基于BIM技術的供水管網改造工程應用分析

戚征權+姚向新

摘 要：當前，不少地區(qū)的供水管網改造工程項目中選取了以信息數(shù)據為依托的BIM技術，對工程改造項目中的供水管網系統(tǒng)進行三維建模、碰撞實驗等操作，然后把BIM分析結論同實際的設計施工狀況進行比較，最終提出更高效、科學的管網改造優(yōu)化規(guī)劃方案。BIM技術能夠采取有效措施準確掌握管網改造過程中的地下管線信息、實現(xiàn)及時的變更設計等，本文可以為上海市金山區(qū)供水管網改造工程設計提供有力支持。

關鍵詞：BIM技術；供水管網；管網改造；應用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.121

金山區(qū)自2006年陸續(xù)對各鎮(zhèn)的陳舊供水管網進行改造，但由于供水管網工程項目具有工期較短、綜合性強、設計難度大等特點，會對施工進度和質量造成嚴重影響，施工過程中經常挖斷管線，在這種情況下，選用BIM技術能夠實現(xiàn)細節(jié)的動態(tài)溝通，可以進一步解決深層次的管線協(xié)調難題，有很重要的意義。這一技術手段能夠集成整個工程項目中的關鍵數(shù)據，令不可見的地下工程變?yōu)榭梢暬S立體模型，在其他地區(qū)已經獲得了迅速的普及。

1 BIM技術的運用現(xiàn)狀剖析

BIM思想的產生可以追溯到上世紀70年代，其作為嶄新的技術理念之一被推出，不久之后，美國總務管理局還推出了系列BIM指南，并且在全國范圍內提倡三維信息平臺的運用，目的是加強不同專業(yè)及領域間的協(xié)作?，F(xiàn)如今，中國的一些建筑設計部門也逐漸展開了對BIM技術的研究應用，成立了眾多BIM小組。然而，BIM技術的應用在我國依舊處在初級探究階段，亟待推廣和完善。但即便如此，這一技術手段在我國部分工程項目中也已經獲得了運用，我們通過以下實例能夠看出BIM技術的運用現(xiàn)狀：

案例一：長江西路管線改造工程。在對該區(qū)塊管線改造的過程中，必須把現(xiàn)有的管線進行移動，同時借助BIM技術把現(xiàn)狀地下管線以及有關的建筑、道路等進行三維建模，并采取施工環(huán)節(jié)仿真模擬、施工結論舉證等?？紤]到該工程項目的主要目的在于疏通道路、進行道路翻交，所以管線部分的BIM模型的效用僅僅是弄清地下管線的基本走向。

案例二：天津塘沽新城供水管線工程項目。塘沽南部新城位于濱海新區(qū)以西。這一工程項目借助BIM技術建立起了管線綜合模型，并且依靠軟件的碰撞檢驗功能，對管線的縱橫關系進行了調整，有效化解了碰撞問題，然而并未能將碰撞的原因、種類等細化分類，難以為有關工程項目提供借鑒。

2 BIM技術在供水管網改造工程中的具體運用研究

2.1 工程概述

本文以南充市供水管網改造工程為例進行了詳細研究，具體的工程情況如下：南充市供水管網是近幾十年來先后進行鋪設的，未制定科學的計劃，長期規(guī)劃不足，并且在之前的多次改造過程中僅啟用了應急措施，導致了管網改建的不規(guī)范性，最終嚴重影響了城市供水的安全性與可靠性。不久之后，南充市水廠擴建投產后逐漸擴大了供水范疇，在此前提下城市供水管網需要借助BIM等先進技術進行較大調整才可以滿足新的供水需求。按照南充市供水管網統(tǒng)計數(shù)據，其漏水損失率過高，約20%，再加上城區(qū)管網不配套，使得管網布局紊亂，同時在很大程度上限制了水廠供水能力的發(fā)揮，所以保證充足的供水量成為了該城市實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。此外，伴隨著城市工業(yè)用水量、城市人口基數(shù)的迅速增加，使需水量持續(xù)上升；舊城區(qū)供水管網布局十分不科學，管徑較小，再加上管網老化和管段結垢等現(xiàn)象較為嚴重，管網的暗漏問題越來越凸顯出來。除此之外，在新城區(qū)管網的敷設面積遠遠低于遠期城市的發(fā)展范圍，與新興城市自來水供應量不配套，因此，供水的安全性能不佳。在上述情況下，應當盡快對新老城區(qū)的配水管網實施擴建及改造工程，加強對BIM技術等供水管網改造工程當中的應用。為此，我們應當在符合基本用水需求的基礎上，確準該城區(qū)水廠向周邊各城區(qū)的水量和改造之后整個管網系統(tǒng)運作成本最少的經濟管徑，對此，相關人員應當依靠BIM技術等構建起可視化的三維模型，然后通過專業(yè)性的技術手段等進行各項數(shù)據的優(yōu)化計算。

2.2 結論剖析

我們按照碰撞出現(xiàn)的影響因素和重要性，可以把問題分為原則性、技術性和細節(jié)性三大類。當中，最基本、最主要的為原則性問題，它的成因為管線標高缺失或不正確而造成的某一特定區(qū)間內管線成片碰撞，需要對部分管線作出重新調整。此類碰撞現(xiàn)象具有復雜性、隱蔽性特點，不容易被調整。其次，技術性問題通常是因為設計和實際操作的矛盾導致的，實際操作過程中可能難以滿足設計圖中的要求，像檢查井預留配置空間較小的問題。對此，我們應整改之前的設計，增大預留空間。此外，還有因二維圖紙表達模糊而引起的細節(jié)性問題。二維圖紙中通常沒辦法形象反映出管線的管徑，眾多管線距離過近容易引發(fā)碰撞。要想有效解決這一問題，就應當增加局部詳圖，給出避讓規(guī)則或解決方案。

3 結束語

綜上，近來供水管網改造工程中出現(xiàn)了諸多問題，例如新舊交互、管線現(xiàn)狀混亂等，給項目施工帶來了難度。盡管BIM技術的運用可以檢查出管網系統(tǒng)中的相關問題，然而后期分析能力不足，檢測結果仍需借助人工比對完成。因此，在今后的工作過程中，相關人員需要增強BIM軟件同另外一些軟件的兼容性，令此項技術可以展現(xiàn)出更大的效用，也能為該技術在將來金山區(qū)的供水管網改造工程項目的應用提供理論支持。

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