李佳蔚LI Jia-wei；趙偉ZHAO Wei；孫汝剛SUN Ru-gang

（中鐵十四局集團電氣化工程有限公司，濟南 250014）

0 引言

模數(shù)化是建筑設計標準化，施工機械化、裝配化、構件生產工廠化的必由之路。中國古建筑的木結構以材和斗口為模數(shù)單位，有著嚴謹完整的模數(shù)系統(tǒng)，達到了高度的標準化和通用性。西方工業(yè)革命之后，隨著科技的發(fā)展，建筑工業(yè)化的發(fā)展，標準化、模數(shù)化更成為潮流。

本論文依托上海市軌道交通14 號線裝飾安裝15 標工程，在施工實踐中，利用BIM 技術相關專業(yè)軟件模擬施工效果圖，創(chuàng)建三維立體模型對各專業(yè)進行整合同時優(yōu)化管線布置，解決了地鐵施工中各專業(yè)未統(tǒng)一協(xié)調起來的問題，同時極大地提升了材料的利用率，避免了施工過程中材料及人工成本的浪費。

1 模數(shù)化施工特點

1.1 提高地下車站利用率

地下車站站廳層有限空間凈空在4.8-5.4m 之間，通過模塊化裝修龍骨與綜合吊架結合施工，吊頂標高抬升了60cm，豎向空間利用率提高了13%，橫向吊頂面積減少448m2，橫向空間利用率提高了28%，對乘客的視覺空間感有了進一步的提升，而且上海14 號線獨特的裸裝設計要求使得社會大眾成員能夠更好地看到地鐵車站的管線排布。

1.2 減少碳排放

國家在“十四五”提出減污降碳，不僅要降低碳排放強度，而且還要降低碳排放總量，甚至提出來能源消耗總量、碳排放總量也要逐步控制，到2030 年要“碳達峰”，到2060 年實現(xiàn)“碳中和”。通過裝修龍骨與綜合支吊架結合，降低鍍鋅鋼材的用量，相比較傳統(tǒng)的轉換層吊頂龍骨，減少5#角鋼用量27t，減少碳排放49.41t。

1.3 減少資源浪費和經濟損失

上海軌道交通14 號線對建筑空間、結構型式、機電系統(tǒng)、裝飾裝修、公共藝術等方面進行“五位一體”全面梳理，營造了越來越多的功能性和藝術性相統(tǒng)一的地鐵人文環(huán)境，建設了具有海派文化底蘊和當代人文關懷的上海地鐵車站藝術。

通過“五位一體”的裝修與綜合支吊架結合，大幅降低材料損耗，其中型鋼材料用量減少72.9%，人工使用減少65%，鋁型材用量較少56%，機械費減少58%。

1.4 工序銜接緊湊

地鐵建設周期往往有限，前期土建因為管線遷改、土方開挖等因素往往會占用比較多的時間，但定下來的開通節(jié)點往往是不會隨意更改的，最后留給裝飾安裝單位的時間會很少。

面臨著工期緊、任務重的問題，項目部對管線進行BIM 優(yōu)化，同時要求各系統(tǒng)單位進行提資，這樣在管線優(yōu)化的時候就可以將所有的管線同時進行優(yōu)化，標段以6m為一個模數(shù)單元，安裝5 節(jié)風管、2 根橋架、1 根水管、3 塊鋁板為一個模塊，通過模塊的整體吊裝使得各工序銜接有序，加快了施工進度。

2 模數(shù)化施工工藝流程（如圖1 所示）

圖1 模數(shù)化施工工藝流程圖

3 模數(shù)化施工操作要點

3.1 現(xiàn)場測量

根據(jù)設計圖紙與現(xiàn)場勘查測量，放出車站的1m 線，以此作為后續(xù)施工的標高。并找出車站頂面樓板漏水點并與土建單位進行對接，再根據(jù)其堵漏節(jié)點的安排，合理安排施工進度，以防后期大面積施工完成后頂面出現(xiàn)漏水現(xiàn)象而返工。

3.2 管線優(yōu)化

將現(xiàn)場所有管線通過BIM 三維建模技術直觀地展示出來，將不同系統(tǒng)管線設置成不同的顏色，凸顯出不同系統(tǒng)管線的走向，分析交匯處的線路走法，優(yōu)化排布空間，使整個車站的管線布局達到最優(yōu)，最大程度提高了車站的空間利用率。

3.3 支吊架安裝

根據(jù)設計圖紙與現(xiàn)場實際情況，將各類型號鋼材進行排列組合，統(tǒng)一下料尺寸和數(shù)量，加快了施工進度和提高了安裝水平與垂直度。（表1）

表1 鋼材排列組合圖

3.4 管線施工

管線的施工按照先主管后支管的原則進行順序敷設，管線敷設時按照風上、電中、水下的布線原則，所有管線距屏蔽門保持一定距離及高度，避免與屏蔽門沖突。管線與通風、上下水管等之間的最小距離：穿管配線平行為100mm，交叉為50mm，絕緣導線明配平行為200mm，交叉為100mm。立桿綜合支吊架搭設完畢后使用彈簧螺母鍍鋅L 型連接件將橫擔固定到立桿上。如圖2所示。

