管线综合布置技术在机电安装工程中的应用探析.pdf

2262023年9 月工程技术与应用江西建材管线综合布置技术在机电安装工程中的应用探戴泽林福建省二建建设集团有限公司，福建福州350001摘要：文中以福州某建筑工程项目为例，从管线布置、一级管线布置、二级管线布置、三级管线布置等四个方面，阐述了管线综合布置原则，分析了管线综合布置技术应用要点，包括施工前准备、设计管线综合布置图、截取管线、绘制管线综合剖面图、管线综合布置方案支吊架优化、其他技术要点等，并阐述了管线综合布置技术应用保障措施。关键词：管线；综合布置技术；机电安装中图分类号：TU81文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 9-0 2 2 6-0 3Application of Pipeline Comprehensive Layout Technology inMechanical and Electrical Installation EngineeringDai ZelinFujian Second Construction Group Co.Ltd.,Fuzho Fujian 350001Abstract:Taking a certain engineering project in Fuzhou as an example,the article elabo.ates on the principles of comprehensive pipelinelayout from four aspects:pipeline layout,first level pipeline layout,second level pipeline layout,and third level pipeline layout.It analyzes theapplication points of comprehensive pipeline layout technology,including pre construction preparation,design of comprehensive pipeline layoutdiagram,pipeline interception,drawing of comprehensive pipeline profile diagram,optimization of pipeline comprehensive layout plan supportand hanger,and other technical points.At the same time,the application guarantee measures for comprehensive pipeline layout technologywereelaborated.Key words:Pipeline;Comprehensive layout technology;Mechanical and electrical installation0引言机电安装工程管线综合布置质量直接影响管线和设备的后期维护和整体观感，进而影响施工质量。本文以福州某工程项目为例，在明确管线综合布置原则的基础上，借助Revit建模平台，使用AutoCAD、Na v i s w o r k s、3d s Ma x、Lu m i o n 等辅助软件，进行二维图纸修改、碰撞和审阅、施工模拟动画、漫游动画制作等，对项目机电安装施工管线综合布置技术的应用进行详细阐述分析；通过精细化建模、图纸会审、碰撞检查、净高分析等技术手段对设备机房、消控中心、配电间、管道井、屋面设备、智能化设备、预留孔洞和支吊架布置进行综合优化，提出了管线综合布置技术应用保障措施。1工程概况福州某建筑为框架结构，总建筑面积为6 332 6.8 2 m，由7栋建筑、连廊及1层地下室组成，包含教学综合楼、宿舍楼、实验楼、体艺馆（一层为游泳馆，二层为艺术教室，三层为室内篮球场）。本工程项目管线工程主要包括各设备机房、消控中心、配电间、管道井、屋面设备、智能化设备、管廊及地下室管线和设备布置；系统回路包含供电干线、火灾自动报警系统、建筑给水系统、建筑排水系统、消防用水系统、通风与空调系统和智能化系统等系统的管线和设备安装。本工程规模较大，机电系统复杂程度高，管线总量大、材质不同、横截面尺寸各异、型号作者简介：戴泽林（19 9 0-），男，福建漳州人，本科，工程师，主要研究方向为机电工程安装。