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摘要：模块化建筑设计在工程中前景广阔，比如一些预制框架、钢结构等，在国外应用广泛，在国内也不乏推广。同时机电安装行业也发展迅速，对于母线、风管等都已初步实现工厂化的预制，而对于管道安装进展缓慢。针对目前动力站的焊接主流方式，BIM理念和测量及自动焊接技术的发展，使得管道工厂化预制成为可能，满足绿色施工的需求，降低人工成本，提高效率，缩短工期则是大型动力站中管道工厂化预制的最大亮点。
关键字：管道，工厂化预制，BIM，焊接
一、引言
大型动力站对于管道的传统连接方式焊接，常常需要等一些关键设备到场并定位完成后才进行真正意义上的配管，当然这之前也有一部分预制，但主要是一些阀组，因而预制程度不高。
引入BIM技术后，提前搭建模型，对包括现场条件、关键设备尺寸、多专业空间规划上管理和预控，使得大型管道工厂化预制发挥它的优势，据国外专业部门分析，预制加工可以减少60%的现场操作工人，减少90%的危险工作点，完成工厂化加工70%，通过预制加工既可以减少劳动力成本，又能提高现场安装的工作效率[1]。
二、预控及出图重难点
在管道工厂化预制的主要任务是给出预制加工图，抛开BIM技术本身，重点就是配合BIM技术人员给出各项条件：建筑及结构图纸、机电管线图纸深化确认、各设备尺寸及接口位置详图各管道及管道连接件、管道支架的规格及连接形式等。
建筑及结构模型的搭建是基础，不能有半点差错，同时在土建完成后及时完成测量和调整。
机电管线图纸深化是考验施工单位技术能力和生存之根本，熟悉系统，对管线规格、走向的优化，遵循管线避让原则，如小管让大管、有压让无压、气让水等，同时考虑成本因素，给出最优方案，完成对空间规划的整体布置，该过程会是一个面临不断调整的动态过程，也是管道工厂化预制的风险控制点。
各设备尺寸及接口位置详图的提供是管道工厂化预制及项目工期的制约因素，一些设备往往会因交期长，变数多，初版只是简图或给不出详细图纸，实际到货可能有偏差，需提前做好厂验和跟踪。而对于大型设备的土建基础，校核土建基础尺寸也是管道工厂化预制的重点，需考虑进出口支架形式及空间。
各管道及管道连接件、管道支架的规格，连接形式是需要注意的细节最多的地方。管道有缝无缝、弯头曲率半径、三通成品还是开口、大小头同心偏心，另外对阀门、软接头、过滤器等的尺寸和法兰的厚度、压力等级的匹配需要提前确认和预控，对涉及到执行机构的气动电动阀要预留出合适的空间。对于管道的支吊架是否需要管托和预留保温距离等。
对包括但不限于以上步骤的层层把控，才能形成准确的符合现场需要的加工图，大型动力站因其体量大，细节往往决定成败。
根据以上信息，依靠BIM搭建相关模型，完成工厂化预制出图。施工图BIM出图完成，需提供带编号的轴测图，对应EXCEL明细表。轴测图上根据系统等对管段管件、阀门、焊缝等进行统一编号。
三、工厂化预制
1、工厂的准备
工厂化预制首要条件是工厂，工厂的布置主要为以下几点内容：工厂的选择、行车的准备、搬运工具的选择。
工厂的选择，主要是确认工厂的地址、平面布置。厂址的确认主要取决于工厂化预制的定位，是为一个项目服务还是以一个公司，以某个区域为辐射的整体性的服务。另外需要考慮交通便利，运输距离等各方面因素。平面布置需充分考虑下料、堆放等的空间和运输通道的大小，留足余量。
行车与搬运工具的选择也和项目有关，可参照项目自动焊接最大预制尺寸，结合BIM出图预制段确认工具数量及起重量、起升高度等；
2、工厂化预制流程：
备料→下料、坡口→组队、定位焊接→手工焊打底、自动焊盖面→质量检验、贴标签→转成品库
