應(yīng)用BIM技術(shù)控制綜合管線施工質(zhì)量

導(dǎo)言

BIM技術(shù)在大型復(fù)雜項(xiàng)目中對(duì)提高項(xiàng)目管理水平、施工質(zhì)量和效率有重要作用;應(yīng)用BIM技術(shù)不僅有利于工程的前期部署、設(shè)計(jì)優(yōu)化和便捷施工，在后期交付后也有利于工程項(xiàng)目及其設(shè)備的維護(hù)和使用，更大程度地實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目全周期的費(fèi)用最優(yōu)化。但在BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要進(jìn)行全面管線碰撞監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決管線沖突碰撞及管線的空間排布等問(wèn)題;同時(shí)，要有效解決傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)考慮不周、設(shè)計(jì)變更多、施工返工多、不能滿足施工要求等問(wèn)題。

1　BIM技術(shù)的概念

所謂的BIM，指的就是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，在傳統(tǒng)CAD上發(fā)展起來(lái)的一種多維模型信息集成技術(shù)，它能夠集成一個(gè)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)以及管理過(guò)程中的工程應(yīng)用、內(nèi)部協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)計(jì)算等信息。BIM技術(shù)是工程項(xiàng)目參與方實(shí)施項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和管理的一種全新方法和工具。隨著BIM技術(shù)的普及和發(fā)展，特別是在控制綜合管線施工方面，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，有效的解決了管線碰撞、圖紙錯(cuò)誤等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了管線圖紙集成化和可視化。如，在BIM模型上可以檢測(cè)各專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、管線)的設(shè)計(jì)布置是否有沖突，內(nèi)部空間是否適宜;可以利用BIM模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工計(jì)劃和施工方案進(jìn)行模擬分析，充分利用空間和資源，消除沖突，從而得到最優(yōu)施工方案和計(jì)劃，確保施工工期和施工質(zhì)量。

2　現(xiàn)行綜合管線施工存在的問(wèn)題

在現(xiàn)行的管線施工主要存在以下一些問(wèn)題，首先，傳統(tǒng)的綜合管線施工中，設(shè)計(jì)師多是使用傳統(tǒng)CAD繪制管線平面圖，然后再通過(guò)數(shù)字和字母的標(biāo)注表示不同的管道系統(tǒng)與標(biāo)高及直徑;因?yàn)槭芟抻谄矫鎴D，因此設(shè)計(jì)人員需要將各專業(yè)管線平面圖在二維繪圖軟件中進(jìn)行疊圖，在腦海中先想像各種管線的空間位置，判斷這些管線是否合理、是否存在碰撞。這期間不僅會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，而且管線布置的合理性和精準(zhǔn)性很難得到保障;從而影響到整個(gè)管線系統(tǒng)的布置，甚至因各專業(yè)協(xié)調(diào)管線布置的過(guò)程多次反復(fù)，造成施工返工、成本增加、工期延誤等問(wèn)題，大大影響工作效率。

其次，針對(duì)異形建筑，二維圖紙無(wú)法對(duì)其信息進(jìn)行精準(zhǔn)的表達(dá)，缺乏可視化效果，使施工前各專業(yè)的沖突問(wèn)題無(wú)法解決。最后，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝工作的復(fù)雜性導(dǎo)致設(shè)計(jì)原則無(wú)法完全滿足，需要因地制宜地變通布置方式，如操作空間之類的問(wèn)題難以在二維圖紙中體現(xiàn)。由于根據(jù)二維CAD圖紙進(jìn)行的綜合管線設(shè)計(jì)和安裝工作存在以上不足;因此，采用BIM技術(shù)進(jìn)行管線三維模型化綜合設(shè)計(jì)施工就成為了復(fù)雜建筑解決綜合管線安裝質(zhì)量的優(yōu)選方案。

3　應(yīng)用BIM技術(shù)控制綜合管線施工的優(yōu)勢(shì)

與上面提到的傳統(tǒng)CAD綜合管線施工的方式相比，BIM技術(shù)的應(yīng)用基本完全可以避免那些缺陷。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目虛擬建造和信息集成，使得管線項(xiàng)目的各個(gè)參與方能在項(xiàng)目周期有效地協(xié)同工作、進(jìn)行無(wú)間隙共享和無(wú)障礙交流，從而提高工作效率，避免返工浪費(fèi)，增強(qiáng)決策部門現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)化能力和控制能力。就其優(yōu)勢(shì)來(lái)講，首先，應(yīng)用BIM進(jìn)行綜合管線施工，有助于消除管線與管線、管線與橋架之間的碰撞，管線與結(jié)構(gòu)的碰撞，確保在有效的空間內(nèi)合理布置各專業(yè)的管線，最大限度地增加建筑的凈空，減少由于管線沖突造成的二次施工。而且，可以實(shí)現(xiàn)管線綜合優(yōu)化排布、虛擬漫游和可視化技術(shù)交底。

其次，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與技術(shù)效益雙贏的目的，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)事前控制，設(shè)計(jì)變更大幅減少，現(xiàn)場(chǎng)安裝效率大幅提升，保障了項(xiàng)目整體進(jìn)度、投資和質(zhì)量目標(biāo)。另外，施工過(guò)程中所進(jìn)行的提高管線安裝施工質(zhì)量的相關(guān)研究，作為部門在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的初次試水，促進(jìn)了部門工程項(xiàng)目在管線安裝工程中的技術(shù)進(jìn)步，提升了管理水平。

