張軍
(中鐵六局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司,北京 102200)
隨著國內(nèi)高速鐵路基建項(xiàng)目的快速發(fā)展,交通越來越便利,高鐵公交化的概念已經(jīng)在逐步實(shí)現(xiàn),特別是滬寧城際周邊一小時經(jīng)濟(jì)圈的形成,新線的增加和舊站的升級改造,使高鐵站房的數(shù)量逐步增加,要求也越來越高,特別是信息機(jī)房在鐵路客運(yùn)服務(wù)管理中起著關(guān)鍵性的作用。由于分跨房建、信息、電力、暖通、消防多個專業(yè)實(shí)施,在工期、工序的協(xié)調(diào)上存在矛盾。
由于站房施工進(jìn)度要求緊張,房建和信息專業(yè)往往同時在同一個空間作業(yè),信息系統(tǒng)設(shè)備安裝的環(huán)境無法控制,對設(shè)備日后運(yùn)行帶來隱患,很難滿足建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化信息機(jī)房要求。以往項(xiàng)目中,信息機(jī)房內(nèi)配套設(shè)施由各專業(yè)獨(dú)立設(shè)計,雖然滿足各系統(tǒng)功能,但實(shí)施中往往發(fā)生交叉,互相影響且不能形成整體效果,機(jī)房內(nèi)顯示零亂,很難滿足標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房建設(shè)的要求,基于以上現(xiàn)狀提出了基于BIM的高鐵站房機(jī)房裝配式建設(shè)施工技術(shù)。
通過優(yōu)化施工方案建立BIM科研團(tuán)隊(duì),研發(fā)了基于BIM的高鐵站房機(jī)房裝配式建設(shè)施工技術(shù)。使信息設(shè)備安裝工程與土建、暖通、電力、消防各專業(yè)接口進(jìn)行了無縫銜接。確保機(jī)房的建設(shè)過程是系統(tǒng)、有序、可控的一體化工程,滿足站房工程工期目標(biāo)及站房信息機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的要求,經(jīng)總結(jié)形成本工法。
(1)通用性:適用于各類工業(yè)與民用建筑信息機(jī)房、設(shè)備機(jī)房裝配式一體化施工。
(2)精確性:采用BIM模塊化理念,運(yùn)用Revit繪制標(biāo)準(zhǔn)部位模型,模型按專業(yè)合理切塊劃分,分批集中定制加工,整體安裝集中連接,實(shí)現(xiàn)信息機(jī)房裝飾裝修、機(jī)電安裝工程精確裝配式施工。
(3)實(shí)用性:信息機(jī)房由于分跨房建、信息、電力、暖通、消防多個專業(yè)實(shí)施,在工期、工序的協(xié)調(diào)上存在矛盾。采用裝配式一體化設(shè)計后解決了這個矛盾,工藝原理易懂,施工方法簡單實(shí)用,可操作性強(qiáng)。
適用于各類工業(yè)與民用建筑設(shè)備機(jī)房。
采用BIM模塊化理念,運(yùn)用Revit繪制標(biāo)準(zhǔn)部位模型,模型按專業(yè)合理切塊劃分,分批集中定制加工,整體安裝集中連接,實(shí)現(xiàn)信息機(jī)房裝飾裝修、機(jī)電安裝工程預(yù)制裝配式施工。利用綜合布線原理,信息機(jī)房強(qiáng)電線纜、弱電線纜、光纜集中排布編碼敷設(shè),提升客服系統(tǒng)線纜管理質(zhì)量,降低維修難度。
基于BIM的高鐵站房機(jī)房裝配式建設(shè)工藝流程如圖1所示。
5.2.1 建設(shè)前技術(shù)準(zhǔn)備