规格种类繁多，同时，管线密度相对较大、交叉复杂、空间有限，对施工要求较高。2管线综合布置原则2.1管线布置基本原则管线布置是工程设计的重要环节，需要遵循以下原则：（1）安全性原则。管线布置应考虑安全因素，确保管线与其他设备、结构物以及人员的安全距离，确保管线支吊架布置间距、形式、材质及规格型号符合受力要求，避免发生事故。（2）经济性原则。管线布置应在经济可行的范围内进行，尽量降低材料和工程成本，提高工程效益。管线长度应尽量缩短，减少材料和能源的消耗，并降低维护和运营成本。（3）合理性原则。根据不同的工艺流程和需求合理布置管线，确保流体顺畅流动，减少压力损失和阻力。（4）分区布置原则。根据功能分区，将不同类型的管线进行分区布置，确保各类管线互不干扰、相互配合。（5）可拓展性原则。管线布置应考虑未来的发展需求，具备一定的可拓展性，以适应时代的发展和变化。（6）维护和检修便利性原则。管线布置应考虑到维护和检修的便利性，确保人员可以方便地进行检修和维护，缩短停工时间，降低维修成本。2.2一级管线布置原则一级管线布置是指工程项目主要供电主干线、给排水主管道和通风空调系统风管与土建净高最不利点处排布的优化布置。布置需要遵循以下原则：（1）考虑到一级管线整体占据立体空间较大，在管线综合布置图中应优先规划。自上而下应为2272023年9 月工程技术与应用江西建材供电主干线、给排水主管道、风管。考虑到风管截面最大，其走向和标高对管线综合布置效果影响较大，合理设置风管走向、标高、交叉位置、转弯数量、爬坡位置，可以很大程度上减少风管内流体流动的摩擦阻力和局部阻力，避免风管内产生气阻、喘振等影响风量及效率的现象。（2）设置排水管道走向时，施工人员应全方位考虑平坦区域的水动力大小，采用合理的安装形式，确保正常的排水效果 2 。保证生活污废水管、雨水管、冷凝水管等无压管道的水平管道部分拥有足够的排水坡度，是排水管道顺利排水的前提条件，其他系统与其交叉时，应尽量避让。2.3二级管线布置原则二级管线通常是指根据规范要求和业主需求，分析土建各个空间净高，为了提高设备管线的空间利用率，降低空间成本，提升项目建成后的空间品质，对工程项目次要供电干线、消防电回路、消防水管道、给排水管道和通风空调系统中的风管进行剩余空间的优化布置。在二级管线布置过程中，需遵循以下原则：（1）考虑到二级管线涵盖的专业领域非常多，因此，管线重叠及交叉现象较多，整体布局较为细致，应利用CAD图纸和BIM技术结合土建标高和结构形式对设备摆放位置、管线走向、交叉位置、穿墙套管设置位置标高、综合支吊架排布构造等进行二次深化设计，并形成设备、管线的位置综合布置详图、节点大样图、局部剖面图、综合支吊架位置图和拆分构造图，使管线的整体空间排列有序、成排、分层，走向合理，安装整洁美观得体。（2）管线密集处应尽量将相同专业、相同规格、相同材质的管线设置在一起，便于管线综合支吊架的设置及优化。使用Navisworks软件碰撞检查工具对管线排布进行碰撞检测，结合净高要求，分析不同管综方案的碰撞点，以此将所有管线系统进行整合排布，将各个专业管线与其他构件相关性进行碰撞检测，按照管线碰撞检测结果优化设计图纸中管线布置的不合理之处，确定最优管综方案，方便后续调整。（3）施工人员应根据以往已完工项目实践经验，结合本工程施工图纸要求，对管线施工方案进行合理预判。如对管线综合排布存有异议，应及时反馈给相关部门和人员，积极主动与各专业人员沟通交流，及时调整施工方案和图纸，降低返工概率，进而确保工程施工质量与成本控制达到要求。2.4三级管线布置原则三级管线是指各专业系统的末端，以及配电间、生活泵房、消防泵房、消防控制室、风机房等功能房。三级管线布置需要遵循以下原则：（1）防止管线交叉问题。三级管线安装应避免出现两条或多条管线相互交叉的情况。交叉可能削弱管线功能，影响管线质量和性能，因此，需要采取有效措施加以防止 3。通电时，电线周围将产生很强的电磁波，而弱电智能化管线如电信、有线电视、计算机网络及建筑智能化线路，非常容易受强电线路电磁场的干扰，因此，强电管线与弱电智能化管线不应敷设在同一个管线线槽内或相互交又叉，如不可避免，应进行必要的抗干扰处理。（2）配电间、生活泵房、消防泵房、消防控制室、风机房等功能房的布置是本次设计的重点内容，特别是消防泵房，涉及强电管线、消防管线、消防泵、消防管道、阀门及通风风管等一系列系统，管线和设备整体规划布局的好坏，功能区的划分是否合理，设备的运行和维护是否方便，是施工质量的最直观体现。