焊接工艺的选择与项目要求有关，对于碳钢管来说有氩电联焊和二保焊等，需结合实际综合比选。以下是两种焊接形式的简易比较：
3、 工厂化预制的进度安排：
梳理工厂化预制工作量，结合项目总体进度和一些关键设备到场及关键节点的时间，进行工厂化预制的进度安排，考虑自动焊效率和材料出入库，进行整体把控。把一些体量大的无风险项优先安排，对变数较大的预制段安排在后期实施，或者稍微留出长度余量。
4、实施过程的一些注意事项：
实施过程需要注重质量控制和安全。对下料需严格按照BIM出图执行，焊接参照焊接工艺卡，选用成品的标签化和堆放、转运的规范系统化是重点，成品标签可参照BIM出图时考虑，前沿一点可利用二维码进行标识，方便管理。成品的堆放考虑到安全和物流条件，结合现场安装进度合理安排生产。产品要抽样合格方可出库，堆放及运输过程要注意成品的保护。
四、项目现场实施
从工厂化预制到现场实施考验的是设备定位，材料的运转及装配的精度。对设备的定位及装配精度也是决定管道工厂化预制深度的重要因素。一般情况下，受制于定位及装配精度的影响，外加一些软接沉降等的误差的积累，现场还是会存在焊接死口的工作。当然也可以通过加增加法兰连接等方式实现，所以也是考验团队技术、管理能力和今后需要提升的地方。
五、总述
大型管道预制化加工，尤其是焊接，对一些现场条件差，受作业环境影响大（风、雨、雪等因素），还有作业面分散、交叉作业多、安全风险高、劳动效率低和焊接质量难以保证等问题提供了一定的解决方案，在对大型项目、集团公司统筹性的材料管理方面，能产生深远的意义[2]。但也因为初次投入高，运转及物流成本高，团队技术管理水平跟不上，风险管理不到位容易产生返工等原因受制。相信随着技术的发展和人员素质及管理水平的提高，逐步解决以上问题，使得大型管道工厂化预制成为趋势。
参考文献：
[1]赵民琪 邢磊.BIM技术在管道预制加工中的应用【B】.新技术研究与推广.2012（01）-0055-05.
[2]龙志文 建筑业应尽快推进建筑信息模型（BIM）技术（续完）【J】.建筑技术.2011（2）：02-107.
（作者单位：中国电子系统工程第二建设有限公司）
关键字：管道，工厂化预制，BIM，焊接
一、引言
大型动力站对于管道的传统连接方式焊接，常常需要等一些关键设备到场并定位完成后才进行真正意义上的配管，当然这之前也有一部分预制，但主要是一些阀组，因而预制程度不高。
引入BIM技术后，提前搭建模型，对包括现场条件、关键设备尺寸、多专业空间规划上管理和预控，使得大型管道工厂化预制发挥它的优势，据国外专业部门分析，预制加工可以减少60%的现场操作工人，减少90%的危险工作点，完成工厂化加工70%，通过预制加工既可以减少劳动力成本，又能提高现场安装的工作效率[1]。
二、预控及出图重难点
在管道工厂化预制的主要任务是给出预制加工图，抛开BIM技术本身，重点就是配合BIM技术人员给出各项条件：建筑及结构图纸、机电管线图纸深化确认、各设备尺寸及接口位置详图各管道及管道连接件、管道支架的规格及连接形式等。
建筑及结构模型的搭建是基础，不能有半点差错，同时在土建完成后及时完成测量和调整。
机电管线图纸深化是考验施工单位技术能力和生存之根本，熟悉系统，对管线规格、走向的优化，遵循管线避让原则，如小管让大管、有压让无压、气让水等，同时考虑成本因素，给出最优方案，完成对空间规划的整体布置，该过程会是一个面临不断调整的动态过程，也是管道工厂化预制的风险控制点。
各设备尺寸及接口位置详图的提供是管道工厂化预制及项目工期的制约因素，一些设备往往会因交期长，变数多，初版只是简图或给不出详细图纸，实际到货可能有偏差，需提前做好厂验和跟踪。而对于大型设备的土建基础，校核土建基础尺寸也是管道工厂化预制的重点，需考虑进出口支架形式及空间。