圖2 橫擔與支吊架連接圖

3.5 模數(shù)化裝修龍骨與裝修面整合

①將需要的裝修龍骨的式樣及尺寸確定下來后，現(xiàn)場使用槽鋼焊接一個簡易加工桌子，依據(jù)確定需要制作的裝修龍骨的尺寸順著激光水準儀打在防火板的線上，將L 型固定片一左一右使用燕尾釘固定到防火板上，保證所需制作的裝修龍骨的制作完成后兩邊緊靠著L 型固定片。如圖3 所示。

圖3 整合效果圖

②吊頂龍骨的安裝只需要將角鐵測量好長度比對著放到L 型固定片上，直接對其進行焊接刷防腐即可，操作簡單、便捷，且極大地保證了吊頂龍骨的精度。

③在支吊架上方管道、管線安裝完成后，與設計單位確定好車站整體標高后統(tǒng)一制作與綜合支吊架連接的吊頂支吊架，吊頂支吊架使用30*30*3 的角鐵在確定好尺寸后進行統(tǒng)一加工制作，使用燕尾釘進行吊頂龍骨與綜合支吊架的連接。如圖4 所示。

圖4 支吊架與裝修龍骨連接圖

④在安裝完第一節(jié)裝修龍骨后，使用吸鐵石將激光水平儀倒掛在綜合支吊架上，以此來保證后續(xù)安裝的裝修龍骨均在同一條水平線上。

⑤為了保證吊頂直角的整體穩(wěn)固及吊頂鋁板的掛設，在吊頂支吊架側面使用大力鉗對6m 長的角鐵與已經安裝好的吊頂支架進行固定，固定完成后使用燕尾釘對側向角鐵與裝修支吊架進行永久固定。

⑥安裝吊頂鋁板時首先將鋁板距離地面的距離計算好使用廢棄的墊木制作簡易的支撐結構在墊木頂部三公分處使用加長螺絲固定一個長度10cm 的小型墊木下方將墊木垂直插入制作的方形墩內保證其垂直穩(wěn)固，接著將鋁板貼到裝修龍骨處，減少了人工的使用，用自制的簡易支撐后使用大力鉗將吊頂鋁板與角鐵進行暫時固定，根據(jù)設計圖紙使用燕尾釘對其進行永久固定。

⑦吊頂鋁板安裝后所能觀察到的視角只能顯示出綜合支吊架，裝修龍骨全部在視野盲區(qū)內，整個車站的視覺效果簡單、清爽、舒適，為市民乘車帶來了良好的體驗。如圖5 所示。

圖5 裝修效果圖

4 效果評價分析

4.1 質量管理分析

模數(shù)化施工使質量控制更容易實現(xiàn)，每道工序都可以切實把控好精度。針對目前施工作業(yè)人員隊伍發(fā)展水平不熟悉模數(shù)化施工、對施工順序不清楚等問題，項目部管理人員深入施工現(xiàn)場，加強現(xiàn)場施工指導。配備質量員，對每一道工序以及節(jié)點進行專業(yè)檢測，通過嚴謹科學的質量控制措施，質量合格率100%。

4.2 安全管理分析

模數(shù)化施工本就大幅降低了工人高空作業(yè)的時間與頻次，在過程中通過施工升降機等機械化設備的配備、設備進場的驗收、項目管理人員的定期巡查、管理制度的建立等方面實現(xiàn)現(xiàn)場的安全可控。

4.3 工期管理分析

因工期高度緊張，施工現(xiàn)場存在大量交叉作業(yè)，通過深化設計、模數(shù)化施工，大大減少了交叉作業(yè)面，有效保障了工期管理目標的實現(xiàn)。本工程工期控制效果明顯。

4.4 社會效益分析

模數(shù)化裝修龍骨與綜合支吊架結合施工相對于傳統(tǒng)的型鋼龍骨支吊架施工更加便捷，提高了乘客視覺美觀舒適感，為模塊化裝修吊頂與綜合支吊架結合施工提供了可行性施工案例，在全線樹立樣板段，得到了業(yè)主、設備管理單位、監(jiān)理的一致好評。

4.5 經濟效益分析

減少前期材料約20%，提高施工效率30%以上，大大節(jié)省了施工成本和管理成本，節(jié)約龍骨27 噸，節(jié)約鍍鋅鋼材材料費18.9 萬元，通過五位一體的裝修與綜合支吊架結合，節(jié)約人工成本約22.9 萬元，機械費節(jié)約6 萬元，鋁板型材節(jié)約26.8 萬元，累計節(jié)約成本約74.6 萬余元。

5 結論

采用模數(shù)化施工能有效的解決地鐵安裝過程中施工周期短、各專業(yè)交叉施工多的矛盾，通過模數(shù)化施工的籌劃、實施，可以有效避免施工過程中遇到的種種難題，節(jié)約，是地鐵安裝工程建設發(fā)展的一個方向。通過模數(shù)化的實施，不但可以降低工程造價，而且可以推動標準化項目的建設工作。模數(shù)化施工具有通用性，通過模數(shù)化的實施可以研究制定相關的技術標準、相關配套設備、施工工藝等，將模數(shù)化施工逐步推廣應用。