BIM技術(shù)在某某工程市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

夏永峰

（中榕規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司， 湖南 長沙 410000）

在近幾年的發(fā)展過程中， 隨著我國市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)施工規(guī)模的不斷擴(kuò)張， 各大城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快， 人們的生活品質(zhì)正在逐漸提升。 由于城市內(nèi)部的汽車使用量越來越大， 傳統(tǒng)形式的市政道路工程無法滿足現(xiàn)階段大量通車要求和標(biāo)準(zhǔn)， 經(jīng)常會出現(xiàn)交通擁擠等情況。 對此， 在市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)過程中， 必須要對道路設(shè)計(jì)工作內(nèi)容加以充分重視， 需要不斷引進(jìn)一些更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)工作理念和技術(shù)方法， 提高市政道路工程設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性與合理性。

1 BIM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)也被稱之為建筑信息模型， 該技術(shù)整合了各個不同學(xué)科、 多方面專業(yè)技術(shù)和內(nèi)容， 比如三維數(shù)字技術(shù)模擬技術(shù)、 建筑專業(yè)領(lǐng)域知識內(nèi)容等。 BIM技術(shù)在近幾年的發(fā)展過程中發(fā)展速度相對較快， 并且在我國各行各業(yè)當(dāng)中應(yīng)用越來越普遍， 起初BIM技術(shù)僅用于建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中， 現(xiàn)階段BIM技術(shù)的使用范圍正在不斷拓寬， 同時在整體的應(yīng)用工作水平和應(yīng)用效果方面也在不斷提升。 在市政道路設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用， 市政道路工程的設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和效果， 以及后續(xù)的工程施工維護(hù)等多個方面都起到了非常關(guān)鍵性的作用， 可以為相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員提供更加科學(xué)精確的參數(shù)信息， 同時保證后續(xù)工程項(xiàng)目建設(shè)信息的準(zhǔn)確收集。 不但如此， 通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用， 還可以實(shí)現(xiàn)對整個市政道路工程項(xiàng)目的協(xié)調(diào)控制， 對各參建方的相關(guān)工作內(nèi)容加以明確， 有效保證各工作單位之間的事實(shí)性， 信息溝通和關(guān)鍵信息的共享， 在推進(jìn)整個市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)效率方面起到了關(guān)鍵性的作用。

BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)如下: 第一， BIM技術(shù)具有三維立體化功能。 在市政道路工程設(shè)計(jì)工作過程中，和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作方法相比， 通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用， 可以將平面圖形有效設(shè)置成三維立體圖形， 在建立三維立體圖形的工作基礎(chǔ)之上， 可以保證設(shè)計(jì)工作人員對整個市政道路的設(shè)計(jì)模型有著更加直觀的感受， 以三維立體圖形作為指導(dǎo)， 可以全面提高市政道路工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和效果保證工程項(xiàng)目的順利推進(jìn)。 第二， 具有信息化功能。 道路在市政道路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作中， 通過BIM技術(shù)的使用， 在信息化特點(diǎn)方面表現(xiàn)非常明顯， 在設(shè)計(jì)工作開展過程中， 需要對工程項(xiàng)目當(dāng)中所涉及到的各種不同類型信息參數(shù)進(jìn)行收集， 和傳統(tǒng)的市政道路設(shè)計(jì)工作方法相比， 通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用， 在設(shè)計(jì)工作方面具有不同的側(cè)重點(diǎn)， 可以幫助設(shè)計(jì)工作人員， 更加了解整個工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)框架， 保證市政道路設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性。 第三， 信息交互性。 通過 BIM 技術(shù)的有效應(yīng)用， 結(jié)合BIM技術(shù)相關(guān)操作軟件， 可以實(shí)現(xiàn)市政道路工程設(shè)計(jì)工作中各種重要信息的交互性和實(shí)時性共享， 保證市政道路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的整體效果。

