BIM技術(shù)在地下市政管網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

崔琳琳

（承德石油高等?？茖W(xué)校， 河北 承德 067000）

1 地下市政管網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀

隨著城市化的進程加快，大大小小的市政工程拔地而起，這對市政工程建設(shè)能力提出了更高的要求。而地下市政管網(wǎng)是城市賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，日夜肩負著整座城市信息傳遞和能量運送等重要任務(wù)，是城市不可或缺的重要組成部分。市政管網(wǎng)系統(tǒng)中涉及到的地下管線種類繁多、分布錯綜，伴隨著地下市政工程建設(shè)規(guī)模的擴大，其管理和維護的難度也日益增大，管線長期安全有序的正常運行是城市可持續(xù)發(fā)展的重要保證。地下市政管網(wǎng)具有以下特點：

1.1 管線種類繁多

地下市政管網(wǎng)是個復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，常見的市政管線類型就包括給水、污水、雨水、供電、供熱、通信、燃氣等幾大類，超過20多種管線類型。每種管線在地下敷設(shè)的位置、敷設(shè)時施工要求等都各不相同，管理難度極大。除此以外，地下管網(wǎng)工程中還包含了大量的附屬基礎(chǔ)設(shè)施及各類市政設(shè)備，分別與各類管線相連輔助運行，地下空間分布復(fù)雜。

1.2 線路獨立規(guī)劃

地下市政管線涉及多個專業(yè)，設(shè)計人員往往要根據(jù)專業(yè)進行分工，這樣就容易造成不同專業(yè)設(shè)計人員的方案在整體上無法充分協(xié)調(diào)。而傳統(tǒng)的二維設(shè)計方式多借助平面圖、斷面圖及節(jié)點圖表達單一截面或者局部信息，尤其是空間排布上，不同類型管線在地下空間中容易出現(xiàn)碰撞和位置交疊而不能被及時發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致施工過程中的停工、返工，影響項目工期及質(zhì)量。

1.3 缺乏信息管理

大規(guī)模的市政管線產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，管線設(shè)計、建造及運營管理資料沒有專門部門進行統(tǒng)一采集和管理，不能對已有數(shù)據(jù)進行有效的共享及交換，各專業(yè)管線的改、擴建及維護行為等均靠對路面反復(fù)開挖實現(xiàn)，造成資源浪費的同時還容易在開挖過程中造成對非目標管線的損害。

2 BIM技術(shù)介紹

BIM（Building Information Model），即建筑信息模型。是指通過三維數(shù)字化手段對建筑工程各相關(guān)信息建立模型，從而使工程相關(guān)信息表達的更加詳盡。目前國內(nèi)建筑工程常用的BIM建模軟件有Revit、Achi-CAD等。BIM技術(shù)具有以下典型特點：

2.1 可視化

可視化即“所見即所得”，打破利用傳統(tǒng)二維 CAD平面圖紙指導(dǎo)設(shè)計、施工過程，以三維立體形式展示工程構(gòu)件或工程整體，包括各構(gòu)件屬性信息均與實際一致。通過BIM技術(shù)建立工程模型，讓各方人員可以直觀看到工程全壽命周期內(nèi)各個環(huán)節(jié)的建設(shè)過程及完成成果，為多方人員的有效溝通和科學(xué)決策提供一個交流共享平臺。

2.2 模擬性

BIM 技術(shù)的模擬性不僅僅是模擬出建筑的信息模型，還可實現(xiàn)建設(shè)工程全生命周期各階段的模擬操作。例如在設(shè)計階段，BIM可以對在設(shè)計上需要進行確認的一些參數(shù)進行虛擬實驗，例如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬等；在施工階段，可以針對現(xiàn)場施工條件進行場地優(yōu)化模擬，確定合理的場地布置方案來指導(dǎo)施工；在運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如消防人員疏散模擬等。

2.3 優(yōu)化性

建設(shè)工程設(shè)計過程是一個不斷優(yōu)化的過程，借助BIM軟件平臺提供的模型綜合數(shù)據(jù)信息，可以對復(fù)雜項目進行方案分析及優(yōu)化，得到更合理、更有效的優(yōu)化成果。由于市政工程管線設(shè)計的規(guī)模往往較大，通過BIM技術(shù)對總體設(shè)計方案、細節(jié)設(shè)計方案、特殊部位設(shè)計方案等進行綜合優(yōu)化有更大的實踐空間。