最后，應(yīng)用BIM技術(shù)控制綜合管線施工可以綜合協(xié)調(diào)管線分布，合理協(xié)調(diào)設(shè)備的分布，確保建筑物交付后有足夠的平臺(tái)工作空間。同時(shí)能夠?yàn)樵O(shè)備安裝、管線安裝的預(yù)留洞口精確定位，減少對(duì)梁板柱的影響及由此造成的二次施工。另外，技術(shù)與管理人員圍繞BIM模型對(duì)工人進(jìn)行可視化技術(shù)交底，統(tǒng)一數(shù)據(jù)來(lái)源，減少因?yàn)閿?shù)據(jù)不一致等造成的施工工期延誤等問(wèn)題，確保工程按時(shí)、高效完成;從而保證土建和機(jī)電各專業(yè)的有序施工，協(xié)調(diào)不同專業(yè)之間的施工沖突。

4　應(yīng)用BIM技術(shù)控制綜合管線施工的工作原理

4.1　應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合排布

在進(jìn)行管線綜合排布時(shí)，BIM工程師必須對(duì)管線深化設(shè)計(jì)原則和相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范熟練掌握。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合排布時(shí)，除了建立相應(yīng)的BIM模型，還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)化地下車庫(kù)照明燈具、給排水閥門、消防栓、消防噴淋和噴頭、風(fēng)管和風(fēng)口等模型布置，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)解決管線安裝高度和走向問(wèn)題。如電纜橋架，在管線交叉時(shí)，應(yīng)以“小管讓大管，有壓讓無(wú)壓，冷水讓熱水，消防水讓空調(diào)水，電纜橋架排布在水管上方”為原則。而且，管線盡量平行排布，注意管線間距，不要交叉太多;當(dāng)管線在平面中路由比較曲折時(shí)，在滿足專業(yè)技術(shù)規(guī)范的前提下，盡量減少管線彎頭，保持直線排布，使整個(gè)平面管線橫平豎直，空間排布層次分明，以節(jié)省空間高度。

4.2　應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)

當(dāng)各個(gè)專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備)設(shè)計(jì)完成，施工準(zhǔn)備階段將各專業(yè)模型進(jìn)行整合，利用BIM技術(shù)三維可視化功能，并制定相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)則后，即可利用BIM軟件進(jìn)行管線碰撞檢測(cè)。如對(duì)管線之間、管線和土建之間以及孔洞和預(yù)埋件等進(jìn)行碰撞檢測(cè)等。就機(jī)電行業(yè)來(lái)講，綜合管線施工碰撞碰撞主要包括室內(nèi)外機(jī)電管線、設(shè)備之間的碰撞和機(jī)電管線、設(shè)備與建筑的碰撞，以及結(jié)構(gòu)之間的碰撞，如橋架撞梁，水管撞梁，風(fēng)管與水管相撞，橋架與水管相撞，風(fēng)管、橋架騎墻等問(wèn)題。這時(shí)候就需要利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，在復(fù)雜的管線綜合中，傳統(tǒng)的工作方式是沒(méi)辦法滿足現(xiàn)代化的需求的，引用BIM技術(shù)可以檢測(cè)到碰撞點(diǎn)系統(tǒng)將生成碰撞報(bào)告，報(bào)告包含碰撞點(diǎn)的截圖、碰撞部分的長(zhǎng)度、碰撞點(diǎn)三維坐標(biāo)等詳細(xì)信息，以便于迅速定位碰撞的設(shè)備和位置，從而尋找消除碰撞的對(duì)策。

4.3　應(yīng)用BIM技術(shù)預(yù)埋件和預(yù)留孔洞

在以往的施工過(guò)程中，很多土建的預(yù)留洞口與管道位置不符，這與二維圖紙定位有很大關(guān)系;如果結(jié)構(gòu)施工無(wú)法避免出現(xiàn)偏差，則預(yù)埋定位也將出現(xiàn)偏差，連接管道的彎頭、斜接等管件會(huì)因無(wú)法滿足管線偏位后的連接導(dǎo)致無(wú)法安裝。而采用BIM技術(shù)，通過(guò)建模，對(duì)管線穿越墻、板等的預(yù)留孔洞、套管進(jìn)行三維模擬，并根據(jù)模型實(shí)體進(jìn)行標(biāo)注，解決了二次預(yù)埋存在的因定位不準(zhǔn)確而造成的返工問(wèn)題，確保了項(xiàng)目工期。同時(shí)，可以對(duì)預(yù)留洞口進(jìn)行精準(zhǔn)定位，保證施工的順利進(jìn)行。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，傳統(tǒng)管線綜合技術(shù)缺乏模型的可視化效果，無(wú)法準(zhǔn)確、全面地保證管線布置的合理性，造成施工返工、成本增加、工期延誤等問(wèn)題。而BIM技術(shù)具有三維可視化特點(diǎn)，解決了管線沖突碰撞及管線的空間排布、凈高不足、變更多、工期緊等問(wèn)題，有效地提高了施工圖紙的質(zhì)量和施工效率，減少了項(xiàng)目協(xié)調(diào)和返工的時(shí)間，縮短了建設(shè)工期，降低了項(xiàng)目建設(shè)的總成本。