预制组合技术在机电工程项目上的应用

1工程概况

广州红酒库建设项目分为仓库和综合楼两栋建筑。仓库总用地12618．7m2，建筑面积为48777．4m2，其中地上建筑面积为17532．2m2，地下建筑面积为31245．2m2，综合楼总建筑面积为6231．9m2。仓库主体结构采用逆作法施工，施工现场用地紧张，施工环境复杂。

2工程特点、难点分析

1)逆作法，工期紧，施工环境复杂仓库主体结构采用的是逆作法施工，工期十分紧张，机电系统必须在地下室紧张出土的复杂环境下，提前插入施工，两条主要通道均被运土车占用，再加上项目位于保税区内，材料进出场需要报关，程序复杂，导致项目材料进场困难。

2)用地紧张，无可靠的材料堆场与加工场地施工现场建筑主体周边非常狭窄，用地十分紧张，没有任何合适的场地作为材料堆场与加工区域。

3)空调设备多，接管复杂本工程空调末端设备多，空调器213台，风机盘管72台，且末端的接管复杂，阀门附件繁多，工程量很大。

4)地下室层高高，高空作业难度大仓储楼地下1层高6m，地下2，3层高达7．2m，高空作业难度大，效率低，危险系数大。

3施工对策———预制组合的设想

基于上述的工程特点与难点，项目全体员工一致认为采用传统的循序渐进的施工工艺，项目生产工作将很难开展，无法完成工期履约。项目通过认真分析研究后决定，将预制组合技术与BIM模型技术紧密结合起来，大胆尝试与摸索机电安装工厂化预制加工到现场装配的新型施工模式，并提出了如下预制组合的设想。

1)风管预制加工厂在场外提前两个月建立一个加工厂，按照BIM技术深化的图纸，进行风管成品与半成品的加工，二次转运至现场拼装。

2)空调器、风机盘管阀门组预制单元体空调器与风机盘管等末端设备多，且相对集中，设备的进出口阀门附件繁多，接管复杂。考虑将末端设备的阀门组预制成一个个单元体，批量生产，再拿到现场拼装。

3)风管支管整体吊装技术地下室风系统末端风管支管尺寸均相同，层高高，高空作业施工困难，考虑将整段风管支管在地上平台上组装完成，风口安装完成，保温完成，然后整体吊装。

4)水泵预制单元体利用机房浮置底板减振系统的原理，将3台水泵的减振底座连成一个整体，将水泵及进出水管阀门等安装好，组成一个单元体。5)集分水器预制单元体利用制冷机房BIM模型，将集分水器及支管阀门附件拼装好，组成一个单元体，再到现场与管道对接。

4施工过程

4．1风管预制加工厂

施工流程:施工准备→深化设计→风管分节制作→预制风管运往施工现场→现场整体安装。具体实施过程如下。

1)确定加工厂地点，在广州红酒库项目附近(麻涌)租赁厂房，做好布置后，准备投入生产。

2)将设计图纸按节分好，并将风管和风管管件分系统分节编号，制作成风管预制加工图纸。

3)按图纸制作好各风管，将制作好的风管装入吊装笼运往施工现场。

4)现场打好支架，风管支管系统在地下整体拼装好后再利用升降车安装上去。

4．2空调器、风机盘管阀门组预制单元体

施工流程:施工准备→测量、下料→组装→样板验收→批量生产→现场拼装。空调器、风机盘管总数量基数大，相同规格型号的设备数量较大，且私人酒库之间，空调机房之间的布局也大体相同，同时，地上2～4层私人酒库的分布也相对集中，这样就为相同型号设备的接管阀门组预制组合，批量生产创造了十分有利的条件。将BIM模型与现场测量结合起来，由测量下料到预制组合，再到现场拼装，形成流水线施工，大大提高设备接管的安装效率。

1)利用BIM技术做深化设计，绘制机房内设备接管大样图，对各阀门附件精确定位，选定预制加工的组合管段，生成阀门组预制组合施工大样图。

2)按照单元体预制组合施工大样图中的尺寸，进行测量，预制各连接部位的短管、法兰，同时准备相应的阀门附件。

3)按照单元体预制组合施工大样图中阀门附件的安装顺序，进行拼装，组成单元体，并形成流水线，批量生产。

4)将生产好的单元体，与现场管道及软接头进行对接，完成安装。

4．3风管支管整体吊装技术

施工流程:施工准备→支管加工→支管拼接、风口安装→保温→整体吊装→对接主管、支架固定。地下2，3层空调系统风管支管的形状、尺寸以及风口位置，均相同，考虑到地下室层高高，高空作业效率低，采用整体吊装技术，能加快速度，降低高空作业安全风险。

4．4水泵、集分水器预制单元体

1)水泵预制单元体施工流程:图纸制作→减震台座浇筑→安装水泵→进出水管阀门组制作→拼装。制冷机房空间狭小，在施工前充分考虑安装空间，制作精确模型后，再根据模型出施工图，将水泵区域作为一个单元进行预制施工。基础浇筑完成后，再在基础上制作减震台座，后将水泵安装于减震台座上，同时制作水泵进出水管端的管道阀门单元体，制作完成后进行拼装与固定。

2)集分水器预制单元体施工流程:图纸制作→集分水器安装→管道及阀门组合体制作→拼装及固定。制冷机房空间狭小，先绘制精确制冷机房模型，再根据模型对集分水器区域进行预制单元体施工，将深化后的集分水器大样图提交厂家进行制作，同时浇筑混凝土基础，集分水器及基础完整后，安装集分水器，集分水器上管道与阀门进行组合预制，预制完成后进行拼装与固定。

5施工效果

本工程采用工厂化预制加工到现场组装的施工模式，取得了非常好的效果。不仅从根本上解决了现场无加工场地与材料堆场的问题，而且大大提高了施工效率，提高了工程质量，保障了项目工期履约。通过建立风管加工厂，机电风管系统提前了3个月进场预制加工，既解决了加工区现场用地问题，也缓解了项目材料进场以及存放的压力，同时又大大提高了风管加工的效率。通过计算，加工厂平均每人每天预制加工风管30m2，而现场加工的效率，每人每天加工不到10m2，加工厂效率提高了3倍。同时考虑现场场地的限制，加工厂加工是现场加工效率的5～6倍。空调末端设备阀门组预制组合，将高空作业转化到平地上施工，提高了施工效率，降低了高空作业的安全风险。同时，预制单元体统一加工，批量生产，保持机房设备接管的一致性，提高了施工质量。风管支管整体吊装技术，将各个工序整合到一起，一次吊装到位，避免了反复的搭设平台，反复的清理协调工作面，大大缩短了风管支管的安装时间，提高了工人施工效率，节省升降车的使用时间，达到了降本增效的效果。水泵与集分水器的预制组合，在加工厂进行组合加工，运到现场整体吊装，利用BIM模型和全站仪测量精确定位，管道之间对接平直度在1%以内，提高了安装质量与机房的整体效果。

6结语

预制组合技术在机电项目中的应用，远远不止于此，现在已经有了许多十分成熟的技术应用，如上海环球金融中心项目的空调管井立管预制组合技术，日本冷冻站整体吊装技术等，同时，也还有许多预制组合技术的课题，有待深入探索与研究。随着精品工程的施工工艺要求精益求精和对工程质量与施工效率的要求越来越高的发展趋势，预制组合技术必将与BIM技术结合，成为机电工程施工的主流技术。

作者：宋明刚 王文龙 高松 单位：中建三局机电工程有限公司