采用BIM技術(shù)建模進(jìn)行裝配式一體化機(jī)房方案設(shè)計,對接機(jī)房平面布局圖,提交建設(shè)單位組織相關(guān)單位及設(shè)計院進(jìn)行建設(shè)方案評審,實(shí)施前進(jìn)行平面布局方案評審(見圖 2)。
5.2.2 與房建專業(yè)交接
對接房建專業(yè)確定機(jī)房主體結(jié)構(gòu)完成,墻體砌筑完工,門窗孔洞收口完工。地面墊層及屋面防水施工完畢。
5.2.3 機(jī)房裝配式裝修
機(jī)房裝修涵蓋機(jī)房平面布置與墻、頂、地裝修等,充分考慮機(jī)房抗電磁干擾因素,墻面及頂面均采用金屬材質(zhì)飾面,確保良好屏蔽效果。
(1)平面布置。規(guī)劃原則:整潔整齊,遵守規(guī)范要求確保設(shè)備之間的維修空間同時兼顧設(shè)備維修更換,設(shè)備搬運(yùn)通道大門不小于1.2m。設(shè)備區(qū)與電源區(qū)應(yīng)有一定間隔距離,平面布置方案經(jīng)過審查后實(shí)施。
(2)地面選材設(shè)計。機(jī)房區(qū)域鋪設(shè)無邊陶瓷面全鋼防靜電活動地板,高度為300mm;鋪設(shè)地板后機(jī)房區(qū)域與其他區(qū)域地面高度不一致,通過緩沖踏步區(qū)使其美觀而且人性化,方便人員出入;為保證地面的潔凈度,地坪做平整清潔處理后,鋪設(shè)陶瓷地磚;在地板下有電力電纜敷設(shè)爬架,路由處安裝透明防靜電地板以便今后維護(hù)檢修方便;地板接地網(wǎng)采用6mm2裸銅線十字型壓接施工方式,取一端點(diǎn)接至接地銅板,采取單一回路接地,接地電阻小于1歐姆。
(3)地板材料說明。陶瓷防靜電地板采用600mm×600mm×10mm防靜電瓷磚作為面層,具有高耐磨、防火、防水、高承載、壽命長、易清潔、美觀等特點(diǎn),內(nèi)襯優(yōu)于同類產(chǎn)品的復(fù)合全鋼裸板,四周用導(dǎo)電膠條封邊而成,整板的厚度為40mm或45mm,防火性能達(dá)到A級或B1級標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)品特點(diǎn):
1)防靜電:該活動地板系統(tǒng)電阻穩(wěn)定、持久,系統(tǒng)電阻106Ω~1010Ω。
2)耐污染:該瓷質(zhì)磚面通過改善產(chǎn)品原材料配方,減少毛孔及減少小毛孔口徑并在磚的表面涂上一層特殊涂料,使污汁難以滲入內(nèi)部,從而解決了“吸臟”的難題。
3)無放射:該瓷質(zhì)磚經(jīng)國家建材測試中心檢測,不含放射元素,安全可靠,保證健康,是天然石材的理想替代材料。
4)抗老化:質(zhì)量優(yōu)良,莫氏硬度達(dá)到7,使用壽命60年以上。
5)承載能力強(qiáng):均布載荷大于1600kg/m2。
(4)機(jī)柜設(shè)備與底座間尺寸關(guān)系。機(jī)房內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、電源、精密空調(diào)等設(shè)備,制作的底座四邊,每條邊應(yīng)比設(shè)備尺寸內(nèi)縮1.5cm,聯(lián)排設(shè)備底座應(yīng)保持同一水平高度,誤差不大于5mm。內(nèi)縮后的底座安裝時前面與靜電地板對齊,設(shè)備安裝時中心點(diǎn)與底座中心點(diǎn)對齊,確保機(jī)柜設(shè)備安裝后,底座四邊隱藏于設(shè)備四周內(nèi)。靜電地板安裝時,切割后要插入機(jī)柜設(shè)備下與底座拼接對齊,完成后保證機(jī)柜底座不外露。
(5)墻面選材設(shè)計。考慮到美觀和抗電磁干擾的要求,裝飾區(qū)域內(nèi)的墻面主要采用機(jī)房專用金屬防靜電墻板,該板在防火、防靜電、防塵、屏蔽、美觀、耐久等方面的性能適合用于計算機(jī)機(jī)房的裝飾。墻面輕鋼龍骨與地面金屬龍骨做好電氣連接。
