装配式建筑电气管线预埋与结构施工协同作业的精度控制研究
摘要
关键词
装配式建筑;电气管线预埋;结构施工协同;精度控制;BIM技术
正文
0 引言
装配式建筑以工业化生产、高效施工的优势成为建筑行业发展重要方向,而电气管线预埋与结构施工的协同作业,是保障其功能完整性与施工效率的关键环节。由于装配式建筑构件预制与现场装配分离的特性,管线预埋需与结构设计、构件生产、现场安装深度协同,一旦精度控制不当,易出现管线错位、堵塞等问题,不仅增加后期整改成本,还可能破坏结构安全性。当前,协同作业精度控制多聚焦单一环节,缺乏从设计到安装的全流程系统性方案,难以适配装配式建筑的工业化施工需求。基于此,深入分析协同作业的精度影响因素,构建全链条精度控制体系,对提升装配式建筑施工质量、推动行业工业化升级具有重要意义。
1 电气管线预埋与结构施工协同作业的核心要素分析
1.1 装配式建筑结构特性与电气管线预埋的技术要求
结合装配式建筑“工厂预制、现场装配”特性,明确电气管线预埋针对性技术要求。其预制混凝土剪力墙、叠合板等构件整体性强、节点复杂,管线预埋需避开受力钢筋密集区与拼接缝,避免影响结构承载。技术要求上,管线优先选用耐腐蚀、抗弯折的塑料或金属管材;预埋位置与预留孔洞、套管精准对应,偏差控制在毫米级;连接采用标准化接口,保障预制与装配衔接。同时,按构件类型制定差异化标准:竖向剪力墙管线沿预留沟槽敷设,避免交叉;水平叠合板管线与钢筋网片协调布置,确保浇筑时稳固,为协同作业精度控制奠定基础。
1.2 协同作业中精度偏差的影响因素(设计、生产、安装)
从设计、生产、安装全流程梳理协同作业精度偏差的核心影响因素。设计阶段,若BIM模型未充分整合结构与电气专业数据,易出现管线与构件钢筋、预留孔洞位置冲突;图纸标注模糊或各专业协同不足,会导致预制构件生产与管线预埋的设计参数传递偏差。生产阶段,构件预制时模板定位误差、钢筋绑扎偏移,会使管线预埋槽道或套管位置偏离设计值;工厂对预埋管线的固定措施不当,在混凝土浇筑振捣过程中易出现管线移位、变形。安装阶段,现场吊装时构件就位精度不足,导致预制构件与管线接口错位;装配式构件拼接间隙处理不当,会影响管线连接的密封性与贯通性;施工人员操作不规范,如管线对接时未严格按基准线校准,进一步扩大精度偏差[1]。
1.3 研究的精度监测方法与协同作业评估指标体系
建立适配协同作业的精度监测方法与评估指标体系,为精度控制提供量化依据。监测采用“工厂+现场”双重模式:工厂预制阶段,用三维激光扫描仪扫描预埋管线位置、标高、间距并建模,与设计BIM模型比对修正偏差;现场安装阶段,通过全站仪、水准仪测量管线接口位置及轴线偏差,结合便携式探测仪检测贯通性与密封性。评估指标涵盖三大维度:精度指标(管线预埋位置、接口对位、坡度垂直度偏差)、协同指标(参数传递准确率、作业衔接效率、专业响应速度)、质量指标(管线密封性、完整性、后期功能达标率),通过多维度量化协同作业质量,为精度控制体系构建提供数据支撑[2]。
2 协同作业精度控制体系的构建与优化
2.1 前期设计阶段的协同精度控制(BIM建模、管线优化)
前期设计阶段聚焦BIM技术应用与管线优化,筑牢协同作业精度基础。依托BIM平台搭建建筑结构与电气管线一体化模型,将结构构件参数(尺寸、预留孔洞位置)与管线信息(走向、管径、连接节点)精准关联,通过可视化模拟排查管线与结构钢筋、预留洞口的冲突,提前调整管线路径,避免后期施工碰撞。同时,结合装配式构件拆分原则优化管线预埋方案:对预制墙板、叠合板等构件,明确管线预埋的具体位置、深度及固定方式,确保预埋点位与构件生产模具精准匹配;针对跨构件管线连接部位,设计标准化接口与定位标识,通过BIM模型导出构件加工图纸与管线预埋坐标,为生产、安装阶段的精度控制提供数据支撑,实现设计信息向施工环节的精准传递。
2.2 生产与安装阶段的精度管控技术(构件预制、现场对接)
生产与安装阶段通过精细化管控,保障协同作业精度落地。构件预制环节,依据BIM导出的精准参数定制专用模具,在模具上标注管线预埋的定位线与控制点,采用自动化预埋设备固定管线,确保管线位置偏差控制在规范允许范围内;预制完成后,通过三维扫描技术检测预埋管线的实际位置、角度及完整性,不合格构件及时返修,避免问题构件流入现场。现场安装阶段,利用全站仪、激光投线仪等设备,根据BIM模型坐标对构件进行精准定位,重点校准管线连接部位的构件位置;安装前复核预制构件上的管线接口与现场预留接口的匹配度,对偏差较小的采用可调式连接件调整,偏差较大的及时优化安装方案;安装过程中实时监测构件位移与管线变形,确保管线连接顺畅,无错位、堵塞问题。
2.3 协同作业的质量保障与动态调整机制
构建全流程质量保障与动态调整机制,维持协同作业精度稳定性。质量保障方面,建立设计、生产、安装三方协同沟通机制,定期召开技术交底会,明确各环节精度责任与标准;制定管线预埋与结构施工的质量检查表,涵盖管线定位偏差、固定牢固度、接口密封性等指标,施工前、中、后分阶段检查验收,不合格项立即整改。动态调整机制上,利用BIM技术与现场监测数据搭建协同管理平台,实时对比设计参数与实际施工数据,当发现管线预埋或结构安装出现偏差趋势时,自动预警并推送调整建议;针对施工中突发的构件尺寸偏差、现场环境变化等问题,组织技术团队快速制定优化方案,同步更新BIM模型与施工图纸,确保调整措施及时落地,保障协同作业精度始终符合要求[3]。
3 结语
针对装配式建筑电气管线预埋与结构施工协同作业的精度难题,研究从设计、生产安装、质量保障三环节构建了全流程精度控制体系:通过BIM建模与管线优化明确前期协同基准,依托构件预制与现场对接技术实现过程精度管控,借助质量保障与动态调整机制维持精度稳定。结果表明,该体系可有效解决协同作业中的管线错位、堵塞等问题,显著提升装配式建筑施工质量与效率。该研究为装配式建筑协同施工精度控制提供了可落地的技术方案,对推动建筑工业化发展具有重要实践价值。未来可进一步融合智能监测技术与数字化管理平台,优化复杂工况下的精度调控策略,为装配式建筑高质量发展提供更有力的支撑。
参考文献
[1]肖奕萱,孙佳琳,潘鑫晨.装配式混凝土结构工程项目BIM 执行策略[J].工程技术(文摘版)·建筑, 2016(1):00190-00190.
[2]崔佳林.基于系统动力学的装配式建筑施工进度风险管理研究[D].北方工业大学,2021.
[3]赵海霞,戴安立.基于BIM技术的装配式建筑造价管理研究——以北京市某公租房项目为例[J].北方建筑, 2024, 9(4):61-64.
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