一旦设计失误，后期整改可能花费大量人力、资金，甚至因为特殊情况无法进行整改。本项目消防泵房经项目人员共同研讨，在原有设计图纸上，逐步对消防泵房进行各种方案模拟，使用综合支吊架将桥架与消防管路进行共架处理，优化了喷淋水泵吸水管上阀门管件安装长度不够的难题，取消了原设计连通管与放空管的共用，解决了止水钢板与吸水管、连通管的碰撞问题，优化了消防水泵的定位，通过剩余空间的压缩使得泵房内的上部风管不过梁，提高泵房整体的安装高度，管道布局更加整齐美观，排列有序，层次分明，横平竖直。最终，形成了消防水泵房三维图、消防水池墙面预留孔洞定位图和消防泵房水泵定位图等图纸，用于指导现场施工。3管线综布置技术要点3.1施工前准备施工前，项目人员做了充分的准备工作，包括人员、设备和软件工具的准备等。（1）确保有足够的合格施工管理人员且指定安装统一协调人和适当的施工设备，使用1台服务器作为模型协同平台并集中存储模型、文档等，台式电脑主要作为建模平台、染以及BIM成果输出，笔记本主要作为会议现场协调平台、模型展示和局部修改等，移动终端主要作为工地现场协调平台，轻量化模型展示等。（2）施工人员收集设计图纸时，全面梳理不同专业的图纸，涉及水、气、电、通信等各种管线，有效避免设计漏洞和施工难题；施工人员详细研究设计图纸，了解每条管线的功能和布置要求 4。同时，施工管理人员熟悉结构梁底标高、各功能房间布局、连廊走道等关键位置的建筑参数，并积极进行深人探讨，明确工程施工的各项参数和指标，包括材料规格、参数、工艺要求、安全措施等，确保施工人员在施工过程中有清晰的目标和指导，提高工作效率和质量。（3）工作人员在施工前认真收集、汇总、掌握各系统，包含系统的空间布局、预留孔洞的位置标高、管线的走向、设备的安装位置等关键信息，确保施工人员有清晰的指导，避免施工错误。3.2设计管线综合布置图本工程技术人员借助Revit建模平台，利用AutoCAD进行二维图纸修改、Navisworks进行碰撞和审阅、3dsMax进行施工模拟动画、Lumion进行漫游动画制作并结合工程施工方案，通过管线综合布置图设计，在图纸上按1：1比例尺寸绘制还原不同专业的管线和设备布置，局部复杂节点应绘制细部节点大样图，发现潜在的问题和矛盾，及时在施工前采取有效的控制和解决措施，避免延误和重复工作，提高工程整体效率。3.3截取管线通常情况下，设备机房、连廊通道以及机电管线竖井等位置的管线密度较大。本工程技术人员通过管线综合布置图，清晰地观察相关区域细节，为施工排布提供参考和指导。施工过程中，为更清晰了解各部分细节，可以截取相关施工区域图纸，并将其放大，更加清晰地掌握管线布置的合理性，包括管线的连接方式、走向以及与设备的关系等 5。3.4绘制管线综合剖面图绘制整体和局部管线综合部面图时，本工程技术人员深入分析不同专业管线的走向和布置，精准把握管道连接和设备安装的总体要求。同时，面图绘制需注意确保吊顶天花板的高度符合施工要求，为管线维修及养护提供便利条件，避免因管线布置不当而导致维修困难或原有结构破坏 6 。另外，管线综合剖面图的制作还需要考虑不同专业管线之间的交叉和冲突。除此之外，管线综合剖面图的制作应考虑到施工工艺和安全要求，确保施工顺利进行。3.5管线综合布置案支吊架优化专业支吊架软件MagiCAD，内置国标清单计算规则，提供了基于Revit三维模型进行受力分析计算，避免机电安装施工228上接第2 2 5页）2023年9 月工程技术与应用江西建材端，保证支吊架型号及布置符合规范要求。对复杂节点或需要考虑各专业综合支吊架的区域，经现场交流后，选择并制作输出支吊架图，方便各专业班组明确共架形式，确定各专业管道的安装顺序，确保有序施工。为了支吊架整体美观性和结构受力考虑，支、吊架所用的角钢、槽钢开口朝向一致，且支吊架在梁上的固定位置宜设置在迎水流方向一侧，与水平推力方向相向，间接减弱水锤效应。采用膨胀螺栓加钢板作为受力点时，选择膨胀螺栓规格、型号、抗拉、抗剪强度应满足管道、设备负荷要求，膨胀螺栓个数经计算选择。根据建立的BIM模型，管线综合优化后，依据管综模型利用专业软件提取支吊架材料明细表，方便现场材料采购、施工，合理控制现场材料采购成本及施工成本。4管线应用保障措施4.1落实管线综合布置规划管线综合布置规划初期阶段，需要进行详尽的调研和分析，包括建筑物结构、用途和功能需求等方面。