(6)頂部選材設(shè)計。天花吊頂采用600mm×600mm高檔鋁合金微孔方板,此材料最適宜機(jī)房裝修,能達(dá)到回風(fēng)、吸音和防靜電的效果。吊頂內(nèi)結(jié)構(gòu)面層刷三遍環(huán)氧樹脂油漆作防塵處理。頂部輕鋼龍骨與墻面、地面金屬龍骨做好電氣連接,如圖3所示。
5.2.4 機(jī)房裝配式電氣
(1)電源電纜敷設(shè)要求。本次機(jī)房電力橋架采用梯式橋架自吊頂內(nèi)引至地面,由防靜電地板下敷設(shè)安裝至各個設(shè)備處;地板下梯式橋架上敷設(shè)電源線纜、接地電纜。其他纜線不得使用;電力專業(yè)入戶電纜應(yīng)按照本設(shè)計要求敷設(shè)至本專業(yè)提供的配電柜內(nèi),如圖4所示。
(2)一體化機(jī)柜。本施工技術(shù)采用一體化配電柜、一體化電池柜、一體化UPS柜,如圖5所示。
(3)機(jī)房照明。機(jī)房的照明設(shè)計要達(dá)到照度、均勻度、眩光限制標(biāo)準(zhǔn)的要求,平均照度按300Lx取值,選用600×600LED照明,為滿足操作需要,平均設(shè)置在機(jī)柜前后方走道正上方,如圖6所示。
(4)機(jī)房接地系統(tǒng)規(guī)劃。
1)地線的具體指標(biāo)要求:交流配電系統(tǒng)安全地、設(shè)備工作地和總配線架防雷地應(yīng)采用聯(lián)合接地,接地電阻不大于1Ω。
2)終端設(shè)備接地要求:給計算機(jī)終端提供交流電源只需火線與零線,計算機(jī)終端保護(hù)地線不得使用交流配電系統(tǒng)的保護(hù)地線,需與交換機(jī)GND相連。
3)總配線架防雷地線要求:能泄放異常情況引起的過剩電荷,滿足國標(biāo)對配線架的接地的要求,外線電纜屏蔽層在總配線架處應(yīng)與防雷地相連。
4)接地處理:從接地排到設(shè)備上接地螺杠的連接電纜應(yīng)采用銅芯,盡可能縮短長度。所有的接地連接件應(yīng)加防腐保護(hù)。接地螺杠必須用機(jī)械方法加以緊固。
5.2.5 機(jī)房綜合布線
(1)機(jī)房綜合布線系統(tǒng)信息線纜敷設(shè)規(guī)劃:弱電纜線均由機(jī)柜上方橋架敷設(shè);帶有低壓電氣特性的廣播線纜,應(yīng)在設(shè)置的第二層橋架上單獨(dú)布放,不與其他弱電線纜共層;機(jī)柜內(nèi)設(shè)備跳線采用上進(jìn)上出方式。光跳線和RJ45跳線嚴(yán)格分開路由,分別敷設(shè)在各自橋架中,如圖7所示。
(2)綜合布線系統(tǒng):光路、電路分開敷設(shè),如圖8所示;隔50cm距離需要用扎帶捆綁固定,走線美觀且利于整理;轉(zhuǎn)角走線要有一定的弧度,且貼近內(nèi)側(cè)走線。
(3)綜合布線柜理線規(guī)劃[1]:線纜端接理線中,要求理線標(biāo)簽清晰、整潔,能讓管理人員一目了然。理線時注意輕拉輕放,切忌生拉硬拽。通過多種工具捆扎處理,在能使用理線工具的情況下,盡量不用手操作,保證線纜不破皮、不打結(jié)、不扭絞,理線后“橫平豎直不交叉”;在條件允許的情況下,能用線卡就不使用扎帶。扎帶比較一次性,后期拆檢需要剪斷,容易劃傷線纜。黑膠扎帶和魔術(shù)貼扎帶等相對而言比尼龍扎帶要更實(shí)用,扎帶捆扎既不能過緊也不能太松。理線完成后進(jìn)行測試和檢驗(yàn),保證線纜鏈路的通暢。即使逆向理線已經(jīng)先行測試過,連線完成后仍要再測試,以確保日常運(yùn)行無礙,如圖9所示。
(4)綜合布線系統(tǒng)分色規(guī)劃:站房客票系統(tǒng)使用灰白色六類網(wǎng)線,其他系統(tǒng)在進(jìn)入信息機(jī)房前均為藍(lán)色六類網(wǎng)線。信息機(jī)房和配線間跳線分色規(guī)劃:機(jī)房內(nèi)跳線客票系統(tǒng)為灰白色網(wǎng)絡(luò)跳線??头到y(tǒng)將以不同系統(tǒng)進(jìn)行分色跳線,分為旅服平臺、引導(dǎo)顯示、廣播、視頻監(jiān)控、自動檢票系統(tǒng)、辦公系統(tǒng),如圖10所示。
