成套微小发明在某高层商业综合体工程中的应用_费孝诚.pdf

ANZHUANG2023年第2期16机 电 安 装 Electromechanical Installation费孝诚陈炫伊徐辉刘杰宋军海（中建安装集团有限公司 南京 210046）摘 要：针对建筑机电施工过程中存在的技术方式落后、安装效率低下、危险因素环绕等问题，本文在南京核心区某高层商业综合体项目中，发明制作简单、操作便捷的整套施工装置，对管道运输、支架打孔、提升吊装、穿墙保护等施工作业进行了技术改良创新，提升了机电安装作业机械使用率，解决了材料倒运综合效率低下问题，减少了施工过程的危险因素。关键词：微小发明 机电施工 管道 运输 打孔 焊接中图分类号：TU711 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2023）02-0016-03成套微小发明在某高层商业综合体工程中的应用随着我国经济飞跃式发展，国内环境进入快速、稳定、高效的发展状态，良好的大环境有利于技术创新活动。基建行业作为“一带一路”的排头兵，在推动经济发展中起着中流砥柱的作用。建筑机电作为基建核心建设内容之一，工程技术的科技创新日益成熟。随着科学技术的进步和人才培养的不断加强，传统机电安装行业迎来了新的春天。但在建筑机电施工过程中，从项目准备阶段的材料堆放，材料的定制加工处理，大型材料及设备的运输和吊装，支架的打孔固定，穿墙管道洞口预留，狭窄竖井管线的焊接各项工序中暴露出了机械设备使用率不高，缺乏针对不同需求的辅助装置，过程施工人员安全性受威胁，人工成本居高不下等问题。基于此，本文将项目从管道的储放、运输、安装等过程中存在的问题进行改进，以期提高施工效率、减少人工成本、增加安全系数。1 工程概况南京核心区某高层商业综合体项目集商业、办公、酒店式公寓等多业态为一体。该项目施工周期紧、难度大，地段位于市中心，材料堆放区域狭小，且大型管道数量多，支架复杂。通过高精度BIM模型模拟核算暴露出登高打孔数量约88,700个、倒运DN500大型管道近26,000m、商业区域利用率高导致竖井空间狭小及管道定位后无法进行高空焊接作业等一系列问题。针对施工过程中产生的难题，经过工厂考察、数据比对、方案策划，最终形成符合机电施工工序的一整套机电施工装置，并在该项目中进行应用，保障了项目生产活动。2 成套微小发明在机电施工中的应用2.1管道堆放在机电施工中，依据现场施工情况需要提前准备施工材料，在材料堆放过程中，管道在外力作用下会出现滚落坍塌的情况，如果不进行合理有效的储放，将会造成不必要的财产损失。管道限滚装置（见图1）包含两层结构，即定位部分和固定部分。定位部分采用Y形结构，其前端V形结构内侧设有弹簧，主杆中端设有卡构件；后端主杆异于前端，采用的是齿状结构，并在末端设有把手。固定机构采用可替换的六边形钢板结构，使用不同管径管材，钢板剖面有替换卡槽。本装置结构设计巧妙，环环相扣，相互作用。通过主杆末端把手抽拉让其端部V形支杆在弹簧形变的作用下挤压管道内壁，并用主杆中端的卡构件进行固定。旋转把手，让其后端主杆中的齿状结构脱离六边形固定机构，便可让其V形支杆脱离管道内壁，从而进行替换使用。六边形钢板采用可拆卸的结构，根据不同管径的管道替换相适应的六边形钢板。本装置需在管道两端进行固定，通过固定作用可以实现多层堆放，且具有较强的稳定性，在外力作用下不会出现滚塌现象。同时可适应多种类型管道，可重复利用。17INSTALLATION2023.2Electromechanical Installation 机 电 安 装2.2管道运输管道运输中，常因运输场地的限制、运输材料过重、运输装备的落后而造成材料运输效率过低、施工过程中对材料造成损害等情况。运输装置整体结构呈现L形，顶部设有U形把手，方便助推（见图2）。其L平台单侧设有两侧可拆卸副板，副板和底板均呈15倾斜，两侧装有两个三轮运输轮。本装置主要用于运输大型管道材料，在需要配套运输小型辅助材料时，可配合增添副板。承载板呈现倾斜，防止管道在运输过程中出现滚落现象。运输轮采用三个轮子组合形式，在情况复杂场地也可以进行运输工作。采用本装置运输对于传统运输可节约50%劳动力，且提高运输效率80%。装置主体呈现蝶形，主体板面刻有角度尺，以蝶形主体顶部为圆点，50cm为半径处设有1/4圆滑道。滑道内设有两个可滑行固定对夹装置（见图3）。结合BIM图纸以及现场情况，设定两根管道支架夹角，通过固定夹对需要焊接管道进行固定、焊接。