2 BIM技術(shù)在市政道路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 BIM技術(shù)起步時間較晚， 技術(shù)要求較高

與建筑工程項(xiàng)目、 地鐵項(xiàng)目以及各種大型工業(yè)制造項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)相比， 在市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)施工過程中BIM技術(shù)的使用起步時間相對較晚。 我國鐵路總公司在2013 年5 月才專題組織召開BIM技術(shù)的專項(xiàng)使用會議， 明確了關(guān)于BIM技術(shù)在市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)施工當(dāng)中的應(yīng)用目標(biāo)以及相關(guān)工作部署， 這也標(biāo)志著BIM項(xiàng)目工程當(dāng)中正式開始使用。 隨著我國市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)施工規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)張， 市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)施工過程中， 對于工程施工質(zhì)量、 施工效率以及安全性等多方面工作要求標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升，各參建工作單位要想從根本上提高工程施工效果， 必須要對更加先進(jìn)的科技技術(shù)加以合理應(yīng)用， 尤其對于BIM技術(shù)的應(yīng)用， 需要引起工程施工單位的高度重視。

2.2 專業(yè)性較強(qiáng)， 信息構(gòu)成比較復(fù)雜

市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)施工屬于龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)性工程， 需要有效保證各個不同施工階段相互之間的有效銜接及各施工專業(yè)之間的協(xié)同化設(shè)計(jì)。 當(dāng)前在我國市政道路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中， 基本上仍然采用的是平面設(shè)計(jì)工作方式， 通過前期的技術(shù)交底以及召開會議等形式， 將市政道路工程項(xiàng)目的信息內(nèi)容以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作情況進(jìn)行處理， 但是對于各工作單位的信息溝通、 資源合理調(diào)配、 施工進(jìn)度控制以及安全質(zhì)量管理等相關(guān)工作開展的統(tǒng)一性有所不足， 工作效率偏低， 同時各工作單位信息溝通不及時， 經(jīng)常會出現(xiàn)一些重要的施工信息傳輸受阻問題。。 現(xiàn)代高速市政道路工程項(xiàng)目施工規(guī)模相對較大， 對各環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要求較高， 設(shè)計(jì)及施工周期更短， 因此， 在市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)工作過程中， 要求工作人員之間需要進(jìn)行頻繁的信息交換和處理， 有效保證市政道路工程項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。 由于對BIM技術(shù)的使用程度有所不足， 在實(shí)際工作過程中延續(xù)使用傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目施工與管理工作方式， 造成上述很多問題無法得到合理解決。

3 BIM技術(shù)在某某市政道路工程設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 工程概況

本項(xiàng)目位于長沙市開福區(qū)金霞分區(qū)， 根據(jù)規(guī)劃，本項(xiàng)目為南北向主干路之一， 往北快速聯(lián)系長沙市區(qū)， 屬于高品質(zhì)新建社區(qū)內(nèi)的生活服務(wù)型道路建設(shè)項(xiàng)目， 項(xiàng)目現(xiàn)狀場地為已征收待開發(fā)區(qū)域， 建設(shè)條件簡單、 控制因素少， 片區(qū)將打造集居住、 商業(yè)、 學(xué)校、公園為一體的高品質(zhì)社區(qū)， 具備落實(shí) “精美長沙、 精美街道” 等先進(jìn)街區(qū)設(shè)計(jì)理念的良好條件。

3.2 BIM技術(shù)模型建立和深化應(yīng)用策略

3.2.1 傾斜實(shí)景模型

利用無人機(jī)傾斜攝影與BIM技術(shù)結(jié)合， 將航拍圖片生成實(shí)景模型和BIM三維模型進(jìn)行結(jié)合， 可以直觀地了解項(xiàng)目沿線周圍的環(huán)境。 傾斜實(shí)景模型與BIM模型的結(jié)合， 有利于業(yè)主及設(shè)計(jì)方充分地對前期的城市規(guī)劃、 設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行了解。 更好地對方案和規(guī)劃做出修改和整體布局。 同時實(shí)景模型對征地拆遷、 施工場地布置都有著極大的助力， 方便參建各方把握工程整體情況。

3.2.2 管線綜合及碰撞檢查

市政工程在設(shè)計(jì)初期， 由于專業(yè)繁多且各專業(yè)間人員分工不同， 很容易造成各個專業(yè)間的碰撞問題，在管道工程中更是如此。 運(yùn)用BIM模型， 系統(tǒng)地進(jìn)行各專業(yè)的虛擬排布， 事先排除施工隱患， 做到心中有數(shù)。 利用BIM模型進(jìn)行碰撞檢測， 可以提前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的碰撞問題， 從而達(dá)到對設(shè)計(jì)圖紙的三維校核審查；BIM模型所見即所得的特點(diǎn)， 大大提高了各方的溝通效率， 避免空間沖突與各專業(yè)碰撞， 防止施工階段的返工等。

