基于BIM技術(shù)的裝配式管道系統(tǒng)施工應(yīng)用

1、基于基于BIMBIM的管道裝配式施工技術(shù)總結(jié)的管道裝配式施工技術(shù)總結(jié)上海移動臨港一期機電工程上海移動臨港一期機電工程2012017 7年年1212月月0101日日2/14/20222 目 錄項目背景簡介BIM實施策劃BIM應(yīng)用成果BIM效益剖析2/14/20223 一一. .項目背景簡介項目背景簡介 工程概況工程概況工程名稱：上海移動臨港一期機電安裝工程建設(shè)單位：中國移動通信集團上海有限公司設(shè)計單位：中國移動通信集團設(shè)計研究院有限公司工程地點：上海浦東臨港綜合區(qū)04PD-0107單元A02-04地塊?？偨ㄖ娣e：10.043萬平方米，由3棟數(shù)據(jù)中心廠房、2棟油機房、2棟維護支撐用房組成；機電合

2、同額：約1.94億。1#維護維護2#維護維護3#數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2#油機油機2#數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1#數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1#油機油機2/14/20224 一一. .項目背景簡介項目背景簡介 機電概況機電概況綜合機電綜合機電專業(yè)專業(yè)工程范圍工程范圍給排水工程通風空調(diào)工程電氣工程消防與弱電1、給水系統(tǒng)2、污廢水系統(tǒng)；3、壓力排水系統(tǒng)；4、重力雨水系統(tǒng)1、空調(diào)冷凍水、冷卻水系統(tǒng)；4、空調(diào)通風及防排煙系統(tǒng)；1、10KV/0.4KV低壓配電系統(tǒng)；2、動力及照明系統(tǒng)；3、防雷接地系統(tǒng)；4、疏散指示系統(tǒng)；1、消火栓、噴淋及氣體滅火系統(tǒng)；2、火災報警系統(tǒng)；3、弱電綜合布線及樓宇自控等； 本項目性質(zhì)主要為數(shù)據(jù)中心廠房，空調(diào)水管道系統(tǒng)在本工

3、程機電中占比較多，系統(tǒng)復雜、工程量較大系統(tǒng)復雜、工程量較大。2/14/20225 一一. .項目背景簡介項目背景簡介 機電概況機電概況 1# 數(shù)據(jù)中心設(shè)備機房1750，分左右兩套空調(diào)系統(tǒng)，共包含8 8臺臺2813kW電壓縮離心式變頻水冷冷水機組，8 8臺臺2813kW板式換熱器，冷凍水泵、冷卻水泵共計1616臺臺，8m軟化水箱2 2個個，30m臥式蓄冷罐12臺臺，加藥裝置、定壓補水裝置、軟化水器若干，各類大規(guī)格管道數(shù)量共計40004000余米； 2# 數(shù)據(jù)中心設(shè)備機房1440，包含4 4臺臺6331kW 10kV高壓冷水機組，1 1臺臺1400kW螺桿冷水機組，4 4臺臺6650kW板式換熱器

4、，冷凍水泵、冷卻水泵共計1010臺臺，12m長分集水器4 4臺臺，15m軟化水箱2 2臺臺，30m臥式蓄冷罐6 6臺臺，各類大規(guī)格管道數(shù)量共計3000余米。2/14/20226 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃重難點分析重難點分析體量大、工期緊系統(tǒng)復雜、工藝要求高工程質(zhì)量要求高綠色施工、降本增效、低成本競爭合同中有BIM技術(shù)應(yīng)用要求應(yīng)用應(yīng)用BIMBIM技術(shù)的原技術(shù)的原因分析因分析 項目合同總工期：120日歷天（2017.08.162017.12.13）； 1#數(shù)據(jù)中心為騰訊專用機房，須提前交付運營調(diào)試；有效施工周期為60日歷天； 空調(diào)水系統(tǒng)管道材質(zhì)均采用焊接鋼管內(nèi)外雙面鍍鋅處理，法蘭連接；

