装配式机房技术研究与应用

广西国际壮医医院项目装配式制冷机房研究与应用科技进步成果中建八局广西公司科学技术奖资料装配式制冷机房研究与应用中国建筑第八工程局有限公司广西分公司

目录1、综合报告 41.1立项背景 41.2项目概况 41.2.1工程概况 41.2.2工程难点 41.2.3工程特点 51.3科学技术内容 51.4主要技术创新点 51.5与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较 61.6成果构成 71.6.15项关键技术 71.6.2专利成果 71.6.3工法 71.6.4论文 71.7应用情况 81.8经济效益、社会效益 82、技术报告 92.1装配式制冷机房BIM应用技术 92.1.1概况 92.1.2工艺流程 92.1.3操作要点 92.1.4实施效果 142.2机房管线及设备工厂化预制技术 152.2.1概况 152.2.2工艺流程 152.2.3操作要点 152.2.4实施效果 202.3预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法 212.3.1概况 212.3.2工艺流程 232.3.3操作要点 232.3.4实施效果 302.4机房管线及设备装配式施工技术 302.4.1概况 302.4.2工艺流程 302.4.3操作要点 302.4.4实施效果 352.5可组合拆卸式支架单元模块技术 352.5.1概况 352.5.2工艺流程 352.5.3操作要点 352.5.4实施效果 373、附件资料 383.1技术评价证明 383.2应用证明 393.3查新报告、专利证书 403.3.1查新报告 403.3.2专利受理通知书 653.4其它证明材料 673.4.1工法获奖证明 673.4.2第三方评价 673.5有代表性的工程图片 71

1、综合报告1.1立项背景2015年11月14日住建部出台《建筑产业现代化发展纲要》计划到2020年装配式建筑占新建建筑的比例20%以上，到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上。为了响应国家装配式建筑号召，中国建筑第八工程局广西分公司组织广西国际壮医医院安装项目部进行装配式制冷机房实施，推动装配式建筑在广西区域内的实施。目前基于BIM技术的装配式建筑已经成熟，机电管线及设备工厂化预制技术已经完全具备实施条件。研究BIM技术在工程项目的应用，为后续相近工程的实施提供技术借鉴。1.2项目概况1.2.1工程概况广西国际壮医医院工程项目以壮瑶等民族医药为特色，中医药为基础，现代诊疗技术为支撑，集医疗、预防、保健、康复、教学、制剂、民族医药文化传承和国际交流为一体的、壮族文化特色浓郁的综合性现代化国际医院。本项目位于广西南宁市平乐大道与庆歌路交汇处，建筑总面积18.7575万㎡。机电安装工程涉及通风空调、给排水、电气、电梯、智能化及其相应的机房工程、医院专用系统等。制冷机房位于地下一层，机房面积约570㎡，配备4台制冷机组，15台水泵，4台板型换热器，2台全程水处理器，以及918米管道。1.2.2工程难点1）工期紧：本工程为EPC项目，前期机电设计图纸不完善，设备材料招标较晚；过程中涉及的设计变更多，申报手续繁杂。2）质量要求及安全文明施工管理要求高：项目为自治区成立60周年的重大公益工程，广西八大民生工程之一，质量目标为创国家优质工程，安全文明确保国家级AAA级文明工地，现场施工质量管理和安全文明施工要求高，把控难度较大。3）装配式机房要求高，管理经验欠缺：制冷机房采用新技术、新工艺的工厂预制化施工，从开始的图纸深化到后期的现场组装，要求非常高，必须采取切实可行的管理措施和技术方案来确保整个工程的顺利施工，确保完成工期、质量、安全、文明施工及环境保护等控制目标。1.2.3工程特点1）为全面落实《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》，响应国家装配式建筑号召，推广通用化、模块化、标准化设计方式，积极应用建筑信息模型技术，，提高建筑领域各专业协同设计能力，随着BIM技术的不断成熟，决定在本项目使用机电管线及设备工厂化预制技术，全自主打造广西区内第一个装配式制冷机房试点。2）环比国内装配式制冷机房总冷量与建筑面积比均为18kw/㎡，但本项目的总冷量与机房面积比为21kw/㎡，项目机房设计结构为整体成“凸”字形，长54.6m，最大宽度15.4m，最小宽度6m，高度4.3m（去掉结构梁所占用高度）。