3.2.3 場地布置

在項(xiàng)目建設(shè)過程中， 受制于場地實(shí)際情況與制定人的思考周密程度， 難以保證場地布置盡善盡美， 而后期的反復(fù)更改不僅造成了工期與經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)， 更不順應(yīng)當(dāng)代綠色施工的潮流。 通過BIM技術(shù)可以有效解決現(xiàn)場施工場地平面布置問題， 解決現(xiàn)場場地劃分問題。

按安全文明施工方案的要求進(jìn)行修整和施工； 臨時施工用水、 用電、 道路按施工要求標(biāo)準(zhǔn)完成； 為使現(xiàn)場使用合理， 施工平面布置應(yīng)有條理， 盡量減少占用施工用地， 使平面布置緊湊合理， 同時做到場容整齊清潔， 道路暢通， 符合防火安全及文明施工的要求。 施工過程中避免多個工種在同一場地， 同一區(qū)域進(jìn)行施工而相互牽制、 相互干擾。 施工現(xiàn)場設(shè)專人負(fù)責(zé)管理， 使各項(xiàng)材料、 機(jī)具等按已審定的現(xiàn)場施工平面布置圖的位置推放。

建立不同施工階段的場地布置模型， 以模型為基礎(chǔ)進(jìn)行場地布置深化， 同時實(shí)現(xiàn)快速生成二維的平面布置圖， 達(dá)到科學(xué)、 合理布置的目的和綠色施工的目的。

3.2.4 施工BIM模型深化設(shè)計(jì)

深化設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員在原設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上， 結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況， 對施工圖紙進(jìn)行完善、 補(bǔ)充、 繪制成具有可實(shí)施性的施工圖紙， 深化設(shè)計(jì)后的圖紙須滿足原設(shè)計(jì)技術(shù)要求， 符合相關(guān)地域設(shè)計(jì)規(guī)范和施工規(guī)范， 并通過原設(shè)計(jì)單位的審查， 可以直接指導(dǎo)施工。深化設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括各專業(yè)的深化設(shè)計(jì)以及專業(yè)間的協(xié)調(diào)深化設(shè)計(jì)。 利用BIM軟件的三維可視性、 可出圖性， 將深化設(shè)計(jì)是應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)工作， 極大地提高了深化設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

深化設(shè)計(jì)模型包括但不限于路面、 管道等子模型， 支持深化設(shè)計(jì)、 專業(yè)協(xié)調(diào)、 施工模擬、 預(yù)制加工、 施工交底等BIM應(yīng)用。

3.2.5 BIM輔助設(shè)計(jì)

利用BIM模型與傾斜實(shí)景模型， 校核道路與周邊既有建筑物三維空間關(guān)系， 直觀真實(shí)地反映項(xiàng)目位置與環(huán)境關(guān)系， 提高設(shè)計(jì)方案的比選及決策效率， 使新建工程與原有工程更好地融合。 利用BIM模型進(jìn)行雨水、 污水、 給水、 電力、 通信管道及管廊的綜合設(shè)計(jì)， 校核管線碰撞情況， 提出有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)的反饋意見， 對于存在碰撞的部位及時調(diào)整， 避免后期影響施工以及成本的增加。 利用BIM模型還原道路車道布置、慢行系統(tǒng)布置、 公交停車位設(shè)置、 重要標(biāo)志標(biāo)牌、 設(shè)施及景觀等設(shè)計(jì)內(nèi)容， 實(shí)現(xiàn)對設(shè)計(jì)的整體呈現(xiàn)。

3.3 BIM技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.3.1 道路鋪裝設(shè)計(jì)

綜合考慮新建路面， 兼顧高溫、 多雨等特點(diǎn)， 考慮全壽命周期成本， 遵循 “技術(shù)成熟、 性能優(yōu)良、 造價合理、 美觀耐用” 的原則， 并結(jié)合就地取材， 簡化施工， 縮短工期的原則進(jìn)行路面設(shè)計(jì)。