5、 本工程合同要求，工程質(zhì)量確保白玉蘭獎，機電工程爭創(chuàng)安裝之星；2/14/20227 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃重難點分析重難點分析 經(jīng)比較，充分應(yīng)用經(jīng)比較，充分應(yīng)用BIMBIM技術(shù)是本項目工期完美履約、品質(zhì)有保障、效益最大化技術(shù)是本項目工期完美履約、品質(zhì)有保障、效益最大化的根本保證的根本保證； “內(nèi)外雙面鍍鋅處理”法蘭連接管道施工方法比較：傳統(tǒng)常規(guī)施工方法：l 施工工序為“兩裝一拆+一次內(nèi)外熱鍍鋅處理”l 施工周期：約為普通管道焊接連接工藝的3倍；l 人力投入；約為普通管道焊接連接工藝2.5倍；l 管道焊接時間長、污染重、隱患多?；贐IM的裝配式施工方法：l 施工工序為“工廠機械化

6、預制+一次內(nèi)外熱鍍鋅處理+一次安裝”l 施工周期：約為普通管道焊接連接工藝的1.5倍；l 人力投入；約為普通管道焊接連接工藝1.5倍；l 對BIM深化圖紙要求高，精確到毫米。2/14/20228 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃BIMBIM實施方案實施方案u BIM應(yīng)用目標：精度達LOD400+LOD400+，實現(xiàn)裝配式模型深度；u BIM應(yīng)用團隊：總?cè)藬?shù)不少于7 7人人；u BIM工作原則：深化設(shè)計原則與裝配式模型出圖細則等；u BIM工作計劃與施工配合：制定計劃及基于BIM的裝配式施工流程；u BIM應(yīng)用：深化設(shè)計、制作裝配施工圖、工序模擬，可視化交底、3D打印等；2/14/20229

7、 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃BIMBIM團隊創(chuàng)建團隊創(chuàng)建 考慮裝配式施工對BIM的高要求；組建一支8位位成員的成員的BIMBIM團隊團隊投入項目深化設(shè)計及BIM技術(shù)施工配合，以高精度建模及合理優(yōu)化管綜排布為基礎(chǔ)，保證裝配式施工進展順利，深挖BIM價值；圖2-1 上海移動臨港一期機電安裝項目BIM工作組組織機構(gòu)公司BIM總監(jiān)（何建軍）深化設(shè)計部經(jīng)理（陳星）BIM建模組綜合深化組（錢洪福）BIM應(yīng)用組（趙靜雅）裝配研討組（孫占偉）土建：張百惠機電：沙辰萱項目技術(shù)經(jīng)理（朱文杰）綜合協(xié)調(diào)：錢洪福碰撞修改：沙辰萱圖紙審核：陳星BIM出圖：沙辰萱動畫模擬：錢洪福BIM管理：陳星構(gòu)件加工：潘勇模塊

8、吊裝：孫占偉誤差控制：朱文杰2/14/202210 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃BIMBIM軟硬件投入軟硬件投入BIM軟件使用軟件使用二維圖查看天寶機器人測量儀現(xiàn)場施工指導模型整合、碰撞檢查、漫游動畫土建、機電專業(yè)建模，構(gòu)架加工圖、裝配圖出圖4D進度模擬 本項目共配置2臺戴爾移動工作站及5臺高配置組裝臺式電腦。2/14/202211 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃BIMBIM工作流程工作流程 項目施工初期，加強與業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等單位的溝通，確定BIMBIM深化工作流程深化工作流程及圖紙審批流程圖紙審批流程，為本項目的BIM設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。2/14/202212 二二.B

9、IM.BIM實施策劃實施策劃BIMBIM工作原則工作原則 基本原則：遵循合同要求、符合現(xiàn)行國家及行業(yè)規(guī)范要求、滿足系統(tǒng)功能； 管綜原則：自上而下優(yōu)先排布排水管、橋架、管道、通風管等；管線避讓時遵循經(jīng)濟合理性；如“有壓讓無壓、小讓大”等； 施工原則：考慮工序，便于操作，預留足夠檢修空間； 安全原則：支架設(shè)置應(yīng)盡量利用梁柱、綜合支架須進行受力計算； 美觀原則：設(shè)備、閥門附件，同方向管道排布應(yīng)整齊有序，間距均勻；2/14/202213 二二.BIM.BIM實施策劃實施策劃管道分節(jié)原則管道分節(jié)原則 基于基于本本項目實際情況項目實際情況，總結(jié)出本項目，總結(jié)出本項目裝配式機房管道分節(jié)原則裝配式機房管道分節(jié)

