市政綜合管網(wǎng)中的BIM技術(shù)應(yīng)用研究

羅建

［摘 要］市政綜合管網(wǎng)是保證城市系統(tǒng)運輸狀態(tài)正常穩(wěn)定的基礎(chǔ)性工程，同時也是現(xiàn)代化城市建設(shè)的重點配套設(shè)施，對我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用。為了保證BIM技術(shù)在市政綜合管網(wǎng)中的合理應(yīng)用，并解決好BIM技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題，本文首先闡述了市政綜合管網(wǎng)的建設(shè)特點與意義，介紹了市政綜合管網(wǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，簡要分析了市政綜合管網(wǎng)中BIM技術(shù)應(yīng)用存在的問題，并提出了市政綜合管網(wǎng)中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用，以供參考。

［關(guān)鍵詞］市政綜合管網(wǎng)；BIM技術(shù)；應(yīng)用研究

［中圖分類號］F23文獻標(biāo)志碼：A

隨著我國城市化進程的不斷推進，城市人口密度持續(xù)增加，城市的建設(shè)規(guī)模不斷加大，對市政綜合管網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)提出了更高的要求。市政綜合管網(wǎng)是集多種管道、線路于一體，綜合布線建設(shè)的構(gòu)筑物，對于城市的發(fā)展和建設(shè)具有深遠影響。在市政綜合管網(wǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，利用其所具有的三維模型能夠解決市政綜合管網(wǎng)建設(shè)中存在的問題，不但能夠?qū)崿F(xiàn)市政管道工程三維設(shè)計，還能夠有效強化設(shè)計結(jié)果的精確性，促進市政綜合管網(wǎng)設(shè)計與施工水平的有效提升，從而更有利于市政綜合管網(wǎng)的建設(shè)效率提升與成本控制。

1 市政綜合管網(wǎng)的建設(shè)特點與意義

在城市化建設(shè)不斷推進的背景下，市政綜合管網(wǎng)作為集中進行管理的重要市政基礎(chǔ)設(shè)施，能夠有效提升城市建設(shè)質(zhì)量，確保城市的穩(wěn)定運行，在現(xiàn)代城市的建設(shè)中起到了非常重要的作用。市政綜合管網(wǎng)建設(shè)不僅將地下基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)放在了第一位，同時也考慮到了地上建筑物的使用，平衡城市規(guī)劃和工程建設(shè)的長遠發(fā)展，達到一次投資、長期獲益的效果。市政綜合管網(wǎng)建設(shè)，使城市地下空間得到更好的開發(fā)與利用。目前，我國的城鎮(zhèn)化取得了很大的成就，大量的人口向城市集中，對城市的基礎(chǔ)設(shè)施要求也越來越高。因此，應(yīng)加強對市政綜合管網(wǎng)的管理，采取優(yōu)化措施，緩解城市發(fā)展帶給基礎(chǔ)設(shè)施的壓力。除此之外，市政綜合管網(wǎng)將給排水、燃氣、電信電纜等管線整合在一起，利用BIM技術(shù)，能夠加強對市政管網(wǎng)綜合的運營、監(jiān)測、維修，全面提升基礎(chǔ)管線設(shè)施的運轉(zhuǎn)效率和質(zhì)量，有效避免突發(fā)災(zāi)害和人為的破壞，并且能夠降低基礎(chǔ)設(shè)施的維修難度，對于城市經(jīng)濟發(fā)展具有重要的推動作用［1］。

2 市政綜合管網(wǎng)中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 仿真模擬

在市政管網(wǎng)綜合設(shè)計過程中，通過BIM技術(shù)的仿真設(shè)計可以更加直觀地呈現(xiàn)出設(shè)計成果，再借助對管網(wǎng)的仿真模擬演練，能夠更加明確地掌握具體的施工流程及情況，及時準確地找出設(shè)計過程中存在的問題并進行修改和優(yōu)化，避免后續(xù)施工存在隱患問題，確保市政綜合管網(wǎng)建設(shè)的順利開展。BIM技術(shù)的信息模型涵蓋大量數(shù)據(jù)信息，能夠為數(shù)據(jù)的模擬分析提供全面數(shù)據(jù)支撐，以此保證最終構(gòu)建的仿真模型的科學(xué)性及完整性［2］，大大提升了市政綜合管網(wǎng)的設(shè)計質(zhì)量和效率，促進市政綜合管網(wǎng)建設(shè)水平的全面提升。此外，仿真模擬還可以有效降低管道處理的難度，保證整體市政綜合管網(wǎng)工程施工的效果。

