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关于《基于BIM技术砌筑墙体预留孔洞施工方法》的概述

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：杨洋1 刘杰2 穆健3

[导读] 摘要：地铁车站施工专业多，工序交叉多，各专业之间项目影响大，依赖程度高。

        1.身份证号码：51011319890908xxxx
        2.身份证号码：51382219881122xxxx
        3.身份证号码：61030219890916xxxx
        中国水利水电第十四工程局有限公司
        摘要：地铁车站施工专业多，工序交叉多，各专业之间项目影响大，依赖程度高。因此在施工过程中各专业需统一协调，密切配合，提前预留施工孔洞尤为重要。以下将从的工法特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程和操作要点五个方面阐述基于BIM技术砌筑墙体预留孔洞施工方法。
        在城市地铁车站、风井施工中，内部各功能房间采用页岩砖进行砌筑分隔墙体。地铁车站中专业众多，交叉施工多，各专业施工相互影响比较大、相互依赖程度比较高。因此要求各个专业在施工中统一协调、密切配合、精心组织、合理安排施工工序与施工内容，制定明确的深化标准与安装标准。其中，装饰装修工程中的砌筑墙体施工影响尤为重要，其预留孔洞施工影响到其他各个专业管线安装施工布置路径。
        工法特点：1 搜集地铁车站建筑施工图、结构施工图，常规机电设备系统工程施工图、装饰装修施工图，系统专业相关施工图。整理搜集相关施工规范、标准，成都轨道交通集团相关施工安装标准要求、中电建成都投资公司深化设计标准。综合各方资料，确定深化设计布置原则、管线安装方式，预留孔洞相关要求。
        2 采用“BIM技术”创建地铁车站土建结构模型，砌筑墙体模型、各专业管线安装模型，按照要求对管综进行深化设计布置。深化过程中与设计、各施工专业工程师、系统专业施工进行沟通，保证各方协调统一。分别导出各专业系统单位管线安装施工图，作为后续现场实施依据。
        3 完成管综深化设计后，根据管综安装布置情况，在BIM模型进行预留孔洞布置，确定孔洞定形尺寸和定位尺寸，结合预留孔洞对构造柱、圈梁位置进行优化，满足构造要求的同时又方便施工。通过深化审核后，出各墙体平面布置图、墙体预留孔洞图，作为现场砌筑施工依据。
        4 基于BIM技术砌筑墙体预留孔洞施工工法，是利用BIM技术在前期综合考虑现场建筑结构安装空间条件、各专业管线，提前对管线安装空间进行布置。将机电管线安装、砌筑墙体等安装中的矛盾提前解决。减少施工中各专业安装施工矛盾。
        适用范围：地铁车站中墙体砌筑施工以及其他需要大量协调管线安装开孔的墙体砌筑工程，也可以用于一般民用建筑工程中墙体孔洞预留深化设计施工。
        工艺原理：采用“基于BIM技术砌筑墙体预留孔洞”施工方式，是BIM技术对实际施工的提前实施，充分发挥BIM技术的超前实施、降本增效、反复推敲、易于变更、三维审校、全专业综合等众多优点，集全专业于一体，解决问题于未发。
        具体实施中，利用当前新兴的BIM建模技术，在BIM软件中，根据各专业施工图纸，创建地铁车站结构模型、砌筑墙体模型，机电专业管线、设备安装模型、各专业末端设备等。对现场既有土建结构关键部位进行重点复核，保证关键安装节点实际安装空间与BIM模型安装空间完全一致。保证BIM技术应用中重点突出、全站统筹、标准明确、三维校审，基于各机电专业系统安装完成的三维模型，出各专业施工平面布置图，关键部位安装图。
        基于施工深化完成的各机电专业系统安装的BIM模型，在BIM模型中进行砌筑墙体预留孔洞开凿，并根据BIM模型导出砌筑墙体的预留孔洞开凿立面图、平面定位图。利用现场讲解、三维可视化交底、交付完成的墙体预留孔洞施工图图纸，保证现场实施。
        因此，在前期已经综合考虑了砌筑施工各种预留孔洞、构造柱位置、圈梁及过梁等，砌筑过程中就能够顺利实现一次完成预留孔洞布置，保证了工期进度。不砸墙开洞，减少固体建筑垃圾，节能减排，利于成本控制。
        施工工艺流程：全专业BIM模型创建→根据现场土建结构复核BIM结构模型→机电管线安装深化→砌筑墙体预留孔洞布置并出图→施工准备→放样墙体定位线及构造柱位置线→构造柱植筋→构造柱钢筋安装→砌筑砖墙→预留孔洞并支模浇筑过梁→机电管线安装施工
        操作要点：
        1.全专业BIM模型创建
        收集整理地铁车站的建筑施工图、结构施工图创建地铁车站的结构模型，在BIM模型中为机电安装与装饰装修提供实施空间。同时，整理机电各专业的施工图，以及现场实施初步的安装方案。
        根据地铁车站机电安装、装饰装修施工相关标准要求，熟悉机电安装施工图纸文件。根据BIM土建结构模型实际安装空间条件，制定具有针对性的机电管综布置方案，以保证便于施工、易于检修、有利于运维管理。
        按照既定的机电管综布置方案，在BIM建筑结构模型中开展机电安装、装饰装修各专业建模。完成全站、全专业建模后，对各个专业进行系统检查，是否满足地铁车站各项功能要求。分析安装关键节点，从模型中导出相应位置剖面、平面，出全站标高分析图，安装关键区域、节点中难度较大部位分析表。
        2.根据现场土建结构复核BIM结构模型
        地铁车站机电安装施工中，都是在前期土建结构施工顺利完成后才开始进场施工。因此，可以在前期到现场复核相应部位进行实地测量，复核该处土建结构标高、尺寸是否与图纸一致，即是否与BIM模型中对应位置安装空间是否一致。
        根据全站管综安装关键节点分析表中对应部位的土建结构安装空间进行重点复核，确保机电安装空间与现场实际安装空间完全一致，保证深化设计方案实施的可行性。
        3.机电管线安装深化
        在深化设计建筑结构模型根据现场条件进行修正以后，得到地铁车站真实模型。以地铁车站修正BIM模型作为深化设计基础，在此基础上，按照机电安装管线排布规则有序开展风管、桥架、水管等各个系统、部件安装实施。考虑安装支架、吊架等实施方案，提前让专业综合支架生产厂家介入，对支架进行安装施工、受力分析，保证安全、可靠，实施方便，满足施工要求。
        按照现场真实安装条件进行施工安装、检修运维角度反复推敲方案。通过方案比较，综合各方案利弊情况，在项目内部开展机电安装管综深化审核会议，然后邀请各专业系统施工单位参加全专业深化设计审核会议。充分发挥各专业技术工程师、各专业施工单位的技术力量，全盘考虑、统一布局，然后总结出可行性高的方案，作为深化设计比选方案、主推荐方案。
        对各个方案中砌筑墙体进行预留孔洞示例性开洞，对灯具、插座、设备定位进行概念性方案设计，作为深化设计实施方案比选中影响因素考虑。
        汇总所有比选方案，主要推荐方案，对深化深化过程中的问题及解决方式进行全过程记录，汇总各方影响因素及解决方式。提交总承包单位进行方案深化审核，参加总承包单位组织的地铁车站BIM深化设计审核会议。
        根据深化设计审核会议相关要求，对深化成果再次完善以后。按照总承包单位出图要求、格式出地铁车站机电安装管线施工平面图，代表性部位剖面图。例如车站站厅层大系统风管平面布置图、动力照明消防桥架安装平面图、综合监控桥架安装平面布置图、专业通信桥架安装布置平面图、综合支吊架安装平面布置图、综合支吊架代表性部位安装剖面布置图等。综合支架相关图纸分发到参与的全部施工单位，各专业施工图分发到对应专业施工单位，作为最后实施依据。
        BIM深化设计流程图如图1，砌筑墙体预留孔洞开洞模型图如图2。

