIM技术，将已绘制好的三维图纸进一步细化，利用管材出厂长度、管道三通、弯头、大小头、阀门等将管道分段并做编号。然后根据分段及编号图绘制精细加工图，绘制加工图时，根据实际安装尺寸，管道接口应避开穿梁部位，加工图包括管道材质（镀锌钢管/钢塑复合管/不锈钢管/焊接钢管等材质）、规格（DN25~150）、长度、开孔位置、管件（丝接管件/沟槽管件/卡压管件/焊接管件等）、接口方式（丝接/卡箍连接/焊接/卡压连接等方式）等具体加工参数。这是管道装配式施工的技术实施的前提。
3.4通道式运送及敷设水平管道
由于管道穿梁布置，导致管道就位困难，经研究，设计了“工具式安装吊架”。在梁与梁之间增加该装置，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，然后安装管件等配件。
图2 工具式安装吊架大样图
图2说明：此装置安装于结构梁间，起管道输送作用，节省人力及确保管道镀锌层不被磨损。由于套管安装位置不同，故支架高度不一，为保证此支架能重复利用，支架高度采取滑动可调形式，支架台座装设微调螺母进行高度微调。
为保证管道快速在套管内居中安装，管道支吊架易于固定，在施工过程中，设计了“一种快速装配抱管卡套架”。在穿梁套管与管道间安装一种快速装配定位支架，能够保证在管道安装完成后快速固定居中管道。
图4 管道安装示意图
3.5管道试压及冲洗
管道安装完毕后,按分项工程质量检验程序和要求分别进行质量检查验收。测试点位于系统管网最低点，向管网注水时，将空气排净，然后缓慢升压，达到试验压力后，稳压30分钟，目测管网应无渗漏和无变形，且压力降不应大于0.05MPa。系统水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行。试验压力为设计工作压力，稳压24h，无渗漏。管网冲洗应在试压合格后分段进行。水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行。
4效益分析
水平管道穿梁安装施工技术应用于金域中央五期、惠州惠阳星河丹堤花园三期F区一标段等项目。以惠州惠阳星河丹堤花园三期F区一标段为例，该项目地下二层，地30~34层，建筑面积18.07万平方米，其中楼栋大堂采用水平管道穿梁安装施工技术（应用的建筑面积约5100平方米）。对比分析后知，该技术有效提高了建筑楼层内可利用空间，平均可达到145mm，该部分穿梁管道工程造价由原来的50万元降低到45万元，可节约成本约10%，成本节约主要来源于支吊架材料费用及人工费用节省。
5 结语
本技术符合满足国家关于建筑节能工程的有关要求，通过水平管道穿梁安装施工技术，提高施工效率，减少人工用量，现场安装减少管道交叉翻弯管件使用，减少支吊架用钢量；使用该技术能有效减少机电管线对建筑结构层高的需求。在保证同等净空的前提下，可以有效压缩建筑结构层高，降低建安成本。
目前国内工程应用水平管道穿梁安装施工技术的工程还不多，主要是传统工艺施工难度大，施工降效严重。劳务资源短缺的今天，提升生产效率、减少人工用量的技术创新，会有非常广阔的应用前景。该技术对建筑使用空间的充分拓展，在高级写字楼、酒店、安装大型生产设备的厂房等建筑内的管线安装施工有一定的借鉴意义。
论文作者:潘志忠
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/17
标签：管道论文; 套管论文; 结构论文; 支架论文; 水平论文; 位置论文; 建筑论文; 《防护工程》2017年第18期论文;