中间有八根1m×1m的构造柱，施工场地狭小，运输通道不便。因场地受限，项目应用单元式水泵组模块安装，提高安装效率。3）根据项目实际情况，合理划分设备模块及管道分段，采用机电管线及设备工厂化预制技术，现场机械化装配安装。采用装配式施工具有明显的优势，节约工期，提高质量，安全环保，所有管道安装位置精确至毫米，排布整齐，精准美观。1.3科学技术内容本课题的主要技术难题是在场外高精度的进行机房单元模块的预制，预制完成后在狭窄的机房内进行机房单元模块的拼装，确保所有设备和管段按设计要求完成安装。由于机房狭小，直接采用泵组、冷水机组等设备形成大型模块，在机房内拼装较为困难。项目采用单元模块化设计及工厂化预制施工技术将管段形成管段模块，对管道进行分段加工，形成管段模块后并运输至现场，采用单元水泵模块组直接运至现场就位安装，之后进行阀门组及剩余构件的安装。通过对机房内设备和管线的结构进行深入的了解和剖析，细化施工流程，总结施工过程中遇到的问题和困难的解决办法，最终克服装配式机房的施工技术难题，达到技术进步的目的。通过研究，形成的施工技术有：装配式制冷机房BIM应用技术、机房管线及设备工厂化预制技术、预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法、机房管线及设备装配式施工技术、可组合拆卸式支架单元模块技术。1.4主要技术创新点1）装配式制冷机房BIM应用技术应用BIM技术，根据收集的设备、材料信息，进行1:1全专业建模，在机房管线综合排布后，通过模型模拟管段模块划分，确立工厂预制加工分段图，指导管道模块工厂加工。应用VR等信息化技术，通过进行施工模拟确定装配流程。2）机房管线及设备工厂化预制技术应用数字化加工机械进行预制加工，机械坡口、自动焊接，并使用工厂内行车等物流系统对整个预制过程形成流水线作业，应用“轨道式可移动平台”进行管段组对焊接，“可调节式的法兰接口模块”辅助模拟设备接口组对，大幅提高管件及管道焊接成型质量及生产预制效率。预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法通过预制平衡架吊具，利用平衡架吊装能保持被吊设备平衡、合理分配各吊点载荷的特点，解决了制冷机组吊装过程受力不平衡和起吊空间要求高的难题。在下坡运输过程中采用卷扬机溜尾结合叉车抬升的运输方式，解决了制冷机组惯性大导致下坡运输不可控的问题，提高了制冷机组运输到制冷机房的施工效率。机房管线及设备装配式施工技术根据本机房特点，采用水泵单元模块组轨道运输技术、管段模块整体抬升安装技术、组合装配式支架技术，应用搬运小坦克、叉车、电动吊装工具、电动扳手等机械化施工工具，解决了在狭长空间内大型制冷机房的快速装配的施工难题。5）可组合拆卸式支架单元模块技术机房管线工厂预拼装，水泵底框支架和管段支架需拆卸运输至制冷机房现场再安装，采用组合式支架单元模块技术，将型钢和钢板的焊接改成用螺栓连接，实现支架的组合式安装和拆卸，解决了机房内支架施工“零焊接”的问题。1.5与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较与目前国内其他装配式机房实施方式对比，本次装配式机房实施主要突出优势为，第一，整个设计实施过程均由我司自主完成，第二，环比国内装配式制冷机房总冷量与建筑面积比均为18kw/㎡，但本项目的总冷量与机房面积比为21kw/㎡，项目机房设计结构为整体成“凸”字形，长54.6m，最大宽度15.4m，最小宽度6m，高度4.3m（去掉结构梁所占用高度）。中间有八根1m×1m的构造柱，施工场地狭小，运输通道不便，不利于冷水机组等大型模块整体化运输。其中两项关键预制技术查新结果：1、轨道式可移动管道预制平台施工技术未见广西区内有针对轨道式可移动管道预制平台施工技术研究的公开文献报道。2、可调节式法兰接口组对模块施工技术未见国内有针对可调节式法兰接口组对模块施工技术研究的公开文献报道。1.6成果构成本成果包括关键创新技术5项，申报专利4项，已完成论文2篇待发表。1.6.15项关键技术装配式制冷机房BIM应用技术机房管线及设备工厂化预制技术预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法4）机房管线及设备装配式施工技术5）可组合拆卸式支架单元模块技术1.6.2专利成果正在申报专利2项。