隨著建筑行業(yè)向工業(yè)化、智能化、綠色化深度轉(zhuǎn)型,傳統(tǒng)機電安裝與主體結(jié)構(gòu)施工分離的模式已難以滿足現(xiàn)代建設(shè)工程對效率、質(zhì)量和成本控制的高標準要求。中國建筑集團有限公司(中建)積極引領(lǐng)行業(yè)變革,在大型工地上推廣并實踐了一系列機電安裝新工藝,其核心精髓在于“與結(jié)構(gòu)一體化施工”。這不僅是技術(shù)層面的革新,更是管理理念與建造模式的系統(tǒng)性升級。以下梳理并解讀在中建工地實踐中具有代表性的12項機電安裝新工藝,它們共同構(gòu)成了推動建設(shè)工程提質(zhì)增效的關(guān)鍵技術(shù)集群。
- 基于BIM的管線綜合與預拼裝技術(shù):在施工前,利用建筑信息模型(BIM)進行全專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、機電)的三維協(xié)同設(shè)計,提前解決管線碰撞問題。對復雜區(qū)域的機電管線進行模塊化分割,在工廠或現(xiàn)場預制加工區(qū)進行精準預拼裝,形成整體模塊后運至現(xiàn)場一次性吊裝就位,大幅減少高空作業(yè)和現(xiàn)場焊接量。
- 預制裝配式機房技術(shù):將制冷機房、水泵房、配電房等設(shè)備密集、管線復雜的機房,整體進行BIM深化設(shè)計,將管道、閥門、支架、設(shè)備基礎(chǔ)等分解為標準化預制構(gòu)件。在工廠完成預制、防腐、保溫,并噴涂二維碼標識,運至現(xiàn)場后像“搭積木”一樣進行快速裝配,實現(xiàn)機房施工的工業(yè)化,工期可縮短50%以上。
- 結(jié)構(gòu)體內(nèi)預埋工業(yè)化技術(shù):將機電的穿墻套管、接線盒、預留洞槽模具等,與鋼筋、模板工程同步深化。采用標準化、工具化的預埋件和定位模具,在混凝土澆筑前精準預埋固定,確保位置準確、成型質(zhì)量高,完全避免了后期二次開鑿對結(jié)構(gòu)的破壞和修補工作。
- 機電管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件一體化設(shè)計施工:在深化設(shè)計階段,將部分水平主干管線路徑與鋼梁、桁架或預應(yīng)力樓板的構(gòu)造相結(jié)合,利用結(jié)構(gòu)空腔或預留通道進行敷設(shè)。例如,在鋼結(jié)構(gòu)桁架腹桿內(nèi)預設(shè)電纜橋架路徑,實現(xiàn)管線隱藏、節(jié)省空間,且便于檢修。
- 模塊化配電箱(柜)安裝技術(shù):將配電箱(柜)及其進出線導管、橋架進行集成化設(shè)計,形成墻體內(nèi)嵌或明裝的標準化模塊。在結(jié)構(gòu)施工時預留安裝空間和接口,后期快速嵌入,接線規(guī)范整齊,提高了供電系統(tǒng)的可靠性和美觀度。
- 裝配式支吊架系統(tǒng):全面采用成品綜合支吊架,替代傳統(tǒng)的現(xiàn)場焊接支架。根據(jù)BIM模型精確計算荷載和布局,工廠化生產(chǎn)標準構(gòu)件(槽鋼、連接件、錨栓)。現(xiàn)場僅需簡單的機械組裝,即可形成承載能力強、整齊美觀、利于管線排布的綜合支撐系統(tǒng),且抗震性能優(yōu)越。
- 薄壁金屬導管無焊接連接技術(shù):推廣使用扣壓式、緊定式、卡壓式等機械連接方式,替代鍍鋅鋼導管的傳統(tǒng)焊接。該工藝操作簡便快捷,無需動火作業(yè),連接處電氣連續(xù)性、防腐性能更好,且有利于綠色安全施工。
- 基于放樣機器人的精準測量定位技術(shù):利用高精度激光放樣機器人,將BIM模型中的機電點位坐標(如插座、開關(guān)、噴頭、風口中心)直接投射到施工現(xiàn)場的實體結(jié)構(gòu)面上,實現(xiàn)毫米級精準定位。這為預埋、安裝提供了無可比擬的精度保障,是“一體化施工”的“眼睛”。
- 混凝土樓板內(nèi)電力管線的裝配式敷設(shè)技術(shù):采用預制帶管線的鋼筋桁架樓承板,或在工廠將電氣導管預先綁扎固定在鋼筋網(wǎng)片上,形成樓板管線模塊。現(xiàn)場澆筑混凝土后,管線即被精準埋設(shè)于樓板內(nèi),徹底杜絕了亂剔亂鑿。
- 通風管道工廠化預制與現(xiàn)場裝配技術(shù):風管全部在工廠采用自動化生產(chǎn)線進行數(shù)字化切割、成型、加固和法蘭連接,并進行保溫。現(xiàn)場只需根據(jù)編號進行分段組裝,安裝速度快、密封性好、漏風率低,且現(xiàn)場無加工噪音和廢料。
- 基于物聯(lián)網(wǎng)的預制構(gòu)件追蹤管理技術(shù):為每一個預制機電構(gòu)件(如管道模塊、支架單元、設(shè)備基礎(chǔ))賦予唯一的RFID或二維碼標識。通過物聯(lián)網(wǎng)平臺,實時追蹤其設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、倉儲、安裝全過程信息,實現(xiàn)建造全流程的可視化、可追溯管理。
- 穿插施工與精益調(diào)度管理:以上述工藝為基礎(chǔ),重新規(guī)劃施工流程。將機電安裝的預制、預埋工作科學地穿插進主體結(jié)構(gòu)的各個施工工序中,形成“結(jié)構(gòu)施工一層,機電預埋跟進一層,安裝穿插一層”的流水化作業(yè)模式。通過精益化管理工具(如Last Planner System)進行周、日計劃調(diào)度,確保各專業(yè)無縫銜接。
總結(jié)與展望
這12項新工藝并非孤立存在,而是相互關(guān)聯(lián)、互為支撐的系統(tǒng)工程。其核心價值在于:
- 前置化:將大量現(xiàn)場作業(yè)前置到設(shè)計和工廠階段。
- 集成化:打破專業(yè)壁壘,實現(xiàn)機電與結(jié)構(gòu)、裝飾的深度融合。
- 數(shù)字化:以BIM和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計、生產(chǎn)、施工全過程。
- 綠色化:減少現(xiàn)場濕作業(yè)、焊接和廢料,降低能耗與污染。
中建工地上的這些實踐表明,機電安裝與結(jié)構(gòu)一體化施工是未來智能建造的必然方向。它不僅極大地提升了工程建設(shè)的效率與品質(zhì),降低了安全風險和綜合成本,更為建筑業(yè)從粗放走向精細、從傳統(tǒng)邁向現(xiàn)代提供了切實可行的技術(shù)路徑。隨著技術(shù)的不斷成熟和普及,一體化施工模式必將成為推動中國建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的強大引擎。