10、原則為（管段長度為（管段長度6m6m），），并并每節(jié)管道進行唯一性編號每節(jié)管道進行唯一性編號； 管道分節(jié)參考因素： 1、預制條件允許時，盡量減少分段，避免分段過多造成漏水隱患點的增加； 2、管道分段越長，焊接變形量越大，變形控制越難； 3、機房安裝空間，限制管道分節(jié)長度； 4、工廠自動化加工平臺，限制管道分節(jié)長度； 5、運輸設(shè)備，限制管道分節(jié)長度； 6、鍍鋅池的尺寸，限制管道分節(jié)長度；管道分節(jié)圖2/14/202214 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果設(shè)計與施工模型對比設(shè)計與施工模型對比1#制冷機房設(shè)計院BIM模型1#制冷機房施工BIM模型設(shè)計院BIM模型：l 系統(tǒng)完整、但細節(jié)缺失；l 設(shè)備

11、、閥門、配件等未1:1精確建模；l 支架缺失、設(shè)置不合理；裝配式施工裝配式施工BIMBIM模型：模型：l 系統(tǒng)完整、且合理進行管綜優(yōu)化；系統(tǒng)完整、且合理進行管綜優(yōu)化；l 所有管道系統(tǒng)所有管道系統(tǒng)1 1：1 1毫米級精確建模；毫米級精確建模；l 支架設(shè)置齊全而合理，充分考慮檢修；支架設(shè)置齊全而合理，充分考慮檢修；l 模型進行合理化的分段并植入編碼信息；模型進行合理化的分段并植入編碼信息；2/14/202215 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果施工精度控制施工精度控制施工精度控制邏輯：施工精度控制邏輯：設(shè)計精度控制結(jié)構(gòu)誤差圖紙誤差三維激光點云掃描精細化建模加工精度控制加工誤差工廠化加工裝配精度

12、控制裝配誤差RTS放線解決方式遞推施工2/14/202216 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果設(shè)計精度控制設(shè)計精度控制設(shè)計精度設(shè)計精度：精細化建模 所有設(shè)備、管件、部件等均按照1：1比例完成模型構(gòu)建，建立適合本項目的模型族庫；在精確建族的基礎(chǔ)上完成裝配模型的精細化構(gòu)建。2/14/202217 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果加工精度加工精度控制控制加工精度控制：建立預制加工基地 所有預制構(gòu)件均在工廠車間采用自動化設(shè)備自動化設(shè)備進行加工生產(chǎn)，基于BIMBIM裝配模裝配模型圖紙型圖紙對作業(yè)人員詳細交底確保管段預制尺寸準確度預制尺寸準確度。2/14/202218 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果

13、應(yīng)用成果加工精度加工精度控制控制加工精度控制：工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 工業(yè)化的生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)了法蘭組對法蘭組對的工廠化，焊接質(zhì)量的標準化標準化，同時保證了加工構(gòu)件的三維尺寸精度三維尺寸精度。設(shè)備名稱：管道高效切割帶鋸床設(shè)備型號：PCBSM-24Aa設(shè)備功能：對管道下料切割設(shè)備名稱：管道高效端面坡口機設(shè)備型號：EPCBM-24Ab設(shè)備功能：對管道坡口2/14/202219 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果加工精度加工精度控制控制加工精度控制：工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 設(shè)備名稱：管道預制快速組對器設(shè)備型號：PFFUC-24Aa設(shè)備功能：對管件進行彎頭法蘭組對設(shè)備名稱：管道縱向物流輸送小車設(shè)備功能：將組對好管件送

