改扩建污水厂项目可视化建造模式探讨

19总第317期Featurestory专题报道改扩建污水厂项目可视化建造模式探讨孙征1王有发1王竞千1王红媛2迟白冰1（1.中建一局集团安装工程有限公司北京102600；2.中国建筑一局（集团）有限公司北京100161）摘要：本文结合改扩建污水厂施工特点，主要阐述了基于BIM协同工作模式下的可视化建造，该模式既解决了各单体及各专业协调困难、以及污水处理厂管线保护难度大等问题，同时提高了污水处理工程的工作效率和施工准确性，保障了工程的顺利进行，对于成本的管理和质量的控制都具备较强的促进作用。关键词：协同管理参数化族BIM辅助膜架设计中图分类号：TP391.9文献标识码：B文章编号：1002-3607（2018）12-0019-03编者按：随着国家对环境质量要求逐步提高,污水处理厂出水水质监控更加严格，原有污水处理厂的升级改造势在必行。本期科技专题详细介绍了中建一局集团安装工程有限公司在污水处理厂升级改造过程中的实践经验，总结了改扩建污水厂项目基于BIM协同工作模式下的可视化建造模式，改扩建污水厂配电室设备基础化学锚栓后固定施工技术以及鼓风机房设计安装等创新技术，这些技术在工程应用中取得了良好的社会效益和环境效益。近年来，我国环保产业发展迅速，污水处理工程规模不断扩大、污水处理工艺日趋复杂。污水处理的每个工艺环节对应多个构筑物单体，并涉及管道、建筑、结构、设备安装等专业工程，因此污水处理工程具有单体构筑物数量多，各施工工序间相互协调管理难度大的特点。随着BIM技术应用的不断成熟，其应用的范围也正在逐渐扩展到污水厂工程，但如何应用BIM技术辅助项目施工，为项目提供方案编制保障是目前面临的问题，本文从污水厂BIM的建模、BIM技术辅助施工、调试等方向进行阐述。1项目概况某污水处理厂改扩建项目，在原有一期的基础上扩建，对一期进行升级提标改造，以及对厂外收集管网进行改造。本项目实施后，全厂污水处理设计规模为5.0万m3/d，其中一期工程处理2.5万m3/d的生活污水，二期扩建工程处理1.5万m3/d的工业废水和1.0万m3/d的生活污水。水处理系统包含污水预处理、生化处理、深度处理等工艺段，专业性强。厂内工艺、电气、自控等专业设备、材料安装精度要求高，MBR、臭氧催化氧化、EM-BAF、生物除臭等工艺包的安装及运行尤其复杂。2可视化建造关键技术要点2.1样板文件与协同管理制定项目样板文件。污水厂项目单体多且特点不同，如何保证绘制的项目模型相同，系统表现和出图的一致性，制定项目BIM标准和样板文件是至关重要的一步。制定的标准及样板文件信息应包含：项目的基本信息、视图可见性、统一的标高轴网、各系统的表现颜色及线型线宽、管道的连接方式和项目常用族文件的加载（见图1、图2）。协同管理。本项目共有30个单体，后期总体模型整合比较困难，因此利用协同平台可以很好地解决这一问题。不同构筑物单体工作集划分和同一单体不同专业工作集划分的工作模式，使模型达到轻量化。在整合阶段可以快速准确地完成整个项目的BIM模型，同时可以减轻电脑的负荷以便快速浏览查看。202018年第12期专题报道Featurestory2.2参数化族的创建污水厂项目中设备、管件、附件种类较多，Revit软件自带的族文件较少，并且与样本文件不符，无法满足项目的需求。想要应用BIM模型指导施工，必须保证模型中的各类阀部件和设备与项目实际选用类型尺寸保持一致，因此在施工准备阶段需要完成参数化族的创建，以满足建模的需求，同时做好分类积累工作，为后续同类项目提供便利。本项目创建的参数化族主要包括鼓风机、水泵、叠螺式污泥脱水机，空压机、压滤机、标准法兰、管道支架等（见图3-图6）。2.3辅助膜架设计针对MBR膜工艺的施工过程，应用BIM技术校核计算产水支管及曝气支管管径，研究出了一种帘式中空纤维膜专用膜架（见图7、图8），实现模架提前预制，膜单元到场后可立即图1项目信息设置图2系统颜色设置图3设备族-鼓风机图4设备族-水泵图5构件族-大管径蝶阀图6构件族-过滤器于进水流量的变化大，安装和调节好的堰板在水流的冲击下稳定性不足，容易出现布水不均的现象。