表1.6申请、获得专利情况序号专利名称专利类型受理/授权备注1预制构件的模具实用新型授权2构件吊装系统实用新型授权3用于预制管道的可移动平台实用新型受理4一种用于装配式机房的可调式管件对接模块实用新型受理1.6.3工法获得公司级工法1项，准备申报省部级工法1项。序号名称获奖级别备注1机房管线及设备工厂化预制施工工法/编制完成，正在申报2可移动管道预制平台加工技术施工工法/编制完成，正在申报1.6.4论文撰写论文2篇，待发表。序号名称奖励等级备注1广西国际壮医医院机房管线及设备工厂化预制施工施工技术/编制完成，待发表2广西国际壮医医院轨道式可移动管道预制平台加工技术/编制完成，待发表1.7应用情况本工程于2017年5月开始讨论策划装配式机房实施，至2017年9月11日正式完成现场拼装，公司自主研制的装配式机房实施完成，成为广西区内首个装配式机房。整个装配过程一次成型，过程无焊接，整体观感好，现场拼装过程仅用时7天，相对传统机房安装方式节约工期73天。1.8经济效益、社会效益1）经济效益采用采用机电管线及设备工厂化预制技术后，将制冷机房现场加工工作节点前移，节约现场安装工期73天，确保了施工进度，创造了工期效益。2）社会效益广西区首个装配式制冷机房的实施成功，极大推进了国家装配式建筑在公司和广西区的应用，在广西区装配式建筑上起到先锋带头作用。组织了多次观摩会，得到监理、业主以及区内建筑业安装同行的高度评价，制冷机房安装质量一次成优，观感和成品均满足技术规范要求。

2、技术报告广西国际壮医医院项目装配式制冷机房实施过程中使用了5项关键技术，包括：装配式制冷机房BIM应用技术机房管线及设备工厂化预制技术预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法机房管线及设备装配式施工技术可组合拆卸式支架单元模块技术2.1装配式制冷机房BIM应用技术2.1.1概况按照传统施工技术，原设计机电管线图纸与施工现场实际管线布置偏差大，平面图纸问题不够直观，图纸会审效率不高，管线较复杂，各专业交错碰撞多，多专业的设计变更时常由于提醒不到位或不清晰明确导致影响工程施工，采用BIM（建筑信息模型）三维模拟软件可以有效解决这些问题。应用VR技术，确定出项目建设过程中需要注意的难点，易错点，根据规范要求结合实际提前整改出方案，为施工做好准备。2.1.2工艺流程图2.1.1制冷机房BIM应用流程图2.1.3操作要点深化设计（系统优化）深化设计第一步就是进行图纸会审，从系统入手优化机电各专业，提出修改建议，合理节省建造费用，节约后期运维费用，经过业主、设计、监理认可审批，项目通过系统优化，改变冷热源方案，制冷机房的空间得到有效利用，系统管线也得到相应优化。第一步，结合现场机房情况及能耗分析，确定设备选型：图2.1.2制冷主机优化前后对照表原有方案相比较节省空调冷热源系统造价约20%，节约空调系统年运行费用约16%，合理利用机房空间。设备、阀门数据采集设计图纸确定后首先对制冷机房内的冷水机组、水+泵、板式换热器、全程水处理器、分集水器等设备以及各类阀门优先进行招标，确定好厂家后由厂家根据设计参数提供准确的设备以及阀门尺寸数据，要求到场设备与厂家提供尺寸完全一致，在设备材料进场时严格做好尺寸复核工作。图2.1.3冷水机组、水泵厂家尺寸图族库建立在建模前期做好族库建立工作，根据厂家提供的设备，阀门尺寸用revit软件建立对应的族库，保证族库的设备、阀门与现场实际尺寸一致，减少最后装配的误差。图2.1.4板式换热器、水泵、阀门自建族机房三维模型建立及模块化设计(1)机房三维模型建立：本项目的三维模型用AutodeskRevit软件建立，根据设计图纸，对整个制冷机房内的所有设备及其配件和所有附件均以1:1比例建模，链接的建筑和结构模型必须与现场复核且一致。图2.1.5机房综合模型(2)模块化设计：方案名称方案内容图示单元水泵模块组根据水泵使用功能设计，水泵模块分为冷却水泵模块单元、冷冻水泵模块单元和热水泵模块单元，根据水泵的规格大小，相同水泵划分一个单元水泵模块组，单元水泵模块组包括水泵组支架、减震浮台、水泵组、水泵进出口管段和阀门以及水泵主管段的一部分。管段模块为减少现场装配量，对整个管段系统划分多个管段模块，管段模块包括单一同种规格的相邻管段以及同一系统的相邻管段。预留管段模块管段在下料、加工过程中存在各类误差，误差的累积造成管段与设备接口存在偏差，设置预留管段模块把装配误差缩减到最小。