BIM 技術(shù)在某住宅小區(qū)市政工程中的應(yīng)用

劉春暉，鄭 曉，張 偉，胡 迪

（1.寧波市海曙開發(fā)建設(shè)投資集團有限公司，浙江 寧波 315000；2.寧波華聰建筑信息科技有限公司，浙江 寧波 315000）

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展日新月異，城市建設(shè)也進入了快速發(fā)展時期，大規(guī)模的新建開發(fā)小區(qū)如雨后春筍一般拔地而起。其中，住宅小區(qū)市政配套工程在建設(shè)中起著舉足輕重的作用，直接影響著房地產(chǎn)開發(fā)項目的品質(zhì)，亦是衡量一個小區(qū)是否宜居的重要標準。

住宅小區(qū)市政配套工程包含給排水管道、電力排管、通信管道，燃氣管道及建房之外的所有水系、景觀綠化、道路、車位等，是由多部門、多專業(yè)共同參與的系統(tǒng)工程。其作為整體項目開發(fā)過程中相對復(fù)雜的子工程，尤其是在設(shè)計周期短、工期緊張、室外敷土高度有限等情況下，如何搞好住宅小區(qū)市政配套工程成為很多房產(chǎn)開發(fā)單位亟須解決的命題[1]。BIM 具有三維可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性5大特點。很多復(fù)雜工程中都應(yīng)用了 BIM，如大型綜合商業(yè)體、大型市政工程、小區(qū)地下室綜合管線排布、室內(nèi)精裝修等工程，并且起到了非常好的應(yīng)用效果。但在住宅小區(qū)市政配套工程中，BIM 應(yīng)用相對較為少見。

1 現(xiàn)狀分析

目前很多房企為了控制投資成本，將小區(qū)覆土高度控制為 1.0～1.2 m，導(dǎo)致實際施工過程中，很難在滿足規(guī)范要求下充分合理利用有限的地下空間，使得工程管線在小區(qū)地下空間中未處于合理的位置，一些疊拼、洋房等小區(qū)市政管線眾多的項目中此類情況尤甚[2]。

同時，又由于配套工程專業(yè)眾多，各專業(yè)均由不同設(shè)計單位承擔(dān)，且部分管線專業(yè)設(shè)計圖紙滯后，在考慮本系統(tǒng)規(guī)范要求的同時卻忽略了專業(yè)間的交叉問題。此外，在管線施工前，多數(shù)未進行全面有效的管線綜合布置，各種管網(wǎng)重疊嚴重，導(dǎo)致現(xiàn)場隨意變更現(xiàn)象較為普遍。很多隱蔽工程隨意施工，無法滿足規(guī)范要求，且存在延誤工期、增加成本、小區(qū)品質(zhì)下降的問題，也極大地提升了后期維護管理的難度。目前現(xiàn)場較為常見問題主要包括陰陽井蓋現(xiàn)象（井蓋分別處于兩車位之間、道路與路肩或綠化之間等）、贈送花園內(nèi)井蓋布置不均勻?qū)е潞笃谕对V、無空間進行套管保護實施、結(jié)構(gòu)梁上翻導(dǎo)致的問題（管線無空間穿越，尤其是重力管無坡度或坡度不夠，喬布種植深度不夠、排水不暢等）、管線與海綿系統(tǒng)或化糞池的沖突等[3]。

2 主要應(yīng)用點

基于上述問題，提出在設(shè)計階段引入 BIM 技術(shù)，并在施工階段進行輔助。將復(fù)雜錯亂的二維圖紙轉(zhuǎn)化為多專業(yè)三維可視化立體模型，提前預(yù)判發(fā)現(xiàn)工程中隱藏的施工難點與問題，優(yōu)化管線及井蓋的布置，降低施工難度，避免返工等現(xiàn)象。

2.1 管線設(shè)備碰撞檢查

通過 BIM 技術(shù)而建立的三維可視化立體模型，針對檢修井的位置、管線排布、室外敷土厚度以及施工空間等因素，提前對管線設(shè)備進行碰撞檢查。包括管線之間碰撞、設(shè)備與管線的碰撞、管線與結(jié)構(gòu)框架的碰撞、檢修井與景觀之間的沖突。

（1）管線之間碰撞。因成本控制，其室外敷土厚度空間多非常有限，且雨、污水管為重力管，其在敷設(shè)過程中需要滿足最小坡度的要求。在有限的敷土層中，就會造成雨、污管線之間或者雨、污水管與電力排管的相互碰撞，如圖1所示。

圖1 管線之間碰撞

（2）室外設(shè)備與管線的碰撞。這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)于電力排管與室外設(shè)備，主要原因是各個子項設(shè)計單位的不一致，各種信息對接不上。在有限的水平空間上，管線排布存在碰撞，如圖2所示。