运用BIM模型对分别采用控流堰板和布水堰板的进水流进行分流模拟，通过控流堰板将冲击大的水流变成冲击力小的水流，并将水存储在进水堰中，再经布水堰板进行均匀布水，能够很好提高堰板整体的稳定性能（见图9）。图8膜架下水图7膜架BIM模型组装下水，解决单根产水管结构的膜架曝气不均匀，影响出水质量的问题。最终膜架由支撑件、吊装件、产水管、曝气管构成，可以安装多组膜组件，减少池子占地面积，便于膜组件维修更换。2.4水流模拟堰板上沿的最低端所处的高度决定水能否流经堰板的液面高度。由图9水流模拟2.5精确的预埋反应池主要是生化反应单元，总体分南北两组，每一组又分为厌氧、缺氧、交替及好氧四个阶段。重难点是缺氧区，土建结构复杂，不能一次（下转第25页）21总第317期Featurestory专题报道改扩建污水厂配电室设备基础化学锚栓后固定施工技术费立敏1刘宴伟1王有发1王红媛2苏龙军1（1.中建一局集团安装工程有限公司北京102600；2.中国建筑一局（集团）有限公司北京100161）摘要：本文介绍了一种改扩建污水厂配电室设备基础施工方法，针对该技术原理、特点及技术要点进行了阐述。该技术可以减少预埋阶段设备基础平整度偏差，避免返工，可实现一次安装成型，质量可靠，并且加快施工进度、降低成本、施工工艺简单，具有很好的推广价值。关键词：改扩建污水厂设备基础化学锚栓中图分类号：X799文献标识码：B文章编号：1002-3607（2018）12-0021-02在污水处理厂升级改造过程中，改扩建污水厂配电室内设备的安装也随之而来，设备基础的施工直接影响着设备整体安装的质量及使用功能的实现。尤其是在改扩建配电室施工中，无法满足传统设备基础施工与土建地坪同时施工的工艺顺序要求，如何在短时间内完成改扩建污水厂室内配电室设备基础施工，成为改扩建污水厂建设中的一项难点。本文介绍的改扩建污水厂配电室设备基础化学锚栓后固定施工技术，不仅可以解决传统施工方法的基础平整度的问题，而且加快了施工速度，可满足短工期、大体量配电室安装工程的要求，为改扩建污水厂内配电室设备基础施工提供保障。1化学锚栓后固定施工技术工艺原理及技术特点该技术是在土建地坪已经施工完成后，利用化工锚栓配合基础型钢的固定方式完成设备基础的施工。首先根据设备选型进行基础图纸深化，合理排布基础型钢的位置，利用化学锚栓将基础型钢进行固定，通过水准仪进行找平，最终满足设备安装要求。该技术具有施工效果好、施工成本低、操作简单、施工效率高等优点。2化学锚栓后固定施工技术要点2.1施工工艺流程施工工艺流程见图1。的排布。对于低压柜，应注意设备上方母线始端箱的安装高度。型钢基础宽为柜体的厚度，长为n个柜体的宽度总和再加上（n-1）×（1～2）mm。熟悉掌握下料、焊接、水准仪使用，特别是水准仪的使用，型钢找平是保证该方法施工质量的关键。2.3地面清理及配件下料化学锚栓安装前首先进行地面清理，它直接影响着化学锚栓的安装质量，为后续设备的安装和使用提供保障。清理完成后应保证地面无积水、无尘土。施工中需要提前预制的材料主要有槽钢、角钢。槽钢根据成排设备的长度进行下料，槽钢下料端部应为斜45°。角钢需先钻孔后下料，角钢料的长度为70mm，角钢钻孔孔径需与配套化学锚栓相适应（见表1）。2.4基础放线及化学锚栓的安装放线前应注意熟悉图纸（深化后图纸），依据图纸中设备安装位置进行放线，确保基础安装位置正确。化学锚栓的安装示意图见图2。技术准备地面清理配件下料基础放线化学锚栓安装槽钢安装基础找平接地焊接验收图纸深化方案编制技术交底槽钢下料角钢下料安装找平固定转孔清孔放入药包植入螺栓固化安装图1施工工艺流程2.2技术准备根据设备尺寸进行深化设计，同时注意避免设备上方有风管，特别是风口222018年第12期专题报道Featurestory水准尺上的分划位置，读取读数。操作过程需注意以下事项。