阀门组合模块在制冷主机的进出口管段上阀件集中排布，根据管段系统，划分为冷水机组冷冻水进口管段阀门组合模块、冷冻水出口管段阀门组合模块、冷却水进口管段阀门组合模块、冷却水出口管段阀门组合模块，阀门组合模块中包含蝶阀、电动蝶阀、Y型过滤器和软接头。图纸会审BIM模型调整完成后，组织建设单位、设计单位和监理单位进行模型会审，对整个机电模型的布置情况逐一过审，发现设备，各专业管线，阀门等布置中的冲突及缺陷，及时解决这些问题，合理布置各设备及管路，避免后期施工后的返工。模型会审合格后，根据模型导出各管段图纸，首先按照结构间距，机房现场基础，水泵设备模块组的分块将设备机组分为六大分段：图2.1.6管段总分段图其次，将大的分段按照管段，阀门组进行合理分段，分为40个小分段，并绘制详细的加工下料图，工厂根据分段图和下料图进行下料和预制。图2.1.7管段L3-7分段加工下料图图2.1.3-6水泵模型组三维图图2.1.3-7冷水机组模型组三维图6）方案交底复核方案交底。将传统的利用文档及图纸的交底形式，转化为在BIM平台上，用三维辅以二维的形式进行交底，提高交底效率。通过交底，完成模拟到实施的过程。且制定了二维码实施方案，任一手机扫描BIM系统中生成的二维码，任一时间任一地点查看模型模型内部构造。无论是哪个专业，都能在手机端查看模型。7）指导工厂预制在工厂每段工序施工前，我们对工人进行BIM三维模型的技术交底，从整个机房的构造、制冷系统的组成甚至到管件的识别对工人进行一一交底，通过这种可视化的交底，让工人们迅速地形成一个机房形象，明确自己的工序位置，以及过程中要注意的质量问题，在预制过程中遇到技术瓶颈时通过BIM模型都能逐一解决。8）BIM+的研究与应用项目使用Unity软件和VR设备对制冷机房进行VR浸入式体验，使图纸更直观。施工过程中工人容易对图纸理解不一致造成返工，为了解决这一问题，本项目将施工工艺三维模拟动画导入到VR资源中，在交底过程中通过VR设备给予现场施工人员最直接的三维演示，让现场施工人员真正理解项目管理人员意图，正确、高效的完成该阶段的施工任务，降低了施工成本，解决了安装施工中岁施工工序和操作工艺要求高的问题，提高了机电安装的质量。同时，采用3D打印技术，将BIM技术与3D打印结合起来，将结构模型revit文件经过其它软件的转换成3D打印支持的STL格式，修复破面后即可自动识别打印。3D打印比在软件上观看模型又更为直观，是实体结构的缩小版。同时还可以手动拼接，模拟不同结构的空间位置关系等。2.1.4实施效果采用BIM（建筑信息模型）技术，根据设计图纸以及厂家提供的设备、阀门尺寸，以1:1比例建立制冷机房的三维可视模型，并对机房内的管线进行管综排布及安装模拟。为在预制工厂预制机房管线做好所有数据、图纸准备，提高了预制加工准确度。图2.1.8应用VR技术图2.1.8应用AR技术图2.1.93D打印技术2.2机房管线及设备工厂化预制技术2.2.1概况应用数字化加工机械进行预制加工，机械坡口、自动焊接，使用工厂内行车等物流系统对整个预制过程形成流水线作业，应用“轨道式可移动平台”进行管段组对焊接，“可调节式的法兰接口模块”辅助模拟设备接口组对，大幅提高管件及管道焊接成型质量及生产预制效率。2.2.2工艺流程图2.2.2-1机房管线及设备工厂化预制施工工艺流程图2.2.3操作要点1）管段下料确定管段的规格尺寸、管段长度、相贯口位置及坡口等数据制作相贯线程序，用桥式起重机将对应管道起吊至数控相贯线等离子切割机上并进行固定，将相关管段的相贯线程序输入到等离子切割机控制屏上，测量管道长度，对管道进行精确切割。注意事项：（1）对于有支管的管段，相贯口通过相贯线程序对管道进行圆弧切割，相贯口的直径设计比接管直径小1cm，以便于支管接管的焊接。（2）在管段下料时提前确定管段切割口的坡口，避免后期人工打坡口，导致浪费人工以及焊接成型效果差。管道与管道、弯头、三通以及管帽直接连接处的切割口需要打坡口，管道与法兰直接连接处的切割口不需要打坡口。（3）管段切割后，对切割完成的管段进行长度测量，并在管段上标注管段编号、管段设计尺寸和管段下料尺寸，管段下料尺寸与设计尺寸相比误差在2mm之内。图2.2.3-1管段下料过程图2）管段组对、尺寸复核（1）轨道式可移动管道预制平台加工技术在管段组对过程中，为克服地面不平整对管段水平度产生的不良影响，采用轨道式可移动管道预制平台，确保了管段的水平度并大大提高了管段的组对效率。预制平台安装过程：①场地处理，平台必须建立在不易沉降的混凝土等比较坚硬的地面上，由于预制管线规模较大，整体长度较长，平台安置的场地必须足够长足够宽，平台安装前需要对场地进行预处理。