圖2 化糞池與管線的碰撞

（3）設(shè)備管線與結(jié)構(gòu)框架的碰撞。因梁上翻梁或者局部結(jié)構(gòu)板凸出，設(shè)計階段并未考慮周全，導(dǎo)致管線標高設(shè)計有誤，從而發(fā)生碰撞，如圖3所示。

圖3 管線與結(jié)構(gòu)框架的碰撞

（4）管道檢修井與景觀之間的沖突。由于室外景觀設(shè)計具有延后性，室外管線的設(shè)計單位只在原室外道路的基礎(chǔ)上進行檢修井的排布設(shè)計，則會出現(xiàn)檢修井設(shè)計在景觀道路的邊緣，從而造成陰陽井的出現(xiàn)，如圖4所示。

圖4 檢修井與景觀之間的沖突

2.2 施工圖設(shè)計信息復(fù)核

根據(jù)構(gòu)建的模型，檢查復(fù)核設(shè)計中隱藏的問題，如設(shè)計不合理、陰井蓋布置不合理、喬木種植與其他構(gòu)件沖突、海綿設(shè)計與其他構(gòu)件沖突等。

2.3 檢修井優(yōu)化

陰陽井的出現(xiàn)必然會影響整個小區(qū)的品質(zhì)，因此合理有效地排布優(yōu)化檢修井是小區(qū)市政工程優(yōu)化的重點之一。

（1）優(yōu)化井蓋位置。對于井蓋分別處于兩車位之間、道路與路肩或綠化之間等情況而言，此類井蓋優(yōu)化至一側(cè)車位或者綠化帶，避免出現(xiàn)陰陽井。

（2）合理布置檢修井。對于擁有疊拼別墅的高端小區(qū)而言，業(yè)主常對贈送花園內(nèi)井蓋數(shù)量和位置的要求比較苛刻，若相鄰住戶存在一多一少的情況，勢必會遭到業(yè)主的相關(guān)投訴。通過 BIM 平臺，提前合理排布檢修井。

（3）優(yōu)化井蓋數(shù)量。設(shè)計階段布置室外雨、污水、電力管道井時相對不規(guī)則，比較凌亂，影響室外道路、鋪裝的美觀。通過管線、管井的優(yōu)化，減少不必要的管井，控制項目成本，提升項目品質(zhì)。

2.4 管線安裝空間分析

室外管線常是多家單位同時設(shè)計，管線及管井水平位置存在相互重疊。有些區(qū)域通道狹窄，管線類別較多，水平空間排布緊張，且覆土厚度緊張，電力排管無法多層布置，容易出現(xiàn)問題。

對于覆土厚度且有電力管線排布區(qū)域而言，電力管線雙層布置常會與其他管線碰撞，此時建議可將電力管線進行單層布置，以滿足施工要求，如圖5所示。

圖5 管線排布綜合優(yōu)化

2.5 主要工程量計算

工程建設(shè)施工本身是一個較長的過程，在這個過程中很多不確定的因素都會影響項目的工程量，如設(shè)計變更、業(yè)主要求等。但 BIM 技術(shù)可通過建造的模型導(dǎo)入一些與造價相關(guān)的建模軟件，從而能夠科學(xué)、準確地計算出工程耗量，也減小了因設(shè)計改動而導(dǎo)致的量單返工或修改之類不必要的麻煩，增加了預(yù)算價格對工程的貼合性。

2.6 優(yōu)化出圖

與傳統(tǒng) CAD 相比，由于 BIM 技術(shù)采用三維的方式進行設(shè)計復(fù)核，最后提交設(shè)計成果的方式也有別于以往的管線綜合設(shè)計。在傳統(tǒng)表達的基礎(chǔ)上，即管線綜合平面圖、局部剖面大樣等，對管線較復(fù)雜的局部輔以三維軸側(cè)視圖，使綜合管線排布更具層次。且當模型修改后，模型中圖紙會自動更新，這在一定程度上也會提高設(shè)計質(zhì)量及效率。

2.7 隱蔽空間設(shè)備管理

市政管線全部隱藏于地下，表面能夠看到的只有井蓋。對于室外設(shè)備而言，也只能通過購買的原材料查看產(chǎn)品信息，而 BIM 技術(shù)則可以將產(chǎn)品信息錄入到模型中。由此為管理者提供了多維度的檢查平臺，從而使建設(shè)單位脫離舊圖紙，以更快捷的方式獲取更多的維護信息。

3 結(jié)語

近年來，小區(qū)市政工程中所存在的問題日益突出，尤其是海綿城市概念的引入，使得室外綜合管線系統(tǒng)更加復(fù)雜，考慮的問題也更加多樣化。因此 BIM 技術(shù)的引入，不僅可以為設(shè)計人員提供三維可視化的研究分析，也為施工人員提供便捷施工服務(wù)，更為業(yè)主單位能夠控制施工成本，從而使得項目工程能夠提早順利完工，也為后期管理維護提供便捷。