14、至焊接區(qū)2/14/202220 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果加工精度加工精度控制控制加工精度控制：工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 設(shè)備名稱：平焊法蘭自動焊機設(shè)備型號：PAAWM-24C設(shè)備功能：對組對好管件進行焊接設(shè)備名稱：懸臂式管道自動焊機設(shè)備型號：CPAWM-24Aa設(shè)備功能：對管件進行加工焊接2/14/202221 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果加工精度加工精度控制控制加工精度控制：工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 設(shè)備名稱：管道預制自動焊機設(shè)備型號：PFAWM-24Ad設(shè)備功能：對非標準管件進行預制焊接設(shè)備名稱：火線切割機設(shè)備功能：切割支架鋼板2/14/202222 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果裝

15、配精度裝配精度控制控制建筑結(jié)構(gòu)模型的復核：l 選定基準點，運用RTS放線進行全方位測量；l 根據(jù)測量數(shù)據(jù)，對建筑結(jié)構(gòu)模型進行微調(diào)整；l 在相對真實的空間模型中，進行裝配式機電BIM深化設(shè)計；BIM+RTS放線機器人： 采用BIM與天寶機器人全站儀結(jié)合應(yīng)用的放樣方案，快速將BIM模型空間坐標放樣為實物坐標，實現(xiàn)最高效的單人放樣操作，完成裝配件的精確定位。2/14/202223 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果裝配精度裝配精度控制控制 裝配精度控制為裝配施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理的選擇裝配控制點，并進行實時的偏差檢測，能最大限度的降低施工過程中誤差的疊加、累積。屋面冷卻塔裝配式施工屋面冷卻塔裝配式施工

16、2/14/202224 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果基于基于BIMBIM裝配式施工流程裝配式施工流程收集資料毫米級精細化建族裝配式BIM化深化設(shè)計預制裝配圖工廠預制加工管道拼裝管道試壓調(diào)試驗收2/14/202225 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+深化設(shè)計深化設(shè)計BIM深化設(shè)計主要內(nèi)容：l 參考本項目材料樣本，建立1：1毫米級族庫模型；l 參考BIM工作原則進行BIM管線綜合排布；l 設(shè)備布置、綜合支吊架布置詳圖；l 管道分節(jié)編碼圖、構(gòu)件加工詳圖；l 預制模塊加工詳圖；l 裝配式安裝流程圖；2/14/202226 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+

17、深化設(shè)計深化設(shè)計BIM導出預制加工施工詳圖圖紙目錄設(shè)備基礎(chǔ)布置圖設(shè)備定位布置圖綜合管線布置圖2/14/202227 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+深化深化設(shè)計設(shè)計BIM導出預制加工施工詳圖預制構(gòu)件加工圖預制模塊加工圖預制支吊架布置圖預制支吊架加工圖2/14/202228 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+深化設(shè)計深化設(shè)計BIM導出預制加工施工詳圖B-a005構(gòu)件詳圖B-a006構(gòu)件詳圖B-a007構(gòu)件詳圖構(gòu)件加工圖2/14/202229 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+深化設(shè)計深化設(shè)計紅色紅色構(gòu)件為預構(gòu)件為預設(shè)糾偏段設(shè)糾偏段 糾偏段設(shè)

18、置糾偏段設(shè)置：精度邏輯控制的運用，解決了四類可預見誤差，但無法完全避免構(gòu)件應(yīng)力形變、二次鍍鋅等因素造成的誤差累積；此時，需要設(shè)置糾偏段補償，實現(xiàn)裝配施工的“零誤差零誤差” 。2/14/202230 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+深化設(shè)計深化設(shè)計 糾偏段優(yōu)化糾偏段優(yōu)化：通過合理選擇糾偏段的位置，減少、合并部分糾偏段，合理縮短糾偏段的尺寸，明確各裝配模塊之間、裝配模塊與各型設(shè)備之間的遞推關(guān)系，科學規(guī)劃糾偏方案，提升項目一次裝配完成率一次裝配完成率。紅色為糾偏段、綠色為控制點紅色為糾偏段、綠色為控制點2/14/202231 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+BIM+深