将所选安置场地清扫干净，测量所选地面的标高，确保地面平整水平，不平整或者不水平处，需对地面进行打磨或者浇筑，直至平整水平为止。②通过BIM模型计算出最大单件的宽度和最长管段的长度，得出了平台所需承载最大构件的尺寸，根据这一尺寸，进行平台框架及钢板的下料工作。③轨道铺设，轨道铺设采用的是轻型钢轨，轨道安装过程中需要调整轨道的水平度。轨道通过膨胀螺丝与地面进行固定，在轨道固定之前，需要对轨道的水平度进行一次测量，在测量的基础上将轨道通过垫金属薄片的方式调整水平，轨道与轨道的连接处必须水平且平滑过渡。轨道固定后需要对轨道进行二次复核。④轨道固定后对平台框架组对和焊接，每组对一条方钢，必须用水平尺四轴复核所有方钢与钢板接触基本保证面共面，将钢板平置于平整的地面上，在钢板上组对框架，点焊固定后复核框架是否共面。平台框架焊接时，需要采用对称焊接工艺来降低焊接产生的变形对框架水平度的影响。焊接完毕后，将与钢板接触的面的焊缝高度打磨至与接触面齐平。⑤钢滑轮安装，轨道滑轮与平台框架固定焊接时，必须保证滑轮滚动面与平台水平面垂直，滑轮组对时需要使用角尺复核滑轮的垂直度。⑥在轨道、滑轮、框架安装完毕后，将框架坐落到轨道上，进行钢板的安装。钢板与框架通过点焊进行固定，钢板平铺在框架上之后，需要通过激光水平仪和水准仪来测量钢板的水平度，分别需要复核钢板四个角以及中心点的标高，若标高不一样，需要通过垫金属薄片来调整至水平。⑦在平台投入使用前，需要对平台进行预载测试，即将一组管段放置于平台上，通过水准仪测量平台的水平度，记录下数据，之后卸载重量，再次复核一次平台的水平度，根据所测数据将平台进行调整水平度处理。反复进行测试，直到载重和空载水平度基本不变。图2.2.3-2预制平台BIM模型图（2）管段组对、尺寸复核使用行车将对应编号的分段管段分别放置于各分块预制安装平台上，在分段管段切割口处接法兰点焊固定，通过移动分块预制安装平台，先将两个管段水平移动对接，法兰与法兰对应后用螺栓进行拧紧固定，将另一块预制安装平台上的管段推移对接，管段对齐法兰对应后用螺栓临时拧紧固定，完成管段组对。组对完成后根据管段图纸用卷尺和水平尺对组对管段进行长度以及垂直度复核。注意事项：①部分管段是直管道与弯头、三通的连接组对，在组对时根据管段上标注的编号拼接，管道与管件的尺寸、平行度和垂直度测量复核无误后进行点焊固定，将管段与法兰连接组对，管段与法兰的垂直度测量复核无误后进行点焊固定。②组对管段的尺寸复核，横向和纵向误差均不大于2mm，对于误差控制范围外的管段在管段与法兰焊接处调整，将点焊法兰拆卸后往里或往外偏移相应尺寸，重新测量整体管段尺寸确定无误后点焊固定，若整体管段实际尺寸比设计尺寸偏差很大，无法通过法兰调整，用等离子切割机切割管段或重新管段下料。③管段与法兰组对时，严格控制管段与法兰的垂直度、平整度，在有弯头和三通的管段，保证管段的两个法兰面垂直，且管段的法兰孔必须严格对齐。④组对时注意区分平焊法兰和承插式法兰，管段与蝶阀和电动蝶阀连接时采用的是承插式法兰，其他情况均用平焊法兰，法兰必须采用国标标准。3）管段焊接组对管段复核后，将法兰的螺栓拆卸，管段分离，用行车将各管段起吊至工厂焊接区进行管段焊接，管段与法兰处焊接遵循先里后外，先上后下原则，焊接采用二氧气体保护焊。管道焊接工序的质量关系着管道试压以及系统运行的安全，必须特别注重管道焊接的过程控制和质量验收。（1）焊接合格且美观，焊接表面不得有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣以及咬边等现象。（2）对于管段图纸中的预留管段的管道与管件、管道与法兰连接处只进行点焊固定，其他管段的连接均进行满焊处理。（3）管道焊接应在无压力情况下进行，减少焊接变形量。焊接时保持法兰面不直接接触地面。（4）承插式法兰与管段连接处焊接时，内部承插法兰面将管道边覆盖，不能焊接，只能在法兰与管段连接处外部焊接，此连接处必须要焊透，焊口饱满均匀。（5）焊接完成后重新对管段进行尺寸和垂直度测量复核，在误差较大的管段进行标记，并在下一管段考虑用其他方法弥补误差。4）管段拼装根据管段分段图编号用行车将同一个系统编号的管段起吊至管段拼装区，按照编号顺序进行组拼，利用行车辅助管段提升、对接，在法兰与法兰连接、法兰与阀门连接时将四氟乙烯垫片放置在法兰中间，螺栓孔上螺栓拧紧固定。注意事项：（1）按照主管段、冷水机组管段、水泵管段、全程水处理器管段、分集水器管段的顺序进行拼接。