3 BIM技術(shù)在地下市政管網(wǎng)工程建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢

城市地下管網(wǎng)由于安全事故頻發(fā)、管線運營維護對城市環(huán)境影響大、管線資料不全、以及缺乏統(tǒng)一的管理協(xié)作平臺等問題，致使傳統(tǒng)地下管網(wǎng)的建設(shè)和管理出現(xiàn)諸多問題，BIM技術(shù)的引入為解決地下管網(wǎng)的現(xiàn)狀難題提供新的方法。

3.1 BIM技術(shù)提供地下市政管網(wǎng)工程信息共享平臺

地下市政管網(wǎng)項目參與方眾多、涉及專業(yè)較廣，以往各專業(yè)自行規(guī)劃、設(shè)計、管理的建設(shè)模式使項目信息交互受阻，造成各參與方信息溝通不及時、信息傳遞延誤等現(xiàn)象較為嚴重。BIM技術(shù)提供的綜合信息平臺，囊括業(yè)主方、設(shè)計方、監(jiān)理方、總包方、分包方及政府監(jiān)管機構(gòu)等多個部門，各方人員通過同一平臺進行分工協(xié)作和工程信息共享。

BIM模型是工程所有數(shù)據(jù)的載體，將項目從規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維等各階段全過程的數(shù)據(jù)整和共享，各專業(yè)人員經(jīng)由BIM 平臺輸入本專業(yè)數(shù)據(jù)，查看其它專業(yè)數(shù)據(jù)，方便的進行數(shù)據(jù)交換、調(diào)用，實現(xiàn)各工程數(shù)據(jù)信息在模型中無縫對接及有序共享，能夠有效避免城市地下管線工程各專業(yè)、各階段相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)“信息斷層”和“信息孤島”現(xiàn)象。

3.2 BIM技術(shù)提供地下市政管網(wǎng)工程模擬平臺

地下市政管線工程一個顯著特點就是工程管線在地下空間交錯分布，為了避免管線碰撞、控制埋深，管線間的避讓是不可避免的。傳統(tǒng)的二維施工圖很難精準表達出管線在地下的空間排布形式及位置所在，而BIM技術(shù)提供的三維協(xié)同設(shè)計模式將多專業(yè)設(shè)計過程在同一模型上操作，在建模的過程中及時觀察各專業(yè)管線間的空間關(guān)系并予以調(diào)整，在局部區(qū)域完成建模后，使用BIM軟件的碰撞檢測功能，發(fā)現(xiàn)并消除碰撞，可大幅度減少各專業(yè)間的碰撞和錯漏問題。通過三維BIM模型使得精確地調(diào)整管線高度成為可能，為滿足敷設(shè)要求及埋深控制，在多管交匯的地方可以進行精細的實體避讓。

更重要的是基于BIM技術(shù)創(chuàng)建的工程模型具有關(guān)聯(lián)修改功能，即當項目內(nèi)某一構(gòu)件的任一設(shè)計參數(shù)發(fā)生更改時，整個模型內(nèi)與之相關(guān)的所有關(guān)聯(lián)參數(shù)數(shù)據(jù)都將隨之更新，不需人為調(diào)整，極大地減少了改圖的工作量。

3.3 BIM技術(shù)提供地下市政管網(wǎng)工程輔助施工平臺

傳統(tǒng)的設(shè)計方法是采用二維圖紙來指導(dǎo)施工，這種圖紙很難直觀表現(xiàn)不同層次管線的立體層次感。具有豐富經(jīng)驗的施工人員也很難做到完全沒有遺漏，施工碰撞無法完全避免。尤其是在現(xiàn)代城市市政管線工程中，市政工程的管線規(guī)模更大、種類更多、布局更為復(fù)雜，管線間經(jīng)常存在著互相干擾碰撞，或者與其他建筑物、管線沖突的情況，僅靠施工人員理解和觀察，很難完全保證工程順利實施。

利用BIM技術(shù)三維可視化功能，在模型中加入時間維度信息，可以進行虛擬施工。例如在市政給排水管線工程中進行模擬施工，可以隨時直觀查看工程進展情況，并與施工計劃進度進行對比，工程各參與方都能對工程實際建設(shè)過程有最直觀的了解和掌握。這樣通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案及施工模擬，將模型進行動畫編輯，形成動態(tài)視頻，通過視頻展示預(yù)先演示施工現(xiàn)場的現(xiàn)有條件、施工順序、復(fù)雜工藝以及重點難點解決方案，大大減少了工程質(zhì)量問題、安全問題，減少工程返工和整改。

此外，施工模擬中參與方的角色是可視的并且具有交互性。參與方可以在同一個平臺同一個視角里面討論問題，有效的協(xié)助項目管理者管理現(xiàn)場的施工進度、施工質(zhì)量控制，達到節(jié)約成本，縮減工期的目的。

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