本发明涉及管道安装技术领域，特别涉及一种基于BIM的装配式管道的生产及安装工艺。
背景技术：
随着信息化技术的发展，BIM模型在工程中得到了越来越多的应用，BIM模型能够向决策者展示工程的进展与运营的立体实物图形，能够帮助决策者快速准确地制定决策方案；而在施工工作中，为了减少结构预留孔洞、提高管道安装的质量，管道连接、吊架安装等全部采用预埋件连接、安装的施工工艺，管道安装实现了标准化的装配作业，节约了材料、大大的提高了工作效率。
然而在大型的建筑项目中，由于管道工程本身具有管径多、材质复杂、壁厚系列不等、焊接工作量大的特点，且传统的工程设计方式下管线的布置也不够准确，从而导致现有的装配式管道具有预制化程度不够高、安装效率低下、返工率高的缺点。
技术实现要素：
本发明的技术目的是提供一种基于BIM的装配式管道的生产及安装工艺，其能够实现对装配式管道的精准安装，减轻设计施工人员的工作量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于BIM的装配式管道的生产及安装工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、前期准备：对待安装装配式管道的结构的各类数据进行测量，为装配式管道的BIM模型的建立提供原始数据；
S2、模型制作：根据测得的数据及已有的图纸等设计资料，进行装配式管道的三维模型制作；
S3、管道支吊架设计：根据装配式管道安装的情况及建筑物的抗震级别确定装配式管道的管道支吊架的布置及结构形式，确定若干个不同的方案进行比选；
S4、模拟运行：采用施工模拟软件对多个不同的比选方案进行模拟施工；
S5、管道生产：对确定好的施工方案进行预制构件的生产，并在生产过程中，将预制好的装配式管道的信息写入RFID芯片中，并将RFID芯片置入装配式管道中；
S6、支吊架安装：采用先地下后地上，先大后小，先高压后低压的安装顺序进行装配式管道的支吊架的安装；
S7、管道安装：安装人员采用RFID手持式数据采集器对待安装的装配式管道进行识别和定位，进行装配式管道的精准安装；
S8、管道检测维护：对完工后的装配式管道进行使用前的检测。
通过采用上述技术方案，前期准备阶段可对待安装的装配式管道的结构的各项数据、待安装的建筑结构的情况等信息进行前期的测量，为后期的BIM模型的制作提供原始的数据；模型制作采用常规的BIM模型制作软件进行，提供整个装配式管道的安装情况的模型；管道支吊架设计中根据装配式管道安装的情况及建筑物的抗震级别来确定装配式管道的布置情况及结构形式，制定多个方案后进行比选，从而优选出最佳方案进行装配式管道的管道支吊架的布置；对已完成的BIM模型进行模拟运行，将各模型进行叠加处理，成为综合管线模型并进行碰撞，记录好碰撞信息并进行分析，得出碰撞结果，根据碰撞结果对三维模型进行调整，以获得最优施工技术方案；进行管道生产时，根据确定好的方案进行各预制构件的生产，并且在生产的过程中，将预制好的装配式管道的信息写入RFID的芯片中，再将芯片置入装配式管道中，从而可对各构件进行全生命周期的监控，保证装配式管道材料安装的准确性，也可实现对材料的质量有完整的把控；对支吊架进行安装时，遵循先地下后地上，先大后小，先高压后低压的安装顺序，能够有效的把控安装支吊架的顺序性并减少彼此之间的影响；进行管道安装时，安装人员采用RFID手持式数据采集器对待安装的装配式管道进行识别和定位，对置入每个装配式管道构件中的RFID芯片进行识别，确认其信息，因而可准确的对其进行安装；管道安装完成后，对管道进行检测，一方面，对其安装情况，高度、位置等信息进行比对，保证安装的准确完成，另一方面，也对安装的质量进行检测，保证管道安装后能够有效的进行使用，没有破损等情况的发生。
进一步地，所述S1中采用三维激光扫描仪对施工现场进行全局扫描，以获取施工现场的全部位置信息。
通过采用上述技术方案，在S1中采用三维激光扫描仪对施工现场进行扫描测量，三维激光扫描仪能突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势，三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型，因而采用三维激光扫描仪取代传统的测量方式能大大的提升测量的效率，也能减少测量过程中的人为的失误发生，采用三维激光扫描仪获得的三维点云数据也可大大减轻了传统测量方式测得数据后对其进行录入的工作强度，大大的提高了BIM模型建立的速度。