各管道及管道连接件、管道支架的规格，连接形式是需要注意的细节最多的地方。管道有缝无缝、弯头曲率半径、三通成品还是开口、大小头同心偏心，另外对阀门、软接头、过滤器等的尺寸和法兰的厚度、压力等级的匹配需要提前确认和预控，对涉及到执行机构的气动电动阀要预留出合适的空间。对于管道的支吊架是否需要管托和预留保温距离等。
对包括但不限于以上步骤的层层把控，才能形成准确的符合现场需要的加工图，大型动力站因其体量大，细节往往决定成败。
根据以上信息，依靠BIM搭建相关模型，完成工厂化预制出图。施工图BIM出图完成，需提供带编号的轴测图，对应EXCEL明细表。轴测图上根据系统等对管段管件、阀门、焊缝等进行统一编号。
三、工厂化预制
1、工厂的准备
工厂化预制首要条件是工厂，工厂的布置主要为以下几点内容：工厂的选择、行车的准备、搬运工具的选择。
工厂的选择，主要是确认工厂的地址、平面布置。厂址的确认主要取决于工厂化预制的定位，是为一个项目服务还是以一个公司，以某个区域为辐射的整体性的服务。另外需要考慮交通便利，运输距离等各方面因素。平面布置需充分考虑下料、堆放等的空间和运输通道的大小，留足余量。
行车与搬运工具的选择也和项目有关，可参照项目自动焊接最大预制尺寸，结合BIM出图预制段确认工具数量及起重量、起升高度等；
2、工厂化预制流程：
备料→下料、坡口→组队、定位焊接→手工焊打底、自动焊盖面→质量检验、贴标签→转成品库
焊接工艺的选择与项目要求有关，对于碳钢管来说有氩电联焊和二保焊等，需结合实际综合比选。以下是两种焊接形式的简易比较：
3、 工厂化预制的进度安排：
梳理工厂化预制工作量，结合项目总体进度和一些关键设备到场及关键节点的时间，进行工厂化预制的进度安排，考虑自动焊效率和材料出入库，进行整体把控。把一些体量大的无风险项优先安排，对变数较大的预制段安排在后期实施，或者稍微留出长度余量。
4、实施过程的一些注意事项：
实施过程需要注重质量控制和安全。对下料需严格按照BIM出图执行，焊接参照焊接工艺卡，选用成品的标签化和堆放、转运的规范系统化是重点，成品标签可参照BIM出图时考虑，前沿一点可利用二维码进行标识，方便管理。成品的堆放考虑到安全和物流条件，结合现场安装进度合理安排生产。产品要抽样合格方可出库，堆放及运输过程要注意成品的保护。
四、项目现场实施
从工厂化预制到现场实施考验的是设备定位，材料的运转及装配的精度。对设备的定位及装配精度也是决定管道工厂化预制深度的重要因素。一般情况下，受制于定位及装配精度的影响，外加一些软接沉降等的误差的积累，现场还是会存在焊接死口的工作。当然也可以通过加增加法兰连接等方式实现，所以也是考验团队技术、管理能力和今后需要提升的地方。
五、总述
大型管道预制化加工，尤其是焊接，对一些现场条件差，受作业环境影响大（风、雨、雪等因素），还有作业面分散、交叉作业多、安全风险高、劳动效率低和焊接质量难以保证等问题提供了一定的解决方案，在对大型项目、集团公司统筹性的材料管理方面，能产生深远的意义[2]。但也因为初次投入高，运转及物流成本高，团队技术管理水平跟不上，风险管理不到位容易产生返工等原因受制。相信随着技术的发展和人员素质及管理水平的提高，逐步解决以上问题，使得大型管道工厂化预制成为趋势。
参考文献：
[1]赵民琪 邢磊.BIM技术在管道预制加工中的应用【B】.新技术研究与推广.2012（01）-0055-05.
[2]龙志文 建筑业应尽快推进建筑信息模型（BIM）技术（续完）【J】.建筑技术.2011（2）：02-107.
（作者单位：中国电子系统工程第二建设有限公司）