BIM深化设计流程图-图1

        砌筑墙体预留孔洞开洞模型图-图2
        4.砌筑墙体预留孔洞布置并出图
        在机电管综方案确定以后，根据穿过砌筑墙体的各专业管线，在砌筑墙体上进行开洞工作。需满足相关技术文件，保证构造柱上下连通、间距满足要求，方便砌筑实施、支模及浇筑混凝土。
        5.施工准备
        根据深化图纸统计砌筑墙体数量，构造柱、圈梁使用混凝土、钢筋提料，进行相关材料进场检验、材料加工相关工作。统计过梁数量及尺寸，提前进行预制。预备模板、木方、钢管等辅助材料，组织相关施工工人进场。
        对现场施工人员进行施工技术交底，结合三维完成成果图，漫游视频等对工人进行可视化交底。
        6.砌筑墙体定位放样与构造柱筋安装
        根据砌筑墙体平面定位图，在地铁车站进行施工放线工作。确定好门洞、构造柱位置，在构造柱位置进行底板、顶板植筋，安装构造柱钢筋。
        7.砌筑砖块应在砌筑前1～2天适度湿润，严禁采用干砖或处于吸水饱和状态的砖砌筑，块体相对含水率宜为60%～70%。
        砌筑部位的混凝土结构板需清理干净，并充分用水湿润，拉线后用砂浆找平，并应水平尺检查平整度。
        砌筑墙应该先排砖撂底，并进行盘角且高度不超过5皮，应及时吊靠，发现偏差及时纠正。盘角砌筑完成后，才正式挂线砌墙。砌一砖厚及以下墙，可单面挂线，其余必须双面挂线。
        砌砖操作方法宜采用“三一”砌筑法，即“一铲灰、一块砖、一挤揉”，采用铺浆法操作时，铺浆长度不得超过50cm。砖砌体水平灰缝砂浆饱满度符合规定，竖向灰缝宜采用挤浆或加浆方法，使其砂浆饱满，严禁用水冲浆灌缝。
        8.机电管线安装施工
        机电管线安装根据深化设计图纸安装，保证机电管线安装与墙体预留孔洞完全一致，减少现场管线安装迁改与协调工作。
        基于BIM技术砌筑墙体预留孔洞施工方法综合考虑墙体砌筑施工与预留门窗洞口、管线安装洞口布置，采用全专业综合分析、单系统专业控制保证、三维可视化角度分析，以分专业综合考虑、综合管线分专业实施、分专业组合实施方式进行反复验证与推敲，保证现场实施可靠性。为工程现场实施提供了有利的保证，将施工中协调工作放在施工方案深化中全盘考虑，减少后期实施中管线迁改、墙面开洞工作，从根本上解决各专业交叉实施、同安装空间实施中的各项问题。是充分借助现代计算机BIM技术进步的科技力量，在装饰装修施工的装配式、一体化实施方向迈出了重要的一步。新颖的工法技术将促进地铁车站砌筑墙体施工技术进步，社会效益和环境效益明显。