2.2 加強協(xié)同設(shè)計

隨著城市的不斷發(fā)展，對市政綜合管網(wǎng)設(shè)計與建設(shè)水平提出了更高的要求，所涉及的內(nèi)容也越來越多，BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計功能能夠更為完善地對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行匯總和分析，從而加強了各個部門之間的溝通與協(xié)調(diào)，保證市政綜合管網(wǎng)的設(shè)計與建設(shè)能夠順利實施，為高質(zhì)量的市政綜合管網(wǎng)工程建設(shè)提供重要保證。在市政綜合管網(wǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，相關(guān)設(shè)計人員可以更為全面和直觀地了解具體的設(shè)計內(nèi)容，在模型內(nèi)完成設(shè)計工作，并不斷優(yōu)化和完善市政綜合管網(wǎng)的設(shè)計方案和模型，保證設(shè)計方案的合理性與可行性。此外，利用BIM技術(shù)還能夠更為準確地對相關(guān)數(shù)據(jù)進行深入分析和調(diào)整，并對數(shù)據(jù)進行反復(fù)核對，以此確保市政綜合管網(wǎng)設(shè)計工作的質(zhì)量與效率。

2.3 實現(xiàn)數(shù)據(jù)互用

在市政綜合管網(wǎng)項目的規(guī)劃、施工以及運營等各個環(huán)節(jié)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對市政綜合管網(wǎng)設(shè)計、施工、運營等環(huán)節(jié)的有效集成和互用［3］，從而加強市政綜合管網(wǎng)項目從設(shè)計、施工到運營管理的全生命周期中的協(xié)調(diào)和信息共享。因此，需要在應(yīng)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷研發(fā)和創(chuàng)新各種應(yīng)用分析軟件，從而更好地輔助BIM技術(shù)的有效應(yīng)用。在BIM模型中，可以使用標(biāo)準的數(shù)據(jù)接口，進行各種數(shù)據(jù)的交換和調(diào)用，并借助BIM平臺，使各個項目的數(shù)據(jù)信息無縫對接，有序、高效地共享，從而有效解決市政綜合管網(wǎng)建設(shè)過程中存在的“信息斷層”以及“信息孤島”等問題，保證市政綜合管網(wǎng)建設(shè)信息的高效傳遞。

2.4 精確指導(dǎo)施工

在市政綜合管網(wǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的三維模型設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)對施工過程的模擬和精確施工。利用BIM模型輸出的施工圖，能夠提供市政綜合管網(wǎng)的設(shè)計深化圖，準確標(biāo)注每段管線的標(biāo)高，準確指導(dǎo)施工單位開展施工［4］。建設(shè)單位僅需要按照深化圖就可以靈活安排施工順序，無需考慮因標(biāo)注不全而導(dǎo)致的隨意施工等問題。同時，還能夠直觀地展現(xiàn)出市政綜合管網(wǎng)的模擬施工，便于各參建單位合理安排施工順序，這對于大型市政管網(wǎng)工程施工尤其是多專業(yè)同時施工極為有利，能夠合理安排施工流程，從而有效縮短工期并減少變更量。

3 市政綜合管網(wǎng)中BIM技術(shù)應(yīng)用存在的問題

3.1 缺乏完善的應(yīng)用標(biāo)準

由于我國BIM技術(shù)發(fā)展時間相對較短，對BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢缺乏一定的了解，因此BIM技術(shù)廣泛推廣應(yīng)用難度較大。當(dāng)前，BIM技術(shù)在市政綜合管網(wǎng)項目規(guī)劃和設(shè)計中的應(yīng)用，需要統(tǒng)一的BIM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準，用于數(shù)據(jù)共享，但當(dāng)前我國的標(biāo)準無法滿足實際的應(yīng)用要求。在市政綜合管網(wǎng)建設(shè)過程中，存在著施工工期緊的難題，在這樣的情況下，急促地應(yīng)用BIM軟件，有可能發(fā)生誤工問題，還會導(dǎo)致市政綜合管網(wǎng)缺乏對BIM技術(shù)的應(yīng)用動力，影響B(tài)IM技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.2 BIM技術(shù)應(yīng)用程度低