5.2.6 機(jī)房暖通
采用機(jī)房專用風(fēng)冷精密空調(diào),機(jī)房內(nèi)部溫度控制在18℃~25℃,具有恒溫恒濕功能;具備來電自啟動功能;具備空氣過濾功能;具備遠(yuǎn)程監(jiān)控及通信功能;空調(diào)排水應(yīng)在房建階段預(yù)留出水口。
5.2.7 機(jī)房消防
根據(jù)機(jī)房面積空間設(shè)置滅火氣體鋼瓶;如機(jī)房不與站房外墻相連,需要設(shè)置獨(dú)立的強(qiáng)排煙管道至機(jī)房外;機(jī)房吊頂內(nèi)和吊頂下及靜電地板下均設(shè)置點(diǎn)式煙感器和點(diǎn)式溫感器;應(yīng)急照明系統(tǒng)需采用應(yīng)急照明電源。當(dāng)市電正常供電時,市電經(jīng)過雙電源自動互投給照明負(fù)載供電,同時充電器給應(yīng)急備用電池進(jìn)行智能充電。當(dāng)市電斷電,或超過正常電壓的25%時,啟動逆變電源供電;機(jī)房內(nèi)外均設(shè)置聲光報警器,發(fā)生報警應(yīng)解除門禁;消防設(shè)施控制模塊應(yīng)與車站消控中心聯(lián)網(wǎng),具備遠(yuǎn)程通信功能。
5.2.8 與相關(guān)專業(yè)接口要求
與土建專業(yè)接口:要求結(jié)構(gòu)主體完成,墻體砌筑完成,入戶門洞收口完成,屋面防水完成。
與暖通、電力專業(yè)接口:提供室內(nèi)機(jī)尺寸、荷載及室外機(jī)管道進(jìn)入機(jī)房入口位置。電力專業(yè)橋架進(jìn)入機(jī)房入口施工完畢。按要求完成電力電纜至電力配電柜的敷設(shè)。
與消防專業(yè)接口:提供室內(nèi)鋼瓶設(shè)備的底座尺寸,墻面控制箱的纜線數(shù)量和控制箱的尺寸。
主要用材料:無邊陶瓷面全鋼防靜電活動地板、陶瓷地磚、專用金屬防靜電墻板、高檔鋁合金微孔方板、一體化配電柜、一體化電池柜、一體化UPS柜、精密空調(diào)、LED方燈、煙感器、點(diǎn)式溫感器、聲光報警器、門禁系統(tǒng)、裸銅線、各類網(wǎng)線、光纖、環(huán)氧樹脂油漆、輕鋼龍骨、線卡、扎帶等。
本工法采用的主要機(jī)具設(shè)備如表1所示。
表1 機(jī)具設(shè)備
(1)所有量具必須經(jīng)過嚴(yán)格檢定后方能使用。
(2)施工材料質(zhì)量的控制是工程質(zhì)量的的重要保證,施工現(xiàn)場材料質(zhì)量的控制重點(diǎn)是對進(jìn)場材料的品種、規(guī)格、出廠報告等進(jìn)行驗(yàn)收,對進(jìn)場的施工材料按要求進(jìn)行保管和存儲,嚴(yán)格控制施工材料的領(lǐng)用。
(3)施工機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量控制,嚴(yán)格按方案要求進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的選型,對機(jī)械設(shè)備的主要性能參數(shù)進(jìn)行核查,嚴(yán)格培訓(xùn)機(jī)械設(shè)備的正確操作,對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行規(guī)范維護(hù)和維修。
(4)嚴(yán)格按照機(jī)房整體施工流程的工序進(jìn)行施工,避免返工。
(5)組裝作業(yè)時,必須對裝配偏差進(jìn)行嚴(yán)密卡控,嚴(yán)格按規(guī)范文件執(zhí)行。
