隨著建筑行業向工業化、智能化、綠色化深度轉型,傳統機電安裝與主體結構施工分離的模式已難以滿足現代建設工程對效率、質量和成本控制的高標準要求。中國建筑集團有限公司(中建)積極引領行業變革,在大型工地上推廣并實踐了一系列機電安裝新工藝,其核心精髓在于“與結構一體化施工”。這不僅是技術層面的革新,更是管理理念與建造模式的系統性升級。以下梳理并解讀在中建工地實踐中具有代表性的12項機電安裝新工藝,它們共同構成了推動建設工程提質增效的關鍵技術集群。
- 基于BIM的管線綜合與預拼裝技術:在施工前,利用建筑信息模型(BIM)進行全專業(建筑、結構、機電)的三維協同設計,提前解決管線碰撞問題。對復雜區域的機電管線進行模塊化分割,在工廠或現場預制加工區進行精準預拼裝,形成整體模塊后運至現場一次性吊裝就位,大幅減少高空作業和現場焊接量。
- 預制裝配式機房技術:將制冷機房、水泵房、配電房等設備密集、管線復雜的機房,整體進行BIM深化設計,將管道、閥門、支架、設備基礎等分解為標準化預制構件。在工廠完成預制、防腐、保溫,并噴涂二維碼標識,運至現場后像“搭積木”一樣進行快速裝配,實現機房施工的工業化,工期可縮短50%以上。
- 結構體內預埋工業化技術:將機電的穿墻套管、接線盒、預留洞槽模具等,與鋼筋、模板工程同步深化。采用標準化、工具化的預埋件和定位模具,在混凝土澆筑前精準預埋固定,確保位置準確、成型質量高,完全避免了后期二次開鑿對結構的破壞和修補工作。
- 機電管線與結構構件一體化設計施工:在深化設計階段,將部分水平主干管線路徑與鋼梁、桁架或預應力樓板的構造相結合,利用結構空腔或預留通道進行敷設。例如,在鋼結構桁架腹桿內預設電纜橋架路徑,實現管線隱藏、節省空間,且便于檢修。
- 模塊化配電箱(柜)安裝技術:將配電箱(柜)及其進出線導管、橋架進行集成化設計,形成墻體內嵌或明裝的標準化模塊。在結構施工時預留安裝空間和接口,后期快速嵌入,接線規范整齊,提高了供電系統的可靠性和美觀度。
- 裝配式支吊架系統:全面采用成品綜合支吊架,替代傳統的現場焊接支架。根據BIM模型精確計算荷載和布局,工廠化生產標準構件(槽鋼、連接件、錨栓)。現場僅需簡單的機械組裝,即可形成承載能力強、整齊美觀、利于管線排布的綜合支撐系統,且抗震性能優越。
- 薄壁金屬導管無焊接連接技術:推廣使用扣壓式、緊定式、卡壓式等機械連接方式,替代鍍鋅鋼導管的傳統焊接。該工藝操作簡便快捷,無需動火作業,連接處電氣連續性、防腐性能更好,且有利于綠色安全施工。
- 基于放樣機器人的精準測量定位技術:利用高精度激光放樣機器人,將BIM模型中的機電點位坐標(如插座、開關、噴頭、風口中心)直接投射到施工現場的實體結構面上,實現毫米級精準定位。這為預埋、安裝提供了無可比擬的精度保障,是“一體化施工”的“眼睛”。
- 混凝土樓板內電力管線的裝配式敷設技術:采用預制帶管線的鋼筋桁架樓承板,或在工廠將電氣導管預先綁扎固定在鋼筋網片上,形成樓板管線模塊。現場澆筑混凝土后,管線即被精準埋設于樓板內,徹底杜絕了亂剔亂鑿。
- 通風管道工廠化預制與現場裝配技術:風管全部在工廠采用自動化生產線進行數字化切割、成型、加固和法蘭連接,并進行保溫。現場只需根據編號進行分段組裝,安裝速度快、密封性好、漏風率低,且現場無加工噪音和廢料。
- 基于物聯網的預制構件追蹤管理技術:為每一個預制機電構件(如管道模塊、支架單元、設備基礎)賦予唯一的RFID或二維碼標識。通過物聯網平臺,實時追蹤其設計、生產、運輸、倉儲、安裝全過程信息,實現建造全流程的可視化、可追溯管理。
- 穿插施工與精益調度管理:以上述工藝為基礎,重新規劃施工流程。將機電安裝的預制、預埋工作科學地穿插進主體結構的各個施工工序中,形成“結構施工一層,機電預埋跟進一層,安裝穿插一層”的流水化作業模式。通過精益化管理工具(如Last Planner System)進行周、日計劃調度,確保各專業無縫銜接。
總結與展望
這12項新工藝并非孤立存在,而是相互關聯、互為支撐的系統工程。其核心價值在于:
- 前置化:將大量現場作業前置到設計和工廠階段。
- 集成化:打破專業壁壘,實現機電與結構、裝飾的深度融合。
- 數字化:以BIM和物聯網數據驅動設計、生產、施工全過程。
- 綠色化:減少現場濕作業、焊接和廢料,降低能耗與污染。
中建工地上的這些實踐表明,機電安裝與結構一體化施工是未來智能建造的必然方向。它不僅極大地提升了工程建設的效率與品質,降低了安全風險和綜合成本,更為建筑業從粗放走向精細、從傳統邁向現代提供了切實可行的技術路徑。隨著技術的不斷成熟和普及,一體化施工模式必將成為推動中國建筑業高質量發展的強大引擎。