随着建筑行业向工业化、智能化、绿色化深度转型,传统机电安装与主体结构施工分离的模式已难以满足现代建设工程对效率、质量和成本控制的高标准要求。中国建筑集团有限公司(中建)积极引领行业变革,在大型工地上推广并实践了一系列机电安装新工艺,其核心精髓在于“与结构一体化施工”。这不仅是技术层面的革新,更是管理理念与建造模式的系统性升级。以下梳理并解读在中建工地实践中具有代表性的12项机电安装新工艺,它们共同构成了推动建设工程提质增效的关键技术集群。
- 基于BIM的管线综合与预拼装技术:在施工前,利用建筑信息模型(BIM)进行全专业(建筑、结构、机电)的三维协同设计,提前解决管线碰撞问题。对复杂区域的机电管线进行模块化分割,在工厂或现场预制加工区进行精准预拼装,形成整体模块后运至现场一次性吊装就位,大幅减少高空作业和现场焊接量。
- 预制装配式机房技术:将制冷机房、水泵房、配电房等设备密集、管线复杂的机房,整体进行BIM深化设计,将管道、阀门、支架、设备基础等分解为标准化预制构件。在工厂完成预制、防腐、保温,并喷涂二维码标识,运至现场后像“搭积木”一样进行快速装配,实现机房施工的工业化,工期可缩短50%以上。
- 结构体内预埋工业化技术:将机电的穿墙套管、接线盒、预留洞槽模具等,与钢筋、模板工程同步深化。采用标准化、工具化的预埋件和定位模具,在混凝土浇筑前精准预埋固定,确保位置准确、成型质量高,完全避免了后期二次开凿对结构的破坏和修补工作。
- 机电管线与结构构件一体化设计施工:在深化设计阶段,将部分水平主干管线路径与钢梁、桁架或预应力楼板的构造相结合,利用结构空腔或预留通道进行敷设。例如,在钢结构桁架腹杆内预设电缆桥架路径,实现管线隐藏、节省空间,且便于检修。
- 模块化配电箱(柜)安装技术:将配电箱(柜)及其进出线导管、桥架进行集成化设计,形成墙体内嵌或明装的标准化模块。在结构施工时预留安装空间和接口,后期快速嵌入,接线规范整齐,提高了供电系统的可靠性和美观度。
- 装配式支吊架系统:全面采用成品综合支吊架,替代传统的现场焊接支架。根据BIM模型精确计算荷载和布局,工厂化生产标准构件(槽钢、连接件、锚栓)。现场仅需简单的机械组装,即可形成承载能力强、整齐美观、利于管线排布的综合支撑系统,且抗震性能优越。
- 薄壁金属导管无焊接连接技术:推广使用扣压式、紧定式、卡压式等机械连接方式,替代镀锌钢导管的传统焊接。该工艺操作简便快捷,无需动火作业,连接处电气连续性、防腐性能更好,且有利于绿色安全施工。
- 基于放样机器人的精准测量定位技术:利用高精度激光放样机器人,将BIM模型中的机电点位坐标(如插座、开关、喷头、风口中心)直接投射到施工现场的实体结构面上,实现毫米级精准定位。这为预埋、安装提供了无可比拟的精度保障,是“一体化施工”的“眼睛”。
- 混凝土楼板内电力管线的装配式敷设技术:采用预制带管线的钢筋桁架楼承板,或在工厂将电气导管预先绑扎固定在钢筋网片上,形成楼板管线模块。现场浇筑混凝土后,管线即被精准埋设于楼板内,彻底杜绝了乱剔乱凿。
- 通风管道工厂化预制与现场装配技术:风管全部在工厂采用自动化生产线进行数字化切割、成型、加固和法兰连接,并进行保温。现场只需根据编号进行分段组装,安装速度快、密封性好、漏风率低,且现场无加工噪音和废料。
- 基于物联网的预制构件追踪管理技术:为每一个预制机电构件(如管道模块、支架单元、设备基础)赋予唯一的RFID或二维码标识。通过物联网平台,实时追踪其设计、生产、运输、仓储、安装全过程信息,实现建造全流程的可视化、可追溯管理。
- 穿插施工与精益调度管理:以上述工艺为基础,重新规划施工流程。将机电安装的预制、预埋工作科学地穿插进主体结构的各个施工工序中,形成“结构施工一层,机电预埋跟进一层,安装穿插一层”的流水化作业模式。通过精益化管理工具(如Last Planner System)进行周、日计划调度,确保各专业无缝衔接。
总结与展望
这12项新工艺并非孤立存在,而是相互关联、互为支撑的系统工程。其核心价值在于:
- 前置化:将大量现场作业前置到设计和工厂阶段。
- 集成化:打破专业壁垒,实现机电与结构、装饰的深度融合。
- 数字化:以BIM和物联网数据驱动设计、生产、施工全过程。
- 绿色化:减少现场湿作业、焊接和废料,降低能耗与污染。
中建工地上的这些实践表明,机电安装与结构一体化施工是未来智能建造的必然方向。它不仅极大地提升了工程建设的效率与品质,降低了安全风险和综合成本,更为建筑业从粗放走向精细、从传统迈向现代提供了切实可行的技术路径。随着技术的不断成熟和普及,一体化施工模式必将成为推动中国建筑业高质量发展的强大引擎。