(6)設(shè)備吊裝作業(yè)時,必須對所吊裝零件、構(gòu)件輕拿輕放,嚴(yán)禁摔、扔。
(7)施工前必須進(jìn)行技術(shù)交底。
(8)施工時特種工上崗人員必須有相關(guān)上崗證書。
(9)施工中堅持三檢(自檢、互檢、專檢)制度,嚴(yán)格工序質(zhì)量檢驗(yàn)。
(1)施工現(xiàn)場設(shè)安全員進(jìn)行現(xiàn)場安全措施的落實(shí)與管理,對現(xiàn)場施工人員、現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備及現(xiàn)場用電進(jìn)行統(tǒng)一管理。要求參加施工的特種作業(yè)人員必須是經(jīng)過培訓(xùn),持證上崗。施工前對所有施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員必須戴安全帽、穿防滑鞋,電工、電氣焊工應(yīng)穿絕緣鞋,高空作業(yè)必須系好安全帶。
(2)作業(yè)面應(yīng)有可靠的架臺、護(hù)身,經(jīng)檢查無誤,進(jìn)行操作。吊點(diǎn)處應(yīng)有防滑措施,高處作業(yè)使用的工具、材料應(yīng)放在安全的地方,禁止隨便放置。
(3)機(jī)柜提升或下降要平穩(wěn),避免緊急制動或沖擊。專人指揮,信號清楚、響亮、明確,嚴(yán)禁違章操作。
(4)施工現(xiàn)場的機(jī)電設(shè)備、閘箱、電焊機(jī)應(yīng)有可靠的防潮措施。電器操作必須由專業(yè)人員進(jìn)行,嚴(yán)禁非專業(yè)人員操作。電焊機(jī)使用嚴(yán)格安全操作規(guī)程。
(5)安全措施有專人按規(guī)定統(tǒng)一設(shè)置,其他人不得隨意拆動。因工作需要拆動時,要經(jīng)過有關(guān)人員允許,事后要及時回復(fù),安全員要認(rèn)真檢查。
(6)做好安全用電,所有用電設(shè)備的拆除及現(xiàn)場照明均由專業(yè)電工擔(dān)任,使用電動工具時必須安裝漏電保護(hù)器。
(7)重點(diǎn)把好高空作業(yè)關(guān),工作期間嚴(yán)禁喝酒及打鬧,手持工具應(yīng)系好安全掛繩,避免直線垂直交叉作業(yè)。
(1)機(jī)柜、配電柜、UPS、空調(diào)室內(nèi)機(jī)安裝時,同時配備墻面保護(hù)防護(hù)人員;信息系統(tǒng)光纖及纜線入戶端接入階段為無塵化施工。配備專職保潔人員。同時配備鞋套、吸塵器、垃圾周轉(zhuǎn)箱等保潔設(shè)施。
(2)施工現(xiàn)場垃圾分類集中收集、處理。
(3)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)和達(dá)標(biāo)活動,減少機(jī)械廢氣、排煙對空氣環(huán)境的污染。
(4)盡量選用低噪聲或備有消聲降噪設(shè)備的施工機(jī)械。產(chǎn)生強(qiáng)噪聲的切割、下料,應(yīng)盡量放在工廠、車間完成。施工現(xiàn)場的強(qiáng)噪聲機(jī)械要設(shè)置封閉和機(jī)械棚,以減少強(qiáng)噪聲的擴(kuò)散。
新建連云港至鎮(zhèn)江鐵路大港南站、丹徒站站房工程,站房設(shè)計形式分別為線正下式與線側(cè)上式鐵路客運(yùn)站房,站房機(jī)房主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu),屋面為鋼筋混凝土屋面,信息機(jī)房分別設(shè)置在一層與架空層,連鎮(zhèn)項(xiàng)目部與信息施工單位通過優(yōu)化施工方案建立BIM科研團(tuán)隊(duì),共同研發(fā)了基于BIM的高鐵站房機(jī)房裝配式建設(shè)施工技術(shù)[2]。