（2）螺栓采用达克罗定制螺栓，普通法兰连接和阀门法兰连接用的螺栓长度不同，需测量实际尺寸定制螺栓，保证安装的一次成型质量。5）管段抬升以及支架就位在预制工厂模拟制冷机房预施工现场，使用全站仪收集所有设备基础坐标点，用全站仪进行定位放线，用墨线绘制建筑轴线和设备基础线并进行标注。水泵基础根据设备基础线放置，主管段支架位置根据支架图纸和轴线进行定位，用膨胀螺栓将组合式支架底部钢板固定，工字钢上下夹紧固定四条主管段，在工字钢位置用三台行车整体抬升至一定高度，就位后拧紧螺栓，行车辅助将主管段正确放置在联合支架上。注意事项：（1）确定管段的支撑方式，冷却水管采用水管管托方式，冷冻水管采用木托形式，在联合支架上根据管段间距放置管托和木托。（2）工字钢上设置两个吊耳，抬升管段时管段两边系绳子牵引，确保管段平稳抬升。（3）联合支架固定后采取临时支架进行支撑，保证安全。6）管段与设备连接以及预留段调整根据设计图纸制作水泵底框以及水泵减震浮台，用行车将水泵底框放置于设备基础线内，在支架底框预留孔上布置弹簧减震器，行车辅助水泵减震浮台逐个落位在对应的弹簧减震器上，水泵落位在水泵减震浮台上。将水泵底框的组合式支架竖立安装，用行车将水泵主管段起吊至水泵支架上，水泵支管段起吊至水泵位置，叉车辅助支管段与主管段连接。整个过程包括下料、组对、焊接、拼接等均会产生误差，这些误差的累积会造成管段与设备接口无法对应连接，在设计时应考虑在支管段与设备接口处设置一段预留段，待主管段、支管段以及设备位置均确定后，根据实际测量尺寸对预留管段进行修改，修改后连接支管段、设备，完成预拼装效果。注意事项：（1）水泵底框预留孔间距与减震浮台挂耳预留孔尺寸间距完全一致，保证减震浮台精准落位在弹簧减震器上。（2）预留管段组对采用的是点焊形式。误差的存在预留管段基本需要修改，预留管段下料时将长度适当放长，便于后期调整时直接切割，不用重新下料。（3）在水泵出水口支管段上的缓闭式止回阀，单独设置支架。在工厂预拼过程中，为减少制冷机组的运输成本，预防设备多次运输产生碰损，以及缩小预留管段的误差，采用设备法兰接口模块应用技术，解决了冷水机组不到预制工厂亦将冷水机组连接管段、组对焊接、完成整体预拼装这一难题。技术要点：（1）现场制冷机房内的设备基础必须在土建专业找平层施工完成后，通过全站仪对各个基础的标高、尺寸进行复核，获取制冷机房实际尺寸数据后，将数据记录整理留存，供模拟机房模型建立使用。（2）冷水机组在生产完成后，对其尺寸进行实测实量，确定设备进、出水口法兰的垂直度、对称情况、距底座高度、水平度等数据，指导胎具的制作。（3）测量法兰的尺寸，通过BIM模型的法兰空间几何尺寸，计算出法兰中心的标高，法兰外边缘最低点的标高，得出支撑此法兰角钢支撑面的标高。借助轨道式可移动管线预制平台的工作面进行角钢支架组对、固定、焊接，焊接过程中必须保证角钢非接触面处于同一水平面。（4）法兰组对模块模拟出设备接口位置与预留管段组对完成后，对其垂直度和法兰定位准确度进行复核验收。误差控制在1mm之内。法兰口与法兰口的距离进行复核，保证与设备进、出水口实际尺寸一致。7）管段防腐预留管段调整之后，按照编号顺序将各管段、组合式支架以及设备拆卸，用叉车将所有管段以及支架转运至除锈区进行打磨除锈处理后转运至刷漆区，按照刷漆方案对冷冻水管段、冷却水管段进行颜色防腐刷漆。2.2.4实施效果采用机房管线及设备工厂化预制技术，实现了工厂内2台全程水处理器、4台板式换热器、6个模块组、15台水泵、175个阀件、180个管件、457个分段、494块法兰和918米管道的预拼装。同时总结完成《装配式机房管线预制施工工法》，正在申请《可调节式法兰接口组对模块》、《一种用于管道预制的轨道式可移动平台》专利两项，目前已受理。2.3预制吊具辅助制冷机组吊装运输方法2.3.1概况本项目空调冷水机房有制冷主机4台。制冷机组外形尺寸不规则，蒸发器和冷凝器的不对称导致机组的四个吊装孔不在同一平面，直接将吊索挂在吊装孔上起吊容易发生倾翻，吊装现场场地狭窄。上述现实对设备和管道的吊装提出了很大的挑战。方案研究面对难题，项目对吊装的方案进行了研究和优化，得到了如下可行性方案见表2.3.1。表2.3.1预制吊具吊装技术方案名称方案描述方案图示预制吊具辅助吊装技术通过预制一套平衡架吊具，在吊装过程中起吊平衡架来吊装制冷机组，利用平衡架能保持被吊设备平衡。由叉车在原地升降，前后移动，提供牵引动力。设备平稳装载在机动叉车上后，再在设备的底部安装地坦克，利用卷扬机挂设到机组后部作为拉力，对机组进行水平运输。坡道运输过程中采用卷扬机溜尾结合叉车抬升的运输方式进行运输。