淺談BIM 技術在管線施工中應用的經濟效益

杜 娟 劉冰洋 宋朝祥 李 艷 吳佳懋

（海南大學土木建筑工程學院，海南海口570228）

0 引言

隨著信息化建設的逐步推進，建筑信息模型技術，即BIM（Building Information Modeling）技術在三維管線綜合和造價管理領域發(fā)揮了較大的作用。沈亮峰將BIM技術應用于地鐵車站的三維管線綜合設計[1]，王巴圖將BIM技術應用于路橋工程的全過程造價管理[2]，李月香研究了BIM技術對綠色建筑增量經濟效益的影響[3]。農村供水工程是我國深入推進農村飲水安全，進一步提高農村供水事業(yè)發(fā)展水平，促進城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的重要基礎建設項目，將基于BIM技術的三維管線綜合設計引入水廠項目管線施工，可以有效解決管線碰撞、工程變更和二次返工等問題，提高質量與效率，節(jié)省時間與投入。

1 工程概況

本水廠項目依據制水流程，布置孔室絮凝斜管沉淀池、重力無閥濾池、清水池、加藥間、工作管理間，生產區(qū)與管理區(qū)之間用綠化帶隔離。管道系統(tǒng)有供水管系統(tǒng)、污水管系統(tǒng)、雨水管系統(tǒng)、自來水管系統(tǒng)、加藥管系統(tǒng)和各種閥門及電動泵。項目管道眾多、節(jié)點數量較多，施工工藝復雜。

2 基于BIM的經濟效益分析

2.1 優(yōu)化圖紙

工程項目中前期不確定因素和開發(fā)過程中突發(fā)因素較多，圖紙變更是難以避免的問題。設計環(huán)節(jié)決定了工程項目70%的成本支出，設計變更所帶來的成本問題不容忽視。設計單位對圖紙中某些專業(yè)性較強的項目僅給出基本材料做法及形狀，并無詳細的節(jié)點做法。

將原始圖紙三維化轉換成立體模型后，可以更清晰地發(fā)現(xiàn)圖紙問題，發(fā)揮施工單位在實施方面的專業(yè)優(yōu)勢，提高工程的功能、質量及結構性能，更好地滿足設計及規(guī)范要求，同時達到利于施工的目的，減少施工過程中的工程變更。通過基于BIM技術的三維建模，發(fā)現(xiàn)了16處圖紙問題，包括構件沖突、結構重復、空間不足等，可減少施工變更，根據工程設計成本和圖紙內容，估算節(jié)省成本7.4%。

2.2 管線綜合

在Revit模型中構造各專業(yè)管線，確保在施工前完成所有線路的綜合處理。由于工程管道數量大，構造復雜，裝配難度較大，其中電力、暖通等專業(yè)管道預裝配超過10次，其他水管預裝配也達到5次以上，綜合預裝配方案多達6個，通過對預裝方案的逐步審理，找出最優(yōu)方案，大大減少了施工中可能出現(xiàn)的問題。其中最終方案較初始方案約節(jié)省施工材料4%，占總成本的3.2%，如表1所示。

表1 預裝配方案材料表

2.3 碰撞檢查

管道圖紙在2D平面圖中都是以平面線的形式存在，也不同于建筑圖紙，無法很好地用平面線表現(xiàn)出高度差，這樣容易產生管道碰撞的問題。同時，由于管道圖紙和建筑圖紙是分開設計的，一般的建筑圖紙都不會標注洞口，即使畫好了預留洞口，也會有洞口位置不精確的問題，導致施工時要重新開補洞口，影響建筑物的整體性。

利用BIM的碰撞檢測功能，可以迅速地將三維模型中的管道碰撞、管道和建筑碰撞檢測出來，進行合理的優(yōu)化修改和精準的洞口預留。同時能精準定位沖突點的構件，完成優(yōu)化修改。根據碰撞檢查沖突報告（表2），檢測出管道之間有10個沖突點，并標記了管道編號。根據碰撞檢查報告，將沖突部位一一糾正，計算節(jié)省的管道長度，約占施工總成本0.3%，如表3所示。

表2 管道碰撞檢查報告

2.4 進度控制

工程建設是一個多工序搭接、多單位參與的過程，工程進度計劃是由各個子計劃搭接而成的。而在傳統(tǒng)的進度計劃控制技術中，各子計劃間的邏輯順序需要技術人員來確定，難免出現(xiàn)邏輯錯誤，造成拖延。

表3 碰撞檢查節(jié)約材料

通過BIM技術的4D管理，可以對工程實現(xiàn)可視化安排。BIM可以按月、周、天直觀地顯示進度計劃，不僅方便工程管理人員進行不同方案之間的比對，選擇符合進度要求的施工方案，另一方面也便于管理人員發(fā)現(xiàn)各個子計劃中的邏輯錯誤，及時進行調整，優(yōu)化進度計劃。通過多平臺協(xié)同作業(yè)和Naviswork進度模擬，解決了大部分工程間沖突，將工期提前了2天，節(jié)約了施工成本3.33%。

工程整體經濟效益如表4所示。

表4 整體成本控制

3 結語

綜上所述，本工程通過Naviswork、Revit、Enscape等軟件的綜合應用，表現(xiàn)了BIM技術在水廠工程項目管線綜合和造價管理中的顯著成效。解決了施工過程中管線碰撞問題，避免了二次返工，提高了工程施工質量控制水平和效率，減少了施工成本約14.2%，大大降低了工程成本，為BIM技術在造價管理中的應用提供了一定的借鑒意義和參考價值。