北京建工-CPM法装配式综合管廊智能建造技术课件

CPM法装配式综合管廊智能建造技术---北京建工综合管廊建造解决方案2019年11月2五.科技成果三.解决的科学技术问题2汇报大纲二.工艺流程一.技术背景四.经济及社会效益分析3一.技术背景4

自2013年起，国务院多部门连续出台了一系列政策性文件，大力支持推进综合管廊的建设，因此在全国范围迅速掀起了综合管廊的建设热潮。

目前，国内综合管廊的建设主要采用明挖现浇法施工。明挖现浇法施工照片55明挖现浇法施工照片明挖现浇法还没有摆脱手工作业为主的生产方式，施工工序繁多，工艺复杂，劳动密集，效率不高。难以做到精细化管理，文明施工难保证，资源浪费情况普遍。被工业化建造方式取代是大势所趋。66国家统计局2017年农民工监测调查报告数据明挖现浇法施工照片明挖现浇法最大的问题是：工人需用量大。而且老龄化趋势明显、素质水平整体偏低状态没有改观，加之流动性大，造成工程安全、质量、绿色文明施工等等方面的管控难度进一步加大。77创新绿色高效

面对新形势，新发展，新要求，国内许多省市上海、苏州、成都、十堰、绵阳、包头、长沙、海口等地已先后开展装配式综合管廊施工。十九大报告高增速高质量中国经济88成都十堰沈阳长沙国内很多城市或者单位提出了各种明挖装配式综合管廊工程解决方案。99

建筑业要实现转型升级，目标减人增效，必须走数字化和工业化、机械化融合之路，

北京建工装配式综合管廊研究团队，借鉴了盾构隧道设计技术，改进施工工艺，研发施工装备，形成了北京建工解决方案“CPM法装配式综合管廊智能建造技术”。这一技术提高了机械化施工水平和施工效率，提高工程安全、质量水平，降低资源耗费，降低了工人用量。1010二.工艺流程总体施工工艺流程图施工准备浇筑基础层安装导轨首节构件安放固定构件顺次拼装底板注浆拼缝处理拼装系统进场组装1212预制管节预制管节管节吊至拼装系统CPM拼装系统运输调平对位拉紧，连接螺栓CPM拼装系统退出拆除拉紧装置预制管节预制管节基础层构件拼装预制构件吊放与运输。为兼顾效率与精度，行走速度按三档控制：空载速度；负载速度；对位速度。1314构件拼装预制构件对位调平1运输与拼装机械系统可以实现六个自由度对构件空间位置进行调整：上下、左右、前后、俯仰角、方位角、滚转角。2研发了装配式综合管廊智能测量拼装控制系统：可以实现实时测量、测定构件空间位置，信息实时反馈控制柜，实测构件的空间位置与模型上设计位置进行对比，再通过闭环控制机构动作，实现全自动对位拼装。全站仪综合管廊控制柜15三.解决的科学技术问题16本项技术研究内容涵盖结构设计、预制生产、运拼装备及施工技术研发。机械自动化拼装技术研究（施工工艺、验收标准、检验方法）研发装配式综合管廊运输拼装系统（运输与拼装系统结构设计、拼装智能控制系统）模具系统设计研究（设计、验收标准、检验方法）预制生产技术研究（工艺、智能管理系统）结构设计（结构设计与力学计算、接口设计方案研究、模数化预埋体系、抗震技术研究）设计技术构件预制施工技术运拼装备1717结构设计—封闭框架结构装配式综合管廊标准管节管节采用封闭式框架结构，具有受力明确、整体性好、防水性好等优点。同时采用高强混凝土材料减少混凝土用量，绿色环保。18预制管节拼装接口，借鉴盾构隧道管片接口设计方案，采用平口对接形式，使用EPDM橡胶止水条止水，使用φ248.8级弧形螺栓紧固。具有防水效果好、耐久性强的特点，满足管廊使用需求。18接口设计—平口对接、挤压密封对橡胶止水条的受力、防水特性研究，是接口设计的关键，也与施工工艺紧密联系。本技术虽然来自于盾构技术但与盾构工况还是有区别，如挤压力不同、橡胶条弹性模量不同，需要重新研究适应于管廊的橡胶止水条。19管节接口节点剖面示意图防水设计--平口对接、挤压密封20为此，我们专门设计了试验装置和试验方法，对止水条的受力变形及闭水性能进行了试验研究，并根据试验结果进行计算，确定接口设计参数。21入廊管线涉及多个专业，各专业对于管线固定方法有不同的要求，预留预埋位置需统筹规划布置。通过协调和深化设计，形成了各方均可接受的方案。序号构造名称位置要求1吊钩、吊装焊接钢板顶板，间距4m2照明顶板，间距4~6m3自动灭火器顶板，间距4~6m4烟感装置顶板，间距4~6m5监控顶板，间距4~6m6线缆桥架侧墙，间距1m7固定支墩底板，全线不少于5个，位置固定不能调整标准断面示意图预留预埋深化设计22变形缝设置理论计算、专家咨询—指引方向，实现技术突破，取消了变形缝。23高精度的管节预制水平是建造装配式综合管廊的基础条件。我们设计了大刚度同时高精度的管节模具、确定了检验标准、研发了检验方法。标准断面示意图管节预制方面预制管廊模具深化设计生产数据管理装配装配式设计软件PC构件库BOM清单其他产品/设备构件统计表MES设备对接销售/市场物料/仓储生产/质量模具/统计/财务管理构件实时状态模拟/漫游移动APP应用质量/进度/工效物流跟踪构件现场管理交付物流跟踪PC仓储质量工艺管控分厂区管理生产计划物料清单数据流传输一键出图设计/深化设计订单IMPCs智能制造管理平台——重要管理手段