當(dāng)前，市政綜合管網(wǎng)中BIM技術(shù)的應(yīng)用程度較低，難以實現(xiàn)各個部門的協(xié)同配網(wǎng)，三維模型與實際建設(shè)存在一定問題。為了能夠在市政綜合管網(wǎng)中充分發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，必須加強項目各方的協(xié)同配合，然而在實際的BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，對BIM技術(shù)的掌握不夠充分，導(dǎo)致BIM技術(shù)難以完全符合市政綜合管網(wǎng)的建設(shè)要求。另外，由于市政綜合管網(wǎng)項目建設(shè)施工都在地下進行，在設(shè)計過程中需要對項目的地質(zhì)情況及地下的工程結(jié)構(gòu)物有較為準確的了解，但是實際的市政綜合管網(wǎng)設(shè)計中，管網(wǎng)建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)以及地下建筑物等信息的完整度不足，也加大了BIM技術(shù)在市政綜合管網(wǎng)中的應(yīng)用難度。

4 市政綜合管網(wǎng)中的BIM技術(shù)應(yīng)用

4.1 建立健全市政綜合管網(wǎng)施工管理系統(tǒng)

當(dāng)前，城市中的市政綜合管網(wǎng)項目的建設(shè)通常都會應(yīng)用到BIM技術(shù)的三維模式，這種三維立體模型技術(shù)，能夠?qū)ㄖ臉?biāo)高進行明確標(biāo)注，更加符合最初方案設(shè)定的施工標(biāo)準。在應(yīng)用三維模型技術(shù)時，能夠更加全面地掌握所有參與建設(shè)的施工部門提供的詳細信息，確保市政綜合管網(wǎng)各個建設(shè)環(huán)節(jié)的施工尺寸信息能夠得到進一步完善和優(yōu)化。因此，在實際的施工過程中，需要對所有現(xiàn)場施工人員提出更高的要求，以此保證一線工作人員都能夠充分參考設(shè)計方案中設(shè)定的標(biāo)高尺寸，避免由于部分施工人員自身的判斷問題造成施工故障，影響到后續(xù)階段的施工質(zhì)量和施工效率。在將BIM技術(shù)與現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行結(jié)合的過程中，還能夠更加全面地對市政綜合管網(wǎng)的施工任務(wù)進程進行全面監(jiān)測。與此同時，還能夠為不同的監(jiān)管地段提前設(shè)置相應(yīng)的傳感器設(shè)備，模型中能夠通過傳感器的作用對不同環(huán)節(jié)的施工點位變化進行準確呈現(xiàn)。對于市政綜合管網(wǎng)的日常運營管理而言，通過BIM技術(shù)模型的有效運用，能夠做到對所有部位管網(wǎng)進行實時監(jiān)測［5］，對可能出現(xiàn)的各種安全風(fēng)險，提前做好準備，確保在安全事故發(fā)生時能夠及時利用BIM模型對發(fā)生安全事故的管段位置進行準確判斷，全面了解事故產(chǎn)生的原因及事故相關(guān)參數(shù)，從而更好地提升檢修工作的質(zhì)量與效率。此外，技術(shù)監(jiān)督人員還能夠?qū)is作為系統(tǒng)判斷的核心信息平臺，對BIM模型提供的所有數(shù)據(jù)和gis提供的位置信息進行匯總，更加精準地找到故障地點和段位，保證維護工作更加及時。技術(shù)人員還需要針對不同的碰撞類型及位置制訂出相應(yīng)的處理方案，當(dāng)建設(shè)模型經(jīng)過優(yōu)化后，利用BIM技術(shù)能夠協(xié)助組織人員完成組織作業(yè)，通過現(xiàn)代化的信息傳遞方式，將相關(guān)信息傳遞到主機系統(tǒng)中，提升信息傳遞的效率，從而實現(xiàn)市政綜合管網(wǎng)的高質(zhì)量管理。

4.2 市政綜合管網(wǎng)項目的全壽命期BIM仿真模擬

在市政綜合管網(wǎng)項目建設(shè)前期，各相關(guān)部門和相關(guān)專業(yè)要通過BIM技術(shù)進行協(xié)作，實現(xiàn)設(shè)計、施工等信息的共享，從而形成更具數(shù)字化要求的協(xié)同交流體系。在實施過程中，還要利用計算機輔助設(shè)計、施工、運行等方面的數(shù)字化信息仿真技術(shù)，提高市政綜合管網(wǎng)系統(tǒng)的整體運作水平。在將BIM技術(shù)應(yīng)用于市政綜合管網(wǎng)項目的過程中，BIM仿真技術(shù)能夠從模型構(gòu)建、方案優(yōu)化方面進行仿真模擬，根據(jù)現(xiàn)場實際情況對問題進行相應(yīng)的調(diào)整，對于存在的問題及時進行調(diào)整和優(yōu)化。在進行有限檢驗時，必須在設(shè)計階段對市政綜合管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，采用BIM技術(shù)對市政管網(wǎng)項目的整個生命周期進行仿真模擬，以此確保BIM技術(shù)在具體施工過程中各環(huán)節(jié)的合理性，避免返工情況的出現(xiàn)，最大限度提升市政綜合管網(wǎng)的整體質(zhì)量。