使用方案与传统的吊装方案的优劣分析见表2.3.2。表2.3.2预制吊具吊装技术优劣分析方案名称利弊分析图示预制吊具辅助吊装技术优势：1、利用平衡架能保持被吊设备平衡、合理分配各吊点载荷的特点，解决了制冷机组吊装过程受力不平衡和起吊空间要求高的难题；2、利用平衡架能保持被吊设备平衡，解决了传统吊装方式中设备易倾斜，吊索与设备本体接触导致发生剐蹭损坏机组上的管路和附件的问题；3、利用叉车在原地升降，再在设备的底部安装地坦克，解决了设备在狭窄场地中水平运输的难题。4、下坡运输过程中采用卷扬机溜尾结合叉车抬升的运输方式，解决了制冷机组惯性大导致下坡运输不可控的问题，提高了制冷机组运输到制冷机房的施工效率。劣势：1、与传统的吊装技术成熟相比，首次采用新的吊装技术存在较大变数。传统吊装技术：预制吊具辅助吊装技术：叉车水平抬起：2.3.2工艺流程预制吊具吊装技术工艺流程如图2.3.1所示。图2.3.1预制吊具辅助设备吊装流程图设备吊装工艺流程如图2.3.2所示。图2.3.2设备吊装工艺流程图2.3.3操作要点1）测量设备尺寸索具的制作需要根据设备实际情况进行定制，根据设备重量和设备起吊孔的位置，设计索具的材质规格和结构尺寸。在设备出厂检测时，项目派专人去工厂进行检测旁站，同时了解到设备最大重量为13.084t，设备起吊孔布置为3.65m×1.95m长方形的四个端点。根据测量的尺寸出具吊具预制图如下图2.3.3所示。图2.3.3吊具加工图2）预制索具根据加工图，项目在工厂中采用200mm×150mm的H型钢制作索具，成品吊具如下图2.3.4所示。图2.3.4成品吊具图3）选择吊车吊车选择方案的依据是《重型设备吊装工艺与计算》（杨文柱主编），《起重吊装常用数据手册》（杨文渊主编），《常用起重机械速查手册》（中国建筑工业出版社出版魏群编著）等相关国家及地方规范规定本吊装单体最大净重量13.084t，机索具及吊钩重约0.5t，选用50T汽车随车吊装法，臂展4米，最大额定吊装载荷为25t，大于实际计算载荷Qj=K1•Q=1.1x(13.084+0.5)=14.9424t，满足本次吊装要求。以三一重工的STC500汽车吊为例，详细参数如图2.3.5所示。图2.3.5STC500汽车吊相关参数4）选择绳索（1）依据上述相关参数，对吊索的受力进行计算和分析。受力计算如下：T=P/KT=476/6=79.3KN式中：T—钢丝绳的容许拉力，G=79.3KNP—钢丝绳的最小破断拉力，P=476kNK—安全系数,K=6受力分析图如下图2.3.6所示。图2.3.6吊索受力分析S=G/n*1/sinβ=131/4*1/sin50°=34.85KN式中：G—设备的重量，G=130.84KNβ—吊索与预制吊具之间的夹角，β=50°n—绳索的根数，主要考虑4个吊点受力,n=4，前端中间另加两个吊点作为附加保险用，复核验算时考虑不受力。S—每根吊索的拉力,S=42.76KN（2）根据上述计算和分析，钢丝绳索选用φ26mm、6*37+1钢丝绳，破断拉力476KN。吊装安全校核：42.76KN<79.3KN,φ26mm,6*37+1吊索满足吊装要求。5）起吊吊具吊具起吊前先固定好四条绳索，确保绳索固定牢固后进行试吊。起吊索具致使四条绳索均离地20cm时，检查起吊的稳定性，完成试吊。起吊吊具稳定性检查如图2.3.7.图2.3.7起吊吊具稳定性检查6）连接设备试吊完成后，提升并平移索具，使四条绳索固定在起吊设备四个吊装孔上如图2.3.8.图2.3.8索具与设备连接图7）起吊设备通过起吊索具提升设备，平移设备时，速度合理控制，确保平稳起吊，如图2.3.9.图2.3.9设备平稳起吊图图2.3.10设备平稳落地图8）使用叉车进行机组水平和坡道运输时，注意速度和高度的控制和配合，地坦克运输时，地面应保证平坦度，防止因为地面不平导致的设备晃动。设备卸车完成后后，利用搬运小车（地坦克）配合叉车、卷扬机水平牵引，进行设备的水平运输。通过改变万向搬运小车的方向，达到设备运输过程中的转弯。将设备水平牵引至设备基础跟前。根据设备的重量选用4个千斤顶将设备顶升到可以放入一个枕木的高度，使设备的底标高高于设备基础加上搬运小车的高度，并将前端的万向搬运小车下面放置枕木，枕木的高度等于设备基础的高度，再在后端的搬运小车上放置枕木，使设备水平，卸下千斤顶，将设备的重量落在枕木上，检查一下各个搬运小车上枕木的受力情况，确保受力均匀后，启动卷扬机（手拉葫芦）牵引，将设备前端拉至设备基础上。