进一步地，所述S2中的模型制作采用三维制作软件进行，采用软件对原始数据文件进行拼接处理，生出完整的点云模型。
通过采用上述技术方案，S2中采用三维制作软件对S1中三维激光扫描仪收集的数据进行拼接处理，生出完整的点云模型，经软件对数据进行解析和拼接，并采用软件对建筑构件进行自动识别并进行修正，完成BIM的模型的制作。
进一步地，所述S4中的模拟运行还包括碰撞检测，对建立的BIM的管线模型全部加载后进行碰撞，从而根据碰撞结果对已有的管线模型进行更改。
通过采用上述技术方案，在S4中的模拟运行包括碰撞检测，将建立的装配式管道的模型进行叠加处理，形成综合管线模型，之后，对综合管线模型进行碰撞，如果发生碰撞，则需要进行调整，在发生碰撞处进行调整后再次进行调试运行，直至不发生碰撞，以此确定最终的装配式管道的方案，保证BIM模型的有效性，从而可大大减少施工过程中错误的发生。
进一步地，所述S5中的管道的信息包括管道所属管段编号、所属管段的长度、待安装的位置的具体信息。
通过采用上述技术方案，S5中的管道的信息包括管道所属的管段的编号、所属管段的长度、待安装的位置等具体信息，因此，可根据现场施工的实时的需求进行预制后的装配式管道的运输工作，通过置于装配式管道中的信息对预制的装配式管道的构件进行快速准确的定位安装，在安装完成后，通过通过对置于装配式管道中的RFID芯片内的信息进行识别也可对装配式管道的信息有所了解，在某一部分的零部件结构出现问题时，可根据芯片提供的信息快速的对该部分结构的信息有所了解，从而快速的进行响应更换，加速了维修更换的周期，大大的提高了装配式管道的使用寿命。
进一步地，S8中，所述管道检测维护的具体方法为：
S81、无损探伤：采用金属超声波探伤仪对装配式管道进行探伤；
S82、试压试验：采用气压试验，气压试验采用氮气试压，试验的压力为设计工作压力的1.5~2倍；
S83、防锈漆喷涂：在管道外喷涂一层防锈漆。
通过采用上述技术方案，对安装完成后的装配式管道进行检测维护时，首先进行无损探伤的测试，采用金属超声波探伤仪进行装配式管道的无损探伤测试，其能够透入金属材料的深处，并且由一个截面进入另一个截面时，在界面边缘发生反射，因此，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部时，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在超声波探伤仪的荧光屏上形成脉冲波形，从而可有效的判断缺陷的位置及大小；对已安装的装配式管道进行试压试验，采用气压进行试验，气压试验采用氮气进行，对完工的装配式管道中充入1.5~2倍的设计工作压力，并持续一段时间，对装配式管道的密闭性及内部的承压能力进行检测；最后，在完工的装配式管道的外表面喷涂一层防锈漆，从而对完工后的装配式管道进行进一步的装饰和保护，提高美观性的同时也可提高其耐久性和耐腐蚀性，提高装配式管道的使用寿命。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、采用三维激光扫描仪对建筑结构进行测量并获取点云数据，大大的提高了测量的效率，提高建立BIM模型的速度；
2、对待建的装配式管道进行BIM模型的制作并进行模拟运行，并在运行时进行碰撞检测，避免安装完工后需再次进行返工；
3、对每个预制的装配式管道的构件进行编号并置入RFID芯片，通过芯片对每个预制的构件的信息进行记录，保证安装的准确性及快捷性。
具体实施方式
实施例：
一种基于BIM的装配式管道的生产及安装工艺，包括以下步骤：
S1、前期准备：首先对建筑结构的高度、长度及待安装的装配式管道的高度、长度等各类数据进行测量，即采用三维激光扫描仪对建筑结构及待安装的装配式管道的高度、长度等数据进行全局扫描，获得待安装现场的全部位置信息，为装配式管道的BIM模型的建立提供原始的数据；
S2、模型制作：根据测得的数据及已有的设计资料，进行装配式管道的三维模型制作。模型制作采用常规的BIM模型制作软件进行，本实施例中，采用Revit软件对三维激光扫描仪收集的点云数据进行分析并生成完整的点云模型，从而为后期的碰撞试验及模拟运行分析提供实行的模型基础。