立尺时应站在水准尺后面，双手扶尺，使尺身保持竖直；前后视距可先由步数概量，使前、后视距大致相等；读取读数前，应仔细对光以消除视差。观测过程中不应进行粗平，若圆水准器气泡发生偏离，应整平仪器后重新观测；每次读数时都应进行精平。测量完毕后，应立刻检核，一旦误差超限，立即重测。2.7接地焊接型钢焊接主要包括槽钢基础的固定和接地扁钢与槽钢基础之间的固定。槽钢基础固定应和槽钢基础已经找平同时进行。焊接时应先点焊，找平后再满焊。焊接后，应保证不直度不大于0.5mm/m，水平度不大于1mm/m，全长误差控制在2%以内，否则不能保证安装质量。扁钢与槽钢的搭接面积应不小于扁钢宽度的2倍。2.8验收验收的依据主要是深化后的图纸及相关规范，验收时应重点验收内容包括槽钢基础的安装位置应与图纸相符，基础的水平度误差应满足验收规范，接地焊接的搭接面积应接地规范。3结语实践证明，相对于传统的预埋安装方式，改扩建污水厂配电室设备基础化学锚栓后固定技术可更好地保证进度、保证质量、保证安全。该技术不仅满足了业主对工期、质量、安全的要求，也大大节省了人工费用，取得了良好的社会效益和环境效益。该技术适用于改扩建污水厂配电室上进线设备基础的安装，尤其适用于工期紧张、建筑内配电室成排安装的设备基础安装。■表1角钢钻孔孔径对照表化学锚栓规格钻孔直径(mm)M8×110mmΦ10M10×130mmΦ12M12×145mmΦ14M12×160mmΦ14M16×190mmΦ18M20×260mmΦ24M24×300mmΦ28钻孔时，先根据设计要求，按图纸间距、边距定好位置，在基层上钻孔，孔径、孔深必须满足设计要求。清孔时，用专用气筒、毛刷或压缩空气机清理钻孔中的灰尘，重复进行不少于3次，孔内不应有灰尘与明水。置入药剂管时，确认玻璃管锚固包无外观破损、药剂凝固等异常现象，将其圆头朝内放入锚固孔并推至孔底。钻入锚栓时，保证螺栓表面洁净、干燥、无油污。用电钻旋入螺杆直至药剂流出为止，电钻一般使用冲击钻或手钻，钻速为750r/min。这时锚栓旋入，药剂管将破碎，树脂、固化剂和石英颗粒混合，并填充锚栓与孔壁之间的空隙。同时，锚栓也可以插入湿孔，但水必须排出钻孔，凝胶过程及硬化过程的等待时间必须加倍。凝胶时要保持安装工具不动，取下安装工具静待药剂硬化完成硬化，待药剂完全硬化后，加上垫圈及六角螺母固定物体。2.5槽钢安装槽钢安装主要工作内容是对已经下好料的槽钢进行就位，图3为槽钢安装示意图。槽钢基础就位前需保证角钢已经就位安装完毕，槽钢需按设计图纸的下料长度进行就位摆放。图2化学锚栓的安装示意图图3槽钢安装示意图2.6基础找平找平主要使用的工具为垫铁、水准仪，操作工人必须熟练使用水准仪。（1）安置水准仪。在线路外选择坚固、平坦、空阔的地方打开三角架，使三角架的三条腿近似等距，架设高度应该适中，架头应该大致水平，架腿制动螺旋应该固紧。打开仪器箱，双手取出水准仪，将仪器小心地安置到三角架顶面上，用一只手握住仪器，另一只手松开三脚架中心连接螺旋，将仪器固定在三脚架上。（2）粗略整平。借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而视准轴粗略水平。（3）瞄准水准尺。将望远镜对着明亮的背景，转动目镜螺旋，使十字丝清晰。松开制动螺旋，转动望远镜，采用望远镜镜筒上面的照门和准星瞄准水准尺，然后拧紧制动螺旋；从望远镜中观察，转动物镜螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺；眼睛在目镜端上下微微移动，若十字丝与目标影响有相对移动，则应重新仔细地进行物镜对光，直到读数不变为止。（4）精平及读数。眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。观察十字丝的中丝在23总第317期Featurestory专题报道改扩建污水处理厂鼓风机房设计安装技术研究与应用张晓明1孟庆礼1唐卫军1吴海城1张军2（1.中建一局集团安装工程有限公司北京102600；2.中国建筑一局（集团）有限