城市轨道交通工程系统机电关键技术研究及应用

城市轨道交通工程系统机电关键技术研究及应用

王 ,丹

济南轨道交通集团第一运营有限公司 山东 济南 250000

摘要：地铁土建工程建设完毕后需要进行机电安装，在安装机电设备的过程中，需要对相关线路进行合理的安装调整，才能使设备保持正常的使用状态。在对综合管线工程进行施工管理时，首先需要采购部门根据实际的管线施工需求，准备相应的设备和材料，如管道和支架等；其次应按照需求对支架和部分管线进行预制安装加工，以便后续施工过程中有效提高安装效率；最后应严格按照设计图纸进行安装，根据标准的管线布置方式，按顺序进行管线安装，以确保管线安装正确，避免多次拆卸损坏管线。

关键词：城市轨道；机电

1 轨道交通机电综合管线工程分析

在轨道交通工程中，机电安装综合管线的类型主要分为三种。一是动力照明系统，在该部分工程中，主要的工作内容是将电源与控制箱进行连接，对电源线以上的相关管线进行施工安装，确保其能够正常运行。二是地下给排水综合管线系统，该系统主要负责区域为交通站点处，在施工过程中将给水和排水管道分隔开，避免互相产生影响，连接水管与城市供水网，将排水管道与城市的污水管进行连接。连接过程中使用顺水连接方式，避免发生倒流情况。此外，应设置专用消防用水管线，消防用水管线需要按照一类工程级别进行施工建设，确保在危险情况下仍能够正常使用。三是通风空调管线。该类型管线需要在墙体和楼板中设置预留管套，通过穿越管套完成整体的施工。施工时应在管线穿过管套后进行合理封堵，将管套口进行密封，同时进行防火处理。部分通风空调管线需要向地面延伸，为保障该类型的管道使用寿命，应在管线外部设置钢管套，保护内部管线不受影响。在对外部的管线进行施工管理时，应注意所有管线之间的协调性，避免互相影响，同时提高整体结构的美观性。

2 机电安装综合管线施工原则

2.1 独立性

轨道交通与其他交通方式存在一定差别，在施工和运行过程中具有较强的独立性。轨道交通需要在特定的轨道上行驶，对基础设施的要求较高。因此，在实际的施工过程中，需要合理地调整机电安装综合管线的功能和位置，按照标准的施工方式进行合理的施工建设，同时避免与其他轨道和交通线路混合，以免对正常的交通运行产生不良影响。管线施工过程中，应严格遵守独立性原则保持管线的独立性，避免对周围管线产生影响和破坏，从而使轨道交通工程的施工质量得到全面提升。

2.2 标准性

由于轨道交通的整体空间与外界开放性空间相比较小，因此在进行综合管道施工前应针对不同管道的位置进行合理的规划和调整，使其符合相关的施工标准，从而使有限的空间更加规范化，符合轨道工程建设标准要求。在施工时严格控制吊顶管线的最高位置高度和最低位置高度，从而避免管线对环境产生影响。

2.3 科学性

轨道交通中的机电设备种类较多，需要与不同位置进行连接，才能使车辆正常行驶。因此综合管线施工具有较强的复杂性，在实际施工过程中，需要按照标准的方式进行设计，并根据设计方案进行铺设，从而使复杂管线能够实现科学地安装和运行，保证整体运行效率达到最大化。在进行综合管线施工的过程中，需要严格遵守相应的标准规定。例如在对热介质管线进行安装施工时，应使其在冷介质管线的上方安装，金属类型的管线应与介质管线保持一定距离，避免产生影响，将容易产生故障隐患的管线安装在容易维修的位置，以便损坏后技术处理和维修管理。

3 综合管线施工技术分析

3.1 BIM技术应用

由于综合管线的排布较为复杂，在施工前和施工过程中需要利用BIM技术对其进行模拟，发现管线施工过程中不协调的环节，针对管线施工故障情况进行合理的调整，提高管线施工效率，降低机电设备管理和管线安装施工难度。在利用BIM技术进行模型构建的过程中，需要对实际的轨道工程施工区域进行检测，并对相关数据进行测量，结合综合管道的设计情况在软件上创建模型[2]。在建模过程中应注意以下几点：一是设置标高，使用Revit软件进行构建，利用标高模块，将测量的标高数据传输到模块中，实现标高的创建；二是轴网设置，在标高设置的基础上，在不同标高位置上设置平面图，完成轴网的设置。三是图元的绘制，在标高和轴网的基础上，构建网线的相关图案，形成循环组合后完成网线绘制。通过建模软件实现从3D到4D的模型构建，使整体模型效果得到提升。