19、化設(shè)計深化設(shè)計第一層級控制點、糾偏段及吊裝流程第一層級控制點、糾偏段及吊裝流程2#2#機房吊裝機房吊裝流程模型示意流程模型示意 吊裝流程圖：基于BIM出具吊裝模塊圖及遞推式施工流程圖，并運用BIM技術(shù)進行吊裝預演，指導現(xiàn)場安裝作業(yè)。2/14/202232 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+4DBIM+4D工序模擬工序模擬1#1#數(shù)據(jù)中心冷凍數(shù)據(jù)中心冷凍機房機房4D4D工序模擬展示工序模擬展示遞推式裝配流程： 通過建立測量控制控制軸網(wǎng)軸網(wǎng)，確定多個安裝基基準控制點準控制點，點與點之間合理設(shè)置糾偏段糾偏段，再由點發(fā)散成線，形成安裝層面，由上至下，層層層層遞推遞推，合理組織安排管道構(gòu)件、閥

20、門、設(shè)備進場次序,完成整個機房的管道設(shè)備安裝工作。2/14/202233 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果模塊化設(shè)計與施工模塊化設(shè)計與施工 吊裝模塊在工廠預制，預組裝后，分組運輸至吊裝現(xiàn)場。設(shè)備接管模塊分組設(shè)備接管模塊分組水泵、主管道模塊分組水泵、主管道模塊分組2/14/202234 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果模型與實物對比模型與實物對比1#1#制冷機房局部模型與現(xiàn)場實施效果對比制冷機房局部模型與現(xiàn)場實施效果對比2/14/202235 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIMBIM可視化漫游可視化漫游1#1#數(shù)據(jù)中心冷凍機房動畫漫游展示數(shù)據(jù)中心冷凍機房動畫漫游展示2/14/20

21、2236 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果裝配式施工總流程裝配式施工總流程裝配式施工總流程圖制冷機房管線綜合平面圖制定管道分段分節(jié)標準綜合物流及現(xiàn)場轉(zhuǎn)運條件設(shè)備、閥門等部件實測實量全站儀結(jié)合三維測量掃描生產(chǎn)計劃表加工車間模塊加工圖質(zhì)量驗收表工廠自檢組裝分解表裝配施工方案三維掃描對比高精度制冷機房模型模塊化加工圖及裝配化施工圖生產(chǎn)通知自動化模塊加工分段驗收合格分段編碼配送現(xiàn)場裝配自檢合格組織驗收材料需求單NYYN2/14/202237 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果基于基于BIMBIM技術(shù)的構(gòu)件配送技術(shù)的構(gòu)件配送構(gòu)件合理化物流配送示意圖 利用BIM技術(shù)，進行預制構(gòu)件的裝車運輸模擬分析模

22、擬分析，充分利用運輸車的空間，最大限度提升運輸效率運輸效率。2/14/202238 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果BIM+3DBIM+3D打印打印1#冷凍機房3D打印模型 利用機房BIM模型，結(jié)合3D打印技術(shù)，將整個冷凍機房錯綜復雜的管網(wǎng)，呈現(xiàn)給各參建方，更好的宣傳我司精益求精、追求高品質(zhì)的工匠精神。2/14/202239 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果管道編碼信息傳遞方法管道編碼信息傳遞方法信息傳遞方式掃描二維碼不銹鋼銘牌焊絲編號鋼印編號不適用雙面鍍鋅造價高，一個銘牌造價100元左右人工投入大，不經(jīng)濟經(jīng)濟、實用解決雙面鍍鋅管道施工過程中信息傳遞難題：2/14/202240 三三.BIM.BIM應(yīng)用成果應(yīng)用成果裝配式施工質(zhì)量展示裝配式施工質(zhì)量展示基于BIM技術(shù)應(yīng)用，裝配式施工提升安裝質(zhì)量標準，做到一次成型，一次成優(yōu)一次成型，一次成優(yōu)。機械焊縫飽滿、圓潤異形構(gòu)件精度可控，2mm以內(nèi)裝配式安裝美觀、環(huán)保2/14/202241 五五.BIM.BIM效益剖析效益剖析傳統(tǒng)施工工藝傳統(tǒng)施工工藝BIM+BIM+裝配式裝配式施工工藝施工工藝序