BIM在市政工程中的應(yīng)用與發(fā)展

楊玉梅

摘 要：這些年，城市化快馬加鞭的發(fā)展，市政工程建設(shè)也不斷改革，復(fù)雜，因此，對市政工程質(zhì)量的要求也明顯提高。市政工程項目建設(shè)周期長，專業(yè)涉及范圍廣，節(jié)點工程復(fù)雜。將建筑信息模型（BIM）技術(shù)引入到市政工程建設(shè)中，能有效提高工程管理效率，確保工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：BIM；市政工程；應(yīng)用；發(fā)展

引言

市政工程，作為服務(wù)于城市居民生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)使用的安全穩(wěn)定效果直接決定了地區(qū)的城市化建設(shè)水平。然而，工程所處市場環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性，增加了設(shè)計建設(shè)控制的難度。為此，市政工程設(shè)計控制人員，應(yīng)在明確BIM設(shè)計技術(shù)局限的情況下，對各類市政工程的建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化。如此，城市道路、橋梁以及供熱管道工程等，就能以科學(xué)與可持續(xù)狀態(tài)作用于人們的生產(chǎn)建設(shè)，進(jìn)而促進(jìn)各行各業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

1市政工程中BIM設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實意義

當(dāng)前階段，設(shè)計人員在對各項市政工程進(jìn)行設(shè)計過程中，大多采用立、平以及剖三視圖的方式，來實現(xiàn)工程項目結(jié)構(gòu)關(guān)系的表達(dá)。三維建模計算技術(shù)，僅用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計情況。經(jīng)分析，市政工程設(shè)計工作的開展目的為：在滿足工程建設(shè)安全可靠的情況下，以最小的成本獲取最大的效益。換句話說，就是將設(shè)計意圖完整地傳遞給施工建設(shè)單位，以使工程建設(shè)者能夠提高工程量計算與控制因素確定的精準(zhǔn)性。如，將用地信息全面地傳遞給工程規(guī)劃部門。此過程，市政工程設(shè)計人員為實現(xiàn)設(shè)計控制意圖與工程展示效果，除了運用歐特克軟件外，還將展示軟件運用了起來。然而，受市政工程建設(shè)的功能日趨復(fù)雜問題影響，設(shè)計階段出現(xiàn)了諸多不可控或是設(shè)計圖紙不完善等因素問題。這里的不可控因素是指，異型拱腳部件、長大異形斷面剖面、工程與所處環(huán)境關(guān)系以及數(shù)學(xué)表達(dá)與展示空間曲線等。上述因素，均會對市政工程的造價控制效果帶來不良影響，進(jìn)而增加施工控制的難度，嚴(yán)重的甚至?xí)档屯度脒\行使用的安全穩(wěn)定性。為此，工程建設(shè)者應(yīng)加大BIM設(shè)計技術(shù)的研究力度，以實現(xiàn)設(shè)計意圖精確表達(dá)與解決不可控問題的目標(biāo)。如此，市政工程就能更趨安全可靠地服務(wù)于所處的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境。

2市政工程技術(shù)難點

隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，城市范圍逐漸向周邊地區(qū)輻射，新建城市大型綜合體項目多處于地形地勢復(fù)雜的地區(qū)，給市政設(shè)計與施工帶來了很多困難與挑戰(zhàn)。

2.1道路設(shè)計與施工復(fù)雜

由于地形復(fù)雜，道路與道路兩側(cè)構(gòu)筑物的關(guān)系、道路的定位等設(shè)計施工問題尤為突出。

2.2市政管線設(shè)計與施工復(fù)雜

排水管道為無壓管道，管道坡度如不符合要求，會導(dǎo)致排水不暢，構(gòu)筑物排水管道與市政排水管道的連接出現(xiàn)問題。

2.3綜合管廊的設(shè)計與施工

隨著設(shè)計要求與施工工藝的發(fā)展，越來越多的大型市政工程采用地下綜合管廊技術(shù)。綜合管廊的定位埋深、綜合管廊內(nèi)管線的排布與檢修通道的預(yù)留等問題也隨之凸顯出來。

3BIM技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、可優(yōu)化、可出圖的特點，基本涵蓋了傳統(tǒng)的二維設(shè)計、三維虛擬技術(shù)的全部內(nèi)容。在市政工程尤其是復(fù)雜地形的市政工程中可以發(fā)揮巨大的作用。

3.1BIM技術(shù)在工程設(shè)計中的應(yīng)用

BIM技術(shù)是一種三維設(shè)計理念，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，信息產(chǎn)業(yè)日新月異，工程設(shè)計從平面設(shè)計發(fā)展到三維設(shè)計是設(shè)計發(fā)展的必然趨勢，BIM在西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)進(jìn)入了普及應(yīng)用階段，我國國內(nèi)的設(shè)計院也已認(rèn)識到BIM的重要性和優(yōu)勢，組織人員學(xué)習(xí)BIM技術(shù)，競相搶占市場先機(jī)。BIM的一個顯著的優(yōu)勢是其強(qiáng)大的分析模擬功能，通過參數(shù)化設(shè)計可以建立三維可視化空間模型，進(jìn)行方案調(diào)整論證。BIM模型中包含大量的信息（構(gòu)件尺寸、材料選用、工藝參數(shù)等），不同專業(yè)設(shè)計時可以共享BIM數(shù)據(jù)模型，避免了原來各專業(yè)獨立設(shè)計時發(fā)生的管線、結(jié)構(gòu)碰撞等現(xiàn)象，通過數(shù)據(jù)模型各專業(yè)可以提取設(shè)計條件圖。同時，BIM可以自動生成任意剖面的二維圖紙、統(tǒng)計生成材料表計算工程造價。通過繪圖接口程序，還可以將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入專業(yè)設(shè)計軟件，如結(jié)構(gòu)計算、能耗分析、日照分析等進(jìn)行專業(yè)的分析計算。