站房信息機(jī)房分跨房建、信息、電力、暖通、消防多個專業(yè)實(shí)施,在工期、工序的協(xié)調(diào)上存在矛盾。應(yīng)用此方法確保了機(jī)房的建設(shè)過程是系統(tǒng)、有序、可控的一體化工程,滿足站房工程工期目標(biāo)及站房信息機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的要求。徹底改變站房工程中信息系統(tǒng)工程被動、無序、標(biāo)準(zhǔn)低,提高了安裝質(zhì)量,縮短了工期,同時降低了交叉施工帶來的勞務(wù)成本,總共降低成本23萬元,其中臨時措施10萬元,人工費(fèi)13萬元。
新建連云港至鎮(zhèn)江鐵路大港南站、丹徒站站房工程,站房設(shè)計形式分別為線正下式與線側(cè)上式鐵路客運(yùn)站房,由于站房施工進(jìn)度要求緊張,房建和信息專業(yè)往往同時在同一個空間作業(yè),信息系統(tǒng)設(shè)備安裝的環(huán)境無法控制,對設(shè)備日后運(yùn)行帶來隱患,很難滿足建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化信息機(jī)房要求。以往項(xiàng)目中,信息機(jī)房內(nèi)配套設(shè)施由各專業(yè)獨(dú)立設(shè)計,雖然滿足各系統(tǒng)功能,但實(shí)施中往往發(fā)生交叉,互相影響且不能形成整體效果,機(jī)房內(nèi)顯示零亂,很難滿足標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房建設(shè)的要求,應(yīng)用基于BIM的高鐵站房機(jī)房裝配式建設(shè)施工技術(shù)。有效地解決了機(jī)房裝修施工與安裝施工的矛盾,對最終保質(zhì)保量完成該項(xiàng)工程起到至關(guān)重要的作用,為類似機(jī)房裝配式一體化施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),值得推廣借鑒,得到了甲方、監(jiān)理及設(shè)計單位的好評,具有良好的社會效益。
新建連云港至鎮(zhèn)江鐵路大港南站、丹徒站站房工程,站房設(shè)計形式分別為線正下式與線側(cè)上式鐵路客運(yùn)站房,站房信息機(jī)房主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu),屋面為鋼筋混凝土屋面,信息機(jī)房分別設(shè)置在一層與架空層,中鐵六局連鎮(zhèn)項(xiàng)目部通過優(yōu)化施工方案,建立BIM科研團(tuán)隊(duì),研發(fā)了基于BIM的高鐵站房機(jī)房裝配式建設(shè)施工技術(shù)(如圖11和圖12所示),使信息設(shè)備安裝工程與土建、暖通、電力、消防各專業(yè)接口進(jìn)行了無縫銜接。確保機(jī)房的建設(shè)過程是系統(tǒng)、有序、可控的一體化工程,滿足站房工程工期目標(biāo)及站房信息機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的要求,徹底改變站房工程中信息機(jī)房工程被動、無序、標(biāo)準(zhǔn)低、存在質(zhì)量隱患的局面,探索從源頭開始裝配式一體化設(shè)計,開辟信息機(jī)房建設(shè)新途徑和新標(biāo)準(zhǔn)。該施工技術(shù)可操作性強(qiáng),工藝相對簡單,成本投入小,具有較好的社會經(jīng)濟(jì)效益,為類似工業(yè)與民工建筑設(shè)備機(jī)房裝配式建設(shè)提供了技術(shù)支持,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),具有很好的推廣應(yīng)用價值[3]。