图1管道限滚装置示意图图3轨道非标角度对口装置图2运输平台2.3管道施工过程2.3.1 管道加工现阶段的建筑在满足人们需求的同时也体现出个性化的设计，使机电在施工时产生非标准的管道，非标管道焊接难度较大、焊接时定位不便。轨道非标角度对口本装置的优点在于满足项目非标角度管道特殊性的需求，可因地制宜，提高了项目管道施工的广度，满足现阶段个性化的建设设计需求。2.3.2 打孔作业传统建筑顶部打孔需要多人配合使用移动脚手架，手臂托举打孔设备进行施工。随着作业时长的增加，施工效率会降低，且传统方法需要登高作业，存在安全隐患。单次打孔结束后还需要进行膨胀螺栓的填充作业。两套施工流程不能进行流畅衔接，施工效率低下。图4便携式打孔装置把手管道L形平台三轮副板便携式打孔装置分为上下两部分，下部包括液压主杆，其上下两端设有橡胶防滑垫。主杆一侧设有半截支杆，与之连接的是手持杆。上部包括转换头，转换头单次以180旋转，两侧为打孔设备和膨胀螺栓填充装置（见图4）。液压主杆将本装置放在工作区，与建筑顶部和底部挤压，形成稳定状态。再按压手持杆，将支杆向上推动，通过开关控制打孔设备进行顶部打孔作业。当打孔作业完成，切换至膨胀螺栓填充装置，再次进行按压工作，将螺栓送入已完成的孔洞中，完成整个打孔作业工作，施工过程完整统一。本装置的应用，ANZHUANG2023年第2期18机 电 安 装 Electromechanical Installation减少了高空作业风险，节约了施工成本，提高了施工效率，实现了创新成果创效的最大化。2.3.3 套管固定建筑施工中土建施工方和机电施工方往往不是同一单位，部分已完工的机电管道在二次结构未砌之前将套管置于二次结构位置上，当在二次结构砌筑时，套管的图5套管固定装置末两端无需连接，每个弯曲卡环的中心顶部设有弹簧与垫片，方便管道与套管之间产生柔性连接，不会对管道外壁产生损伤（见图5）。针对不同管径的管道搭配不同数量的弯曲卡环，通过按压弹簧将本装置放在管道与套管之间。当二次结构完成后，取出本装置用于下次使用。套管固定装置的使用，为项目管道套管施工提供了便捷的施工方式，且可重复使用，节能环保。2.3.4 多管道上管平台传统的管道安装采用人力配合顶升装置等设备进行作业，施工设备之间转换，所需时间较长，施工成本过高。多管道上管平台主体为1.2m1.2m的平台，平台底部设有两个卡槽，用于配合起重设备。平台两侧带孔状滑道。滑道上方由带滑组的两个定向轮和多个斜面定向轮组合而成，平台下方设有4组万向轮（见图6）。依据施工需求，携带多根管道置于平台上方，每根管道之间用万向轮进行定位放置。滑轮基于滑轨进行水平位移，方便施工中管道到达预制位置时进行微调。通过叉车进行顶升，当满足空间施工位置后推动管道，在万向轮的引导下进入支架上方进行固定安装。本平台的使用解决了管道复杂环境下多管道的运输、顶升、微调、安装等施工全过程。施工效率提高近100%。2.3.5 狭窄竖井管道焊接建筑建造为了达到更多的使用空间，造成了机电安装空间局限。对于竖井管道保留了竖向管道的置放空间，但缺少施工使用空间。尤其是竖向管道焊接，近墙面没有足够的施工位置，造成管道无法焊接、施工效率低下，成品率低等情况。针对以上施工问题，采用狭窄竖井管道焊接成套辅助装置，本套装置有圆形承台和环形承台两种（见图7、图8）。两者区别在于圆形承台作用于首层底部管道，包括对称四角助力杆、圆形承台和四个万向轮；环形承台作用于中间层管道，其结构由两个半环形承台组合，中间使用高强度螺栓连接而成，每个承台边缘设有多个助力杆，下方设有四个万向轮。图6多管道上管平台图8环形承台弹簧弯曲卡环垫片叠放不会严谨的按照标准进行施工，导致管道后续的运维等过程会对其产生损坏。套管固定装置主要有多个120的弯曲卡环，每个弯曲卡环进行活性连接，但整体首图7圆形承台使用本承台方便了狭窄空间的管道焊接，利用承台在外力助推下进行角度调整。环形承台通过对管道外壁进行四角吊耳焊接，待冷却后将管道底端放入环形口中，外壁吊耳与环形承台的稳定接触达到了承载作用，然后进行管道下方对口焊接。本套装置解决了狭窄竖井管道焊接问题，可提高竖向90%的管道焊接速度，提升管道焊接67%的成品率。3 结语成套微小发明的工程实践应用，验证了该套技术设备制作方式简单，节约施工成本。创新性的结构设计增强了安装、打孔、焊接的稳定，提高了施工效率，缩短了项目机电安装时间，促进项目的优质履约。