3.2BIM技術(shù)在市政管線設(shè)計施工中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計圖紙，形成涵蓋道路、市政管線、檢查井、單體構(gòu)筑物等完整的市政模型，直觀的展示市政管線之間、檢查井之間、市政管線與道路、單體構(gòu)筑物之間的關(guān)系，便于發(fā)現(xiàn)由無壓排水管道坡度、埋深帶來的排水不暢及市政管線與單體構(gòu)筑物連接不便的問題，及時調(diào)整修改，避免出現(xiàn)返工。依據(jù)最終的BIM模型可以導(dǎo)出相關(guān)的CAD圖紙，通過三維模型+二位圖紙全方位指導(dǎo)施工。

3.3在施工階段的應(yīng)用

（1）施工現(xiàn)場管理。BIM構(gòu)建出的三維信息模型更為直觀，方便工作人員更全面地了解施工現(xiàn)場平面情況。在此基礎(chǔ)上完成施工現(xiàn)場平面的策劃、布局及協(xié)調(diào)工作。同時，還能模擬多種施工方案，在施工前展示相關(guān)施工工藝，便于工作人員更好地理解新工藝、復(fù)雜的構(gòu)造結(jié)構(gòu)等。BIM的可視化特點能讓工作人員在開工前了解到施工過程中的各關(guān)鍵工作的現(xiàn)場施工情況以及潛在的安全隱患。（2）進(jìn)度管理。利用BIM技術(shù)的可視化特點，添加時間維度，便能輕易了解到工程項目的進(jìn)展情況。同時，還能把預(yù)習(xí)制定的施工計劃與實際施工進(jìn)度相比較，用于分析進(jìn)度情況，為后續(xù)的進(jìn)度管理提供指導(dǎo)意見，防止工期延誤。（3）質(zhì)量與安全管理。質(zhì)量安全管理屬于建筑工程管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。借助BIM技術(shù)構(gòu)建的三維信息模型，并綜合考慮施工過程中容易出現(xiàn)的安全質(zhì)量問題便能迅速地預(yù)知項目存在的問題。通過精準(zhǔn)定位跟蹤分析問題原因與相關(guān)圖片，制定處理措施。工作人員根據(jù)以往經(jīng)驗，分析上述信息就能對市政項目中的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行細(xì)化。隨后開展仿真實驗，論證施工組織方案的可行性，避免在施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量安全隱患。

3.4BIM技術(shù)在工程信息管理中的應(yīng)用

由于BIM建筑信息模型中有工程全部信息，包括圖形及數(shù)據(jù)信息，該模型信息庫可以作為工程信息管理庫，可以從中提取工程量信息、材料信息、圖形信息等，相對以往傳統(tǒng)手算提高了準(zhǔn)確度和工作效率。BIM三維模型與平面圖紙所表達(dá)的信息是不一樣的，BIM三維模型創(chuàng)建起了工程關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含工程各方面的屬性，相關(guān)管理人員可以方便的調(diào)用各自所需要的數(shù)據(jù)信息。通過BIM信息模型還可以對大量的各類信息進(jìn)行管理，同時能夠調(diào)整、更新、共享這些信息，從而對整個市政工程的各階段進(jìn)行有效的組織、管理、運行。

4BIM技術(shù)的發(fā)展與展望

隨著科技信息技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，BIM技術(shù)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了一致好評。應(yīng)用BIM技術(shù)在市政工程方案論證階段、設(shè)計階段、施工階段、運行管理及造價成本控制階段能夠提高工做效率和準(zhǔn)確性。BIM不僅僅是一個設(shè)計軟件和工具，是一種新的設(shè)計和思維的模式。BIM不僅是技術(shù)上的革新，更是管理上的革新，這是一個長期的循序漸進(jìn)的過程。目前BIM的理念已經(jīng)被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可和接受，在其優(yōu)勢上得到了更多的表現(xiàn)。BIM還將更多的推動行業(yè)生產(chǎn)水平的綜合提升，對生產(chǎn)關(guān)系產(chǎn)生深刻影響，促進(jìn)一些新的建設(shè)模式發(fā)展，催生一些基于BIM服務(wù)的新行業(yè)。

結(jié)語

BIM技術(shù)是提前虛擬的進(jìn)行市政工程的建設(shè)，同時又是真實客觀的體現(xiàn)市政工程的建設(shè)。依托BIM技術(shù)可以在施工前及時的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，協(xié)調(diào)設(shè)計、施工、管理工作，從而保證建設(shè)過程的順利進(jìn)行。

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（作者單位：淮安市金正市政工程有限公司）