3.3.2 路面設(shè)計(jì)

交通量、 交通組成和道路等級， 道路使用性質(zhì)對路面以及面層的功能要求。 目前城市道路中采用較多的路面結(jié)構(gòu)形式是水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面， 水泥混凝土路面的主要特點(diǎn)是路面強(qiáng)度高、 穩(wěn)定性好、 耐久性好， 行車舒適性較好， 但有接縫， 維修較為簡單， 造價經(jīng)濟(jì)。 瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是: 一次施工成型， 路面平整美觀、 無接縫、 行車舒適、 耐磨防滑、 噪音較低、 養(yǎng)護(hù)維修簡便， 使用年限較水泥混凝土路面短， 造價較高。 經(jīng)過綜合比較， 根據(jù)對本項(xiàng)目交通特性的分析， 路面面層設(shè)計(jì)應(yīng)更多的考慮行車舒適性、 防滑性和與環(huán)境的協(xié)調(diào)性能， 本項(xiàng)目采用AC-13C瀝青砼路面結(jié)構(gòu)。

3.3.3 自行車道設(shè)計(jì)

自行車道鋪裝材料總體上滿足耐久性、 防滑性、低維護(hù)、 環(huán)境協(xié)調(diào)等方面的要求。 材料須足以承受額定荷載， 顏色應(yīng)以低飽和度素色為主， 以減少后期維護(hù)成本， 保持路面風(fēng)貌協(xié)調(diào)。 針對目前長沙市非機(jī)動車道不連續(xù)， 路權(quán)不明晰等問題， 為保障非機(jī)動車出行路權(quán)連續(xù)性、 出行安全性， 規(guī)范自行車行駛路線，提升服務(wù)品質(zhì)和騎行意愿， 根據(jù) 《長沙市非機(jī)動車交通組織設(shè)計(jì)指南》 和 《長沙市自行車道彩鋪、 欄桿設(shè)置技術(shù)指南 (試行)》 的要求設(shè)置非機(jī)動車道導(dǎo)流標(biāo)線。 路面構(gòu)成了城市道路的背景， 美觀且穩(wěn)定的高品質(zhì)街道環(huán)境是我們的追求。

3.3.4 人行橫道設(shè)計(jì)

根據(jù)研究， 人行道品質(zhì)是城市道路空間品質(zhì)的決定性因素， 因此提升人行道的品質(zhì)應(yīng)該作為道路空間提升的第一步。 人行道應(yīng)簡單耐用， 維護(hù)良好， 能將環(huán)境中的不同元素融合在一起， 使得行走體驗(yàn)更加舒適愉悅。 人行道鋪裝色彩應(yīng)考慮與周邊建筑、 城市景觀風(fēng)貌的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 街道鋪裝應(yīng)注重交通性與功能性， 采用單色或相近色， 保持視覺的統(tǒng)一， 重點(diǎn)突出交通標(biāo)識系統(tǒng)的色彩。 結(jié)合導(dǎo)則， 采用600*300*50麻石板鋪裝， 鋪裝色調(diào)以灰色調(diào)為主 (淺灰、 深灰)。一般情況下砌塊橫縫與路緣石成90 度角。 道路實(shí)施時應(yīng)考慮鋪裝的布局， 使得現(xiàn)場二次切割最少化， 同時避免路面出現(xiàn)切割的長砌塊。 人行道與建筑退縮空間、 地下空間出入口或路燈相連時， 應(yīng)特別注意與其現(xiàn)有鋪裝邊緣相對齊， 以確保人行道鋪裝與周邊環(huán)境的銜接。 路口人行帶采用 “人” 字型鋪裝時， 砌塊頂點(diǎn)需排列于扇形區(qū)域中心線上。 控制帶及建筑前區(qū)鋪裝控制帶中通行通道應(yīng)與道路人行道鋪裝相統(tǒng)籌考慮， 采用麻石鋪裝， 形式應(yīng)簡潔大氣， 連貫性強(qiáng)， 鋪裝色調(diào)應(yīng)與人行道相同， 建筑前區(qū)及控制帶中休閑區(qū)鋪裝采用麻石鋪裝， 與周邊建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào)， 鋪裝形式應(yīng)現(xiàn)代簡潔， 鋪裝色調(diào)鋪裝色調(diào)應(yīng)與人行道相同。道路兩廂未開發(fā)地塊總圖設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮道路設(shè)計(jì)標(biāo)高， 綜合考慮道路橫坡及兩廂控制帶坡度等因素， 地塊總圖與綠線位置高差不得超過50cm。 沿街建筑底部6 ～9m以下部位應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)， 提升行人的視覺體驗(yàn)； 建筑沿街立面底層設(shè)計(jì)應(yīng)注重虛實(shí)結(jié)合， 避免大面積實(shí)墻與高反光玻璃； 鼓勵沿街建筑提供精美、 豐富的細(xì)節(jié)， 對建筑入口進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。