将设备前端拉至设备基础上，启动卷扬机（手拉葫芦），开始牵引，设备在设备基础上缓慢进行水平运输，后端拉至设备基础边缘时，停止卷扬机（手拉葫芦）。利用千斤顶，将设备顶起，并将后端的搬运小车放置在枕木上，取下千斤顶，让设备后端重量落在搬运小车上。启动卷扬机（手拉葫芦），将设备水平拉至设备预定安装位置，利用千斤顶将设备顶起后，取下搬运小车，并齿条式千斤顶缓慢将设备放置在设备基础上。2.3.4实施效果本方案施工工艺合理可行，便于操作。使用预制索具起吊设备，使设备总量垂直分配至索具上，绳索不与设备接触，有效解决了吊装过程中容易破坏设备的问题；设备吊装过程中受力不均匀可能导致设备倾翻的安全隐患。成功的解决了地下室制冷机组的吊装与运输的难题。与传统的吊装施工相对比，索具的创新使用，对于类似工程积累了经验，具有一定的借鉴意义。2.4机房管线及设备装配式施工技术2.4.1概况根据本机房特点，采用水泵单元模块组轨道运输技术、管段模块整体抬升安装技术、组合装配式支架技术，应用搬运小坦克、叉车、电动吊装工具、电动扳手等机械化施工工具，解决了有狭长空间的大型制冷机房的快速装配的施工难题。2.4.2工艺流程图2.4.2-1模块整体装配流程图操作要点1）机房设备管段定位放线及模拟装配顺序。（1）在制冷机房内，根据BIM模型使用全站仪确定设备坐标点，用墨线绘制建筑轴线和设备基础线并进行标注。根据定位好的建筑轴线和设备基础线放出设备及水泵定位作标点及主要管段的位置。（2）根据BIM模型模拟验证装配顺序，将整个机房划分成5个区域，并进行区域编号，编号也代表装配顺序，如图2.4.3-1所示。即划分冷却泵组、冷冻泵组、管廊区域，制冷机组、集分水器区等区域，按从①→⑤的顺序，先狭窄的冷却泵组区，最后至集分水器区进行泵组、管段、构件的运输及安装。

图2.4.3-1机房装配区域划分图2）水泵模块组运输安装（1）在三维模型中对水泵组单元进行模拟运输就位，论证所有水泵组单元运输就位的可行性。根据轨道模型，轨道位置在水泵基础两侧布置，避开排水沟，通过集水坑区域，用钢板垫平，通过定位放线，放置两条38m的钢轨轨道并固定，轨道间距3.2m，在轨道上放置加工好的钢板运输平台，运输平台高出地面200mm，运输平台下安装多个滑轮，保证滑轮承载负荷满足要求。图2.4.3-1轨道与运输平台安装（2）用两台10t叉车一前一后形式将已放置在机房外两台水泵组成的水泵组单元叉起，通过运输通道叉送至运输平台位置，调整前叉车位置，将水泵组单元轻放置于运输平台上，用方木垫底。如图2.4.3-2所示。图2.4.3-2水泵组单元落位运输平台（3）通过卷扬机钢丝绳牵引移动运输平台，将水泵组单元移至对应的水泵基础上方。使用已安装好吊点的手动葫芦将水泵组抬升，将运输平台推移挪开，调整水泵组单元位置后准确落位于水泵混凝土基础上，如图2.4.3-3所示。图2.4.3-3水泵组单元基础落位（4）其他水泵组单元采用相同方法一一落位于对应基础上，水泵组单元管段连接。图2.4.3-4水泵组单元基础落位3）模块管段安装（1）利用叉车、搬运小坦克等运输工具把模块管段按机房安装顺序运输至各机房区域，在水泵区域水平管段采用单根管段吊装及支架安装；在主机管廊区域的水平管段，采用管段整体抬升吊装及支架安装，避免交叉作业，提高管段的装配效率。（2）主管廊长度约为27米，根据管段划分并列排放4根DN600的主管（包含支架横担H型钢及辅助夹具）总计约96米管道，总重量约为17吨，经过受力分析计算，选取8个吊点位置，8个吊点均在机房顶板靠近梁处，用φ26mm、6*37+1钢丝绳贯穿楼板，上方用三根DN150镀锌钢管（内穿DN125及DN80镀锌钢管）作为受力杆，下方系挂载重量为5t的电动葫芦，即整体载重量为40t，安全系数为17/40=0.425＜0.8，远小于0.8的吊装安全系数，满足安全要求。将支架横担放置在立柱投影间的地面上，再在每2个吊点间正下方的地面上布置一个夹具，如图2.4.3-5所示。图2.4.3-5管廊区域管段整体抬升示意图（3）将管廊管段通过螺栓连接完毕，将电动葫芦与夹具的预留吊耳连接紧固。确认安全无异常后，每个电动葫芦以相同的速度缓慢进行提升，并随时观测管廊整体的水平情况，及时调整因受力或者提升速度不均匀带来倾斜。（4）本项目机房所采用的支架均为快装式组合支架，当完成上诉提升作业后，将管廊的14根立柱迅速树立于放样位置，将柱脚与地面预留膨胀螺丝进行固定；缓慢降下管段，直至所有横担准确落位于立柱之上，将支架立柱和横担通过螺栓连接牢固，完成管段支架安装，如图2.4.3-6所示。电动葫