制定规划方案时，应与相关参建方和专业人员进行密切合作，确保综合布置的合理性和可行性；在管线综合布置的实施过程中，需要与各参建方、设计单位和施工队紧密协调和沟通。同时，管线综合布置需要充分考虑安全因素，包括合理设置防火、防爆和防护设施，确保管线的安全运行。4.2VR沉浸式体验构建BIM模型及VR染，可以增强建筑、内部设计的成果及展示效果，还可以通过沉浸式的方式对项目策划阶段的BIM设计做合理性预判，对不同方案在短时间内做大量分析，保证施工方案最优化，帮助了解施工过程，直观展示竣工后的工程状态。同时，可用于施工人员安全教育，真实还原工地事故发生依据隧道的设计建设情况，制定对应的后期维护计划。首先，需定期进行隧道涌水突泥的位置监测、设置节点进行实时数据以及信息的采集，为后续的维护处理提供参考依据。其次，防护结构设定。此种防护结构需设定在基础防护栏杆的外侧，形成更有力的加固处理，为后续的防护调整及位置转换奠定基础，降低涌水突泥的发生概率，延长隧道的使用寿命。3实例结果分析按照实际的测定需求，在选定的隧道中随机选定5个涌水突泥位置进行检测。依据上述的流程，设定7 个周期，每2 个月为一个周期，在不同的外部环境下，最终测定出处理后的结果，具体如表1所示。表1施工测试结果对比分析表涌水突泥测试周期支撑应力/MPa下沉量/m渗水率1%周期156.351.132.35周期258.411.022.16周期356.241.062.41周期459.611.112.26周期550.371.082.38周期656.371.032.37周期758.151.062.28由表1可知，在选定的7 个测试周期，该隧道渗水率被较好的各阶段，建立工作场景及危险情景，提高受教育者及现场人员的安全意识。借助三维技术呈现技术方案，使施工重点、难点部位可视化，预见问题，确保工程质量。施工过程中，利用VR技术在全专业模型中对构件对象进行尺寸测量、模拟移动、参数提取查找、提量分析，从而辅助现场施工以及工程管理。5结语管线综合布置技术在提高机电安装工程效率、降低成本、优化空间利用等方面具有显著的优势和潜力。为充分发挥管线综合布置技术的作用，我们需要精准把握技术要点，并不断提升技术成熟度。同时，专业技术及管理人员应通过优化管线综合布置流程，深化落实管线综合布置规划等方式，切实提升管线综合布置技术的应用效果，为保障工程施工整体质量提供有力支持。参考文献1宋仁仞.管线综合布置技术在建筑机电安装工程中的应用J，四川水泥，2 0 2 2（10）：16 7-16 9.【2 王东.建筑机电安装工程中管线综合布置技术要点探究J.工程建设与设计，2 0 2 2（16）：2 0 0-2 0 2.3倪同涛.建筑施工中机电安装管线综合布置探讨J。工程技术研究，2 0 2 1，6（19）：19 9-2 0 0.4王建生.建筑机电安装工程中管线综合布置技术的应用J】.居舍，2 0 2 1（2 7）：7 5-7 6.5焦斌。建筑机电安装工程中管线综合布置技术的方案优化及应用J】.数字通信世界，2 0 2 0（8）：19 8-19 9，2 6 2.【6 李红飞.建筑机电设备安装工程管线综合布置技术J.大众标准化，2 0 2 0（9）：8 3-8 4.地控制在2.5%以下，说明利用当前的施工技术，涌水突泥的处理效果更佳，针对性更强，具有较大的应用价值。4结语特长隧道施工中涌水突泥处理技术与初始的单向的涌水突泥处理技术相比，设计的涌水突泥处理结构更加灵活、多变，且具有较强的针对性。这种处理结构能够精准地进行异常未知的标定及维护处理，依据地表陷坑规模、位置甚至涌水突泥方向的特点，采用导坑迁回的方式进行注浆和加固工作，以增强隧道的地表支撑强度。在保证物突泥涌水危害的情况有效控制的同时，能够按期完成隧道施工任务，确保工程进度。参考文献1 黄黄铭泉.公路隧道二次衬砌后渗漏水处理技术研究【J.福建建材，2 0 2 2（8)：7 1-7 3，8 2.2吴双良.复杂地质条件下隧道塌方涌水处理技术J.交通世界，2022(17):62-64.3 代成良，王斌元，程朝博，等。复杂地质条件下隧道塌方涌水处理技术措施J。山西建筑，2 0 2 1，47（19）：117-119.4陈稳科.某隧道涌水处理技术研究及应用J.电力勘测设计，2021(3):11-14.5曾志文。隧道突泥涌水段处理技术研究【J.福建交通科技，2021（1):7 2-7 6.6刘兴.特长隧道涌水突泥原因分析及处理技术探究【J.交通科技与管理，2 0 2 1（18）：1-2.