3.3.5 建筑前區(qū)停車位設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目兩廂建筑前區(qū)及控制帶中建議結(jié)合兩廂用地情況布置相應(yīng)臨時收費(fèi)型機(jī)動車地面停車位 (學(xué)校區(qū)域)。 對于需建地面停車場時， 停車區(qū)應(yīng)處理好與道路景觀風(fēng)貌問題， 停車區(qū)域步行空間之間應(yīng)設(shè)置不少于2m寬的綠化隔離帶， 隔離帶應(yīng)分段設(shè)置， 單段長度不宜超過15m， 間斷寬度不少于2m， 便于道路與建筑前區(qū)慢行系統(tǒng)連接， 間斷處取消停車位設(shè)置。

3.3.6 無障礙空間設(shè)計(jì)

第一， 盲道項(xiàng)目人行道科學(xué)、 合理設(shè)置行進(jìn)盲道和提示盲道， 盲道應(yīng)避開各類市政管線井蓋。 人行道的盲道應(yīng)能引導(dǎo)進(jìn)入建筑前區(qū)， 建筑前區(qū)如設(shè)有花壇、 圍墻等障礙物時， 行進(jìn)漫道應(yīng)與其相距50cm以上。 建筑前區(qū)提示盲道磚、 行進(jìn)磚的尺寸與花紋宜與人行道統(tǒng)一， 商業(yè)區(qū)可根據(jù)建筑前區(qū)空間鋪裝采用不同形式的盲道磚。 第二， 無障礙坡道。 城市精細(xì)化、人性化設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)， 緣石坡道使人行道和機(jī)動車路面能平順過渡， 解決了人行道路緣石帶來的通行障礙。 方便了出行不便者的通行， 確保所有人都能夠安全、 方便地出行， 并提升出行體驗(yàn)。 緣石坡道需符合無障礙設(shè)計(jì)的要求， 做到舒適的坡度， 平順的銜接， 頂端與人行道路面齊平， 底端與機(jī)動車道齊平。本次設(shè)計(jì)在沿線村道接入、 單位小區(qū)開口采用全寬式， 正常的規(guī)劃相交道路口采用三面緣石坡道， 保證行人過街的舒適性。

3.3.7 交叉口小轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計(jì)

對于道路交叉口， 本次設(shè)計(jì)結(jié)合路口情況， 對新建道路采用6m的緣石轉(zhuǎn)彎半徑， 縮短行人過街距離，引導(dǎo)機(jī)動車減速右轉(zhuǎn)。 縮短人行過街距離， 減少過街時間， 增加街角空間設(shè)置口袋公園。 針對道路偶爾存在的大型車輛和消防車輛進(jìn)入的偶發(fā)情況， 可通過臨時借道滿足相應(yīng)轉(zhuǎn)彎要求。 對于已建道路， 按預(yù)留緣石轉(zhuǎn)彎半徑銜接。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)是現(xiàn)階段使用程度相對較高的三維模擬分析技術(shù)， 在我國建筑工程、 水利工程以及其他道路工程項(xiàng)目施工當(dāng)中應(yīng)用非常普遍， 可以有效提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作效率、 質(zhì)量和精確性。 在市政道路設(shè)計(jì)工作中， 通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用， 對市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)工作質(zhì)量起到了良好的保障性作用。