4.3 計算機三維仿真軟件的選擇

BIM技術(shù)在市政綜合管網(wǎng)中的有效應(yīng)用，通常需要借助專業(yè)的三維仿真軟件來輔助三維模型的設(shè)計工作，目的是保障市政綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的完整性以及有效性。當(dāng)前，專業(yè)性能較強的三維仿真軟件有繪圖軟件Autocad、三維建模軟件3DsMax以及主要被應(yīng)用于市政設(shè)備工程的設(shè)計軟件Autodesk Revit MEP等。由于每個軟件的應(yīng)用范圍以及使用環(huán)境各不相同，在使用的效果等方面也有一定差別。因此，為了保證BIM技術(shù)能夠在市政管網(wǎng)綜合中發(fā)揮應(yīng)用優(yōu)勢，需要選擇更為合適的三維仿真軟件進行市政綜合管網(wǎng)項目的建設(shè)，從而有效改善市政綜合管網(wǎng)中較為常見的管道交叉以及碰撞等問題。在以上三個軟件當(dāng)中，Autodesk 3Ds Max最顯著的功能優(yōu)勢是其在動畫設(shè)計中顯示的強大渲染能力，但由于該軟件在附件等特殊的設(shè)計內(nèi)容上，難以利用參數(shù)化與智能化建立三維立體仿真模型，所以無法應(yīng)用于管道工程設(shè)計。而Autocad則可以用來制作三維圖形，然而其在對三維圖進行修改時操作較為復(fù)雜，并且無法實現(xiàn)模型的參數(shù)化。相較于以上兩種繪圖軟件，MEP技術(shù)則是通過利用參數(shù)驅(qū)動搭建其BIM三維模型，并針對市政綜合管網(wǎng)工程與各個市政配套設(shè)備工程的各個細節(jié)進行修改、完善，優(yōu)化時十分適用的三維仿真軟件。在市政管網(wǎng)綜合設(shè)計中應(yīng)用MEP技術(shù)，能夠有效地改善管道碰撞與交叉等問題，大大提升了設(shè)計人員在應(yīng)用BIM技術(shù)時的工作效率，促進市政綜合管網(wǎng)設(shè)計水平的全面提升。

4.4 碰撞檢測要點

在市政管網(wǎng)綜合項目施工前，還需要利用BIM技術(shù)進行碰撞檢測，對市政綜合管網(wǎng)項目設(shè)計中存在的問題進行優(yōu)化和調(diào)整。在傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計過程中，較為常見的問題是平、立、剖面圖設(shè)計缺乏一致性，而此類問題最容易導(dǎo)致管網(wǎng)構(gòu)件產(chǎn)生碰撞，造成返工問題，對市政綜合管網(wǎng)工程的施工進度具有嚴重影響，還會產(chǎn)生施工材料的浪費。在市政綜合管網(wǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠及時且全面地檢查設(shè)計中的不足之處，有效避免返工等問題，更好地保證市政管網(wǎng)綜合設(shè)計能夠符合工程建設(shè)需求。此外，碰撞檢測按照專業(yè)進行劃分，可以分為多專業(yè)碰撞檢測與單專業(yè)碰撞檢測兩種。多專業(yè)碰撞檢測主要是指建筑、結(jié)構(gòu)和機電兩個以上的專業(yè)碰撞檢測，而單專業(yè)碰撞檢測則是某一專業(yè)的碰撞檢測，以此確定實際的碰撞點。其中，單專業(yè)碰撞檢測在市政綜合管網(wǎng)中發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，能夠進行更為全面的碰撞檢測，保證故障處理的質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，其在各行各業(yè)都展現(xiàn)出了顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，而市政綜合管網(wǎng)作為城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，將二者相結(jié)合，能夠有效提升市政綜合管網(wǎng)的建設(shè)水平。在市政綜合管網(wǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠大大縮短市政綜合管網(wǎng)的建設(shè)周期，加快城市建設(shè)步伐，還能夠增強排給水管道、熱力管道、電力電纜以及通信電纜等管線敷設(shè)的科學(xué)性與合理性，保證市政綜合管網(wǎng)建設(shè)的整體質(zhì)量，進一步促進城市的現(xiàn)代化發(fā)展。

參考文獻

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