S3、管道支吊架设计：管道支吊架对管道进行支承承托，因此，管道支吊架的设置是装配式管道安装的重要环节，在安装管道支吊架前，首先根据待安装的装配式管道的数量及安装装配式管道的建筑物的抗震级别来确定装配式管道的管道支吊架的布置及结构形式，具体可参见《管道支吊架技术规范GBT 17116.1-1997》，然后根据装配现场的需求确定管道支吊架的具体安设的形式，确定若干个不同的方案进行比选；
S4、模拟运行：采用施工模拟软件对多个不同的比选方案进行模拟施工，本实施例中采用Navisworks对Revit中创建的建筑模型进行建筑实施、性能预测、设计决策等工作，从而合理安排人工、材料、机械情况，可以通过现有的三维设计数据透彻的了解并且预测项目的性能，对施工全过程进行模拟，从而有效的获知各阶段中人工的数量，合理的分配各工作阶段的施工工作人员的数量，避免窝工的现象，同时也可对各施工阶段的设备进场及材料运输进行准确的预测，保证施工各阶段的有效运行；在模拟运行时，倒出构建的三维模型中的各个专业模型，对各个专业模型进行叠加并进行碰撞，根据碰撞结果对构件的模型进行调整，直至碰撞试验后叠加的装配式管道的模型能够有效的运行而不发生碰撞；
S5、管道生产：对确定好的施工方案进行预制构件的生产，并在生产过程中，对BIM中建立的单元模型进行专属的编码，将对应的编码信息与专属的预制构件的信息一一匹配，从而做到每个预制的装配式管道的构件都拥有自己的专属编号，将预制好的装配式管道的信息写入RFID芯片中，并且在RFID芯片中记录好预制管道构件所属的管段的编号、所属的管段的长度、待安装的位置、预制构件的配筋及具体参数等信息，并将RFID芯片置入装配式管道中，保证每个预制构件都拥有自身的身份信息；
S6、支吊架安装：
S61、首先完成支吊架的BIM深化设计后，将装配式管道的管线深化最终版的设计图提交给预制厂家，并提出装配式管道安装过程中的相关要求，之后，厂家根据设计图纸及施工需求进行支吊架的涉及排布、受力计算、产品选型等工作；
S62、预制厂制作完成后，BIM工程师在软件中对支吊架系统进行尺寸标注，并将标注后的三维图导出二位图纸交付现场的施工技术人员，从而有效指导施工现场的支吊架的安装工作;
S63、采用先地下后地上，先大后小，先高压后低压的安装顺序进行装配式管道的支吊架的安装，完成支吊架的安装后，对安装后的支吊架进行检查，并与三维模型中的支吊架的结构进行对比分析，判断施工的准确性及施工的质量，对有部分有问题的支吊架及时进行修正；
S7、管道安装：安装管道时，首先工程师对所有的管道的施工图纸标注后进行打印，并分发至施工技术负责人，施工顺序严格按照施工前根据模拟软件编排的施工顺序进行，合理的安排各施工阶段的设备及材料的进场，每项施工任务都细分至各负责人及准确的施工时间，根据安排好的施工顺序及施工强度进行设备及施工人员的进场，并在每次的施工工作前将待安装的装配式管道的构件运输至指定的位置；进行安装时，安装人员采用RFID手持式数据采集器对待安装的装配式管道进行识别和定位，并与施工图纸比对，保证安装的装配式管道的位置的准确性，保证装配式管道的精准安装，并且在安装后将安装的时间、人员等信息录入至每个构件上的RFID芯片中，从而确保对每个构件的全生命周期的信息进行监控，即使后期预制的构件出现质量问题，也可追查至各负责人及制造安装单位，有效的完善了责任追查机制并可保证构件破损后有足够的信息进行复制和替换；
S8、管道检测维护：对完工后的装配式管道进行使用前的检测，包括无损探伤，无损探伤采用金属超声波探伤仪进行装配式管道的无损探伤测试，其能够透入金属材料的深处，并且由一个截面进入另一个截面时，在界面边缘发生反射，因此，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部时，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在超声波探伤仪的荧光屏上形成脉冲波形，从而可有效的判断缺陷的位置及大小，因此，经过无损探伤后，可对装配式管道的完整度进行了解，对破损处即使的进行修补；对已安装的装配式管道进行试压试验，采用气压进行试验，气压试验采用氮气进行，对完工的装配式管道中充入2倍的设计工作压力，并持续一段时间，对装配式管道的密闭性及内部的承压能力进行检测，保证安装后的装配式管道具有足够的承压能力；最后，在完工的装配式管道的外表面喷涂一层防锈漆，从而对完工后的装配式管道进行进一步的装饰和保护，提高美观性的同时也可提高其耐久性和耐腐蚀性，提高装配式管道的使用寿命。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。