在使用BIM技术进行模拟的过程中，使用几何数据计算的方式，对管线之间发生碰撞的情况进行模拟，从而提高对管线的控制效果。以矩形与矩形对象之间的碰撞情况进行检测计算分析。在3D模型中获取矩形管道作为计算对象。如图4所示，矩形有8个定点，分别用0～8表示，在发生碰撞时，会产生某条棱穿过另一矩形某一面中的情况，基于此进行分析。利用计算机对两个矩形的任意两条棱进行计算，制定方程，并赋予不同面相应的方程。利用程序进行计算和对比，求出面和棱之间的交点。在求交点时，若发现其中存在交点，并且在图形内部，则会发生碰撞，若不存在交点或交点在图形外部时，应重复计算，在确保无交点后，可确定二者不会发生碰撞。

在确定碰撞后，需要调整管线，利用BIM技术分析管线的性质和数据，根据整体情况调整管道的高度和长度。调整过程应按照规范进行。

式（1)～（2）中：L为管线调整的长度；H为管线调整的高度；D1为端口直径；D2为另一管道端口直径，其中D1>D2;D0为检修过程中为直径的预留空间。

根据碰撞算法，将模型转化为方程进行计算，得到相应的调整高度和长度，根据调整数据修改模型，重复进行计算，测试是否会发生碰撞，直到不产生碰撞。记录数据并调整施工管道，完成对管道线路的优化。

3.2 施工图纸深化技术

在机电安装综合管线施工前需要做好相应的准备工作。其中最重要的是将三维模型和设计图纸转化为施工图纸，以便为施工人员提供参考。在进行转化的过程中，需要核对施工图纸，确保图纸中管线的工程量等数据准确。在必要情况下对图纸进行深化，识别图纸中的设计局限性问题，简化施工难度。图纸深化时主要利用BIM技术以及碰撞计算，并通过设计师和施工人员进行共同商议调整。施工人员提供轨道交通的实际数据，对机电设备的管线安装情况进行模拟和分析，及时发现其中的不合理环节，对其进行处理和调整，确保整体工程施工不发生冲突和故障。

如在轨道交通站点处，机电设备的连接线路与暖通管道发生碰撞，经过测量发现碰撞的位置在距地面的3.2m处，在模型中对该碰撞位置进行识别，显示位置坐标为（9.57,10.62,3.2）。使用BIM技术对模型进行计算和调整，给出解决措施，将机电设备向下移动350mm，能够避免移动暖通管道，同时降低对其他系统的影响，实现对图纸的优化。

4 综合管线施工中的管理要点

为使机电安装综合管线施工能够顺利进行，同时，保持良好的工程质量，相关人员应做好施工管理，提高重视。综合管线施工过程对施工人员的专业水平要求较高，因此，管理人员应根据实际的施工情况和技术需求，对施工人员进行专业培训，确保整体工程的施工质量。

5 结语

综上所述，在轨道交通机电安装综合管线施工中，应加强对管线的深化处理，合理利用BIM技术，对管道的连接方式和架构路径进行分析，得到科学合理的路径，从而降低碰撞的影响，提高管线连接质量，进一步优化整体的管线连接效果。

参考文献

[1]张航，魏海斌.地铁机电安装综合管线施工管理与技术要点[J].工程建设与设计，2019（11):248-250.

[2]曹晓.地铁车站机电设备安装中综合管线的施工技术[J].装饰装修天地，2020（4):320.

[3]吴冰，邱运军，曾晓超，等.3BIM技术在城市轨道交通工程施工中的应用和研究[J].现代城市轨道交通，2021（S1):126-129.

[4]毛林章，刘洋，杨慧玲，等.BIM技术在管线装配式施工中的应用研究[J].科学技术创新，2021（27):136-138.

[5]刘玮.城市轨道交通机电安装装配式实践[J].建筑施工，2021,43（11):2360-2363.