质子医院复杂机电预留预埋施工技术

质子医院复杂机电预留预埋施工技术

程锦涛,郑松,吴振园,雷坚,郭善滨

中国建筑第二工程局有限公司华南分公司 广东深圳 518000

【摘要】随着质子放疗引进国内后，质子医院成为国内建设的重点项目之一。因质子治疗区内机电预留预埋量大，管线盘总错杂，且要求精度高，大大提高了质子医院的建设难度，为保证质子医院的顺利建设，采用了先进的BIM建模和三维扫描相结合的方法。

【关键词】预埋量大；精度高；BIM技术；三维扫描技术

质子医院已成为推动我国医疗事业发展的重要助力。而综合其建筑的特点质子区内机电管线的预留预埋因其预留预埋量大，管线盘总错杂，且要求精度高，成为其建筑建设中最难攻克的难点。

1 工程概况

深圳市质子肿瘤治疗中心项目总建筑面积为35062㎡，共有13层，分为地上10层，地下3层,总建筑高度为47 m。为了保证后期质子设备的正常运转，故在预留预埋阶段设置了大量的机电管线。同时质子区存在超厚钢板墙、预埋件和大体积混凝土，而质子区的机电预留预埋管道种类繁多，路径长且管口位置要求精度高。

2 工程重难点

2.1 质子区机电预留预埋特点

电气预埋管道始末端从地下三层至地下一层贯穿整个质子区，常规预埋管道无法满足要求，只能选用特殊柔性电气套管，来保证后期质子设备线路的敷设。暖通工艺冷却水管道预埋在混凝土因需隔离热度采用一次直埋高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋不锈钢保温管。给排水管道因需排辐射废水采用机制含铅的铸铁管道。

2.2 预埋管道与土建交叉作业

质子区混凝土采用分层浇筑，导致管线无法一次性预埋到位，需根据分层浇筑的层数来分批次施工管道。为保证管道可分批次施工在BIM建模期间就按照浇筑顺序来分拆分管道，且每次浇筑前管道需提前做临时标签，保证下次施工时管道可一一对应上。

3 施工工艺流程

3.1 预埋管道的选择

1）电气预埋管材料选择

质子区电气预埋管道选用kz管（改性聚丙烯），kz管采用特殊配方和加工工艺制造的新型塑料管道，且具有以下特点：

①具有优良的电气绝缘性。

②具有较高的热变形温度和低温冲击性能。

③抗拉、抗压性能比HDPE高。

④质轻、光滑、磨擦阻力小，可热熔焊对接。

2）暖通工艺冷却水预埋管道材料选择

质子区工艺冷却水预埋管道采用一次水系统直埋管道采用高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋不锈钢保温管及配套管件，采用标准《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114-2000。保温层厚度40mm。

3）给排水预埋管道材质的选择

质子区工艺冷却水预埋管道采用机制含铅的铸铁管道，法兰承插连接。

3.2 BIM的应用

质子区内因有大量的预埋管线及钢筋导致经常会出现钢筋与预埋管道碰撞的现象，如图1，但因其预埋管道的特殊性，导致管道的路由及定位均不能改变。为了避免钢筋与管道的碰撞，BIM在前期建模期间需把质子区内的每一条预埋管道及钢筋都建到模型上去，进行核模及碰撞试验，遇到碰撞的位置进行钢筋间距的调整，从而保证管道路由，定位的准确性，如图2。

图1 管道与钢筋合模产生碰撞调整前       图2 管道与钢筋合模产生碰撞调整后

3.3 三维激光扫描的应用

1）三维激光扫描现场的实际应用

三维激光扫描技术又称实景复制技术；利用高速激光扫描测量的方法，可大面积、高分辨率、快速地获取物体表面各个点的(x.y.z)坐标、反射率、(R.G.B)颜色等数据信息，为快速复建出1:1真彩色三维点云模型提供的一种全新技术手段。现场设置三维激光扫描拾取点，利用高速激光扫描现场实际管道模型，将扫描得出的现场实际模型与BIM建模的模型相重合来进行一个实际管道位置精度的把控。

2）三维激光扫描的目的

精预埋是质子设备启用的关键（最高误差要求毫米级）；除BIM深化模型外，项目采取三维激光扫描，采集实施后的管口、预埋件数据，通过采集到的点云模型与BIM模型叠合，分析现场实施偏差，现场根据分析报告，调整现场；不断复扫描，力求达到精度要求。如图3。

图3 三维激光扫描

3.4 现场实际预埋管道施工过程

根据现场基准点测量定位→安装管道支架及管道施工→土建竖向钢筋的绑扎→进行管道连接及管口固定→土建横向钢筋的绑扎→三维激光扫描管口与BIM模型管口定位进行重合对比→出具三维激光扫描结果后根据三维扫描报告进行管口位置调整→管口位置调整后进行三维激光扫描复扫（调整到允许误差值中）→混凝土浇筑前进行施工过程中临时管道标签粘贴及管口封堵→进行混凝土浇筑→混凝土浇筑完成后第一时间开始扫管，保证管道畅通→扫管完成后管口管帽及时恢复，直至下次施工后再次打开。

4 结语

随着质子治疗广泛的应用，国内对质子医院的需求量也是供不应求，但因质子医院其设备的特殊性使管道的选择和施工难度都远超其它项目，如何保证质子医院高质量，高效率，高精度的建设也成为质子医院建设施工的核心，借此施工前的前期策划及施工时工序的把控显得尤为的重要。采用BIM可视化模型指导现场施工和三维激光扫描技术复核管道路径及管口预埋精度也成为保证质子医院高质量，高效率，高精度的建设不可获缺的一个环节。

【参考文献】

[1]尹松.某医院质子重离子医疗设备冷却水温度压力控制的研究[J].电信快报，2021，（07）：42-46.