预制综合管廊生产过程采用IMPCs智造管理平台进行生产过程控制，实现对每个构件的个性化管理和追踪，实现全过程质量控制及质量问题追踪，极大提高了预制管廊箱涵的质量和安全性能，为确保预制管廊工程的整体安全打下坚实基础。BIM信息导入生产计划排产管理材料库存及采购管理构件堆场管理物流运输管理生产全过程信息实时采集平台功能模块BIM模型信息数据导入手工录入信息数据流多方式对接ERP系统全过程信息化生产通过BIM设计软件对接ERP系统，实现设计信息到构件生产信息的传递和共享，避免了工厂生产管理信息建立时，大量繁琐数据信息的二次输入和输入信息的失真（可以手工修正），达到设计生产一体化的信息传递。27管节预制开发了手机APP，实现授权管理人员对构件跟踪管理。28运输与拼装装备研发装配式综合管廊运输与拼装系统是核心技术。包括运输系统、拼装系统和控制系统。可以实现运输与拼装一体、感知与动作同步。2929运拼系统可使用遥控和线控两种操作模式，目前现场一直在使用遥控模式，操作安全、方便，可靠性好。3030试验验证大兴装配式综合管廊实验基地为了检验设备能力、验证技术的可靠性、研究施工工艺、培训作业人员，我们专门建立了试验基地，进行了为期4个月的拼装试验。3131预拼装试验在实验基地，我们分别开展了空载、10t荷载、20t荷载、30t荷载的装备运行试验。包括爬坡（6%坡度拼装）、拐弯实验。3232预拼装试验进一步对拼装施工方法、工艺要求、验收标准等方面开展试验研究工作。3333北京通州文化旅游区将军府东路综合管廊工程首次应用实体工程应用34高效：达到6节/d（8小时）省人：4人/班组安全：遥控作业优质：错台、接缝误差小于4mm适应性强：低净空、场地狭小均可作业。通过实体工程应用实现了：35实体工程应用本项技术成果成功打造北京市首个装配式综合管廊工程，引起广泛关注。多家业主单位、设计单位、施工单位来观摩学习；先后受到了中央电视台、北京电视台、北京日报、北京晚报等多家媒体平台的采访报道。36四.效益分析37节省吊装场地占地费用提高施工效率（6节/d）减少人工成本（4人/班组）设备具有较强的适用性和周转使用能力经济效益传统工法机械化工法38安全性大型起重机械无需行走换位构件安装过程平稳，避免起重伤害遥控操作机械设备，避免机械伤害传统工法机械化工法39质量可靠性高精度的管节预制、全机械化作业，拼装精度高平口对接接口，误差影响小挤压防水设计、多道防线，防水性能好传统工法机械化工法40适用性同样适用于多舱管廊施工适用于桥下、架空线下、狭长场地、密集支撑的明挖拼装作业适用于其他市政基础设施工程（如排水管涵、地下通道、地铁隧道）41五.科技成果42序号专利类别专利名称专利号状态1实用新型现浇与预制结合的单仓综合管廊节点2017211312595授权2实用新型预制综合管廊的平口对接连接节点2017211307506授权3实用新型预制管节拼装设备2017209700412授权4实用新型一种预制构件的运输装配设备系统2018206083834授权5发明现浇与预制结构相结合的单舱综合管廊节点结构及施工方法2017107910478受理6发明一种预制构件的运输装配设备系统及其施工方法2018103847713受理7发明预制管节拼装设备及其施工方法2017106621663受理专利43序号成果类别成果名称状态1企业标准装配式综合管廊机械化