市政水廠復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：在市政水廠建設(shè)過程中，需要通過合理進行設(shè)計和布局的方式，保證水廠運轉(zhuǎn)能夠達到理想狀態(tài)，確保能夠為廣大民眾帶來穩(wěn)定的水源供給。在此過程中如果遇到復(fù)雜的構(gòu)筑物，一般會借助先進技術(shù)完成構(gòu)筑物的設(shè)計，確保整體設(shè)計方案能夠與實際情況相符，可以為復(fù)雜構(gòu)筑物整體工程建設(shè)提供可靠指導(dǎo)和依據(jù)。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技術(shù)具有可視化與操作簡便等優(yōu)勢，會對復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計產(chǎn)生積極影響，是設(shè)計工作中常用的重點技術(shù)。鑒于此，在進行市政水廠復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計時，可以通過BIM技術(shù)完成相關(guān)設(shè)計任務(wù)，這也是研究的重點。

關(guān)鍵詞：管線施工復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計市政水廠三維模型碰撞檢查

中圖分類號：TP393

ResearchontheApplicationofBIMTechnologyintheDesignofComplexStructuresinMunicipalWaterPlants

LONGHuiCHENXiaojunLUSong

ChinaMunicipalEngineeringCentralandSouthDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.Wuhan，HubeiProvince，430010China

Abstract：Intheconstructionprocessofmunicipalwaterplants，itisnecessarytoensurethatthewaterplantcanoperateinanidealstateandprovidestablewatersupplytothegeneralpublicthroughreasonabledesignandlayout.Ifcomplexstructures/OTWNoRk49Gr5d+T7RhSeg==areencounteredduringconstructionprocess，advancedtechnologyisgenerallyusedtocompletethedesignofthestructures，ensuringthattheoveralldesignschemeisconsistentwiththeactualsituation，whichcanprovidereliableguidanceandbasisfortheoverallconstructionofcomplexstructures.（BuildingInformationModeling，BIM）technologyhasadvantagesinvisualizationandeasyoperation，whichwillhaveapositiveimpactonthedesignofcomplexstructures，anditisakeytechnologyusedindesignwork.Inviewofthis，whendesigningcomplexstructuresofmunicipalwaterplants，therelevantdesigntaskscanbecompletedthroughtheapplicationofBIMtechnology，whichisalsothefocusofthisarticle.

KeyWords：Pipelineconstruction;Designofcomplexstructures;Municipalwaterplants;3Dmodel;Collisioninspection

BIM技術(shù)會通過對三維信息技術(shù)的應(yīng)用，對工程施工全生命周期展開管理，為設(shè)計以及施工等各項工作開展提供有效輔助?？梢酝ㄟ^對該項技術(shù)的應(yīng)用，高質(zhì)量完成建筑物自身信息表達以及優(yōu)化工作流程等任務(wù)，能夠利用各項數(shù)據(jù)信息完成數(shù)字化模型的建設(shè)，將相關(guān)內(nèi)容以更加清晰直觀的方式呈現(xiàn)出來，方便設(shè)計人員以及施工管理人員進行應(yīng)用。可以利用模型展開場地布置優(yōu)化以及管線碰撞檢查等一系列操作，能夠為技術(shù)交底以及質(zhì)量安全管理等各項工作開展提供詳細解決方案以及各項數(shù)據(jù)，能夠為復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計提供可靠支持和助力。

1工程項目基本情況

為更好地對BIM技術(shù)在復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計中的應(yīng)用進行分析，在此將以實際案例為例，對技術(shù)應(yīng)用進行研究。

本次工程為河南某地市政水廠建設(shè)項目，整體項目占地面積72500m2，包括清水池、門衛(wèi)以及綜合樓等內(nèi)容。在進行水廠建設(shè)過程中，需要重點做好凈水廠構(gòu)筑物以及相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)，完成112.839km供水管網(wǎng)的設(shè)置。保證在水廠建成之后，能夠完成城市生活用水以及生產(chǎn)用水的供給，各項建筑物能夠按照使用功能高質(zhì)量完成建設(shè)任務(wù)，進而投入水廠運營之中。在實際進行設(shè)計時，由于構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，所以將采用BIM技術(shù)為設(shè)計工作開展提供輔助。

2設(shè)計工作開展重難點分析

2.1設(shè)計與施工相脫節(jié)

本次工程設(shè)計需要涉及多個領(lǐng)域以及多種專業(yè)，各專業(yè)之間需要保持有效協(xié)調(diào)，保證設(shè)計方案能夠與實際情況相符，能夠為項目實際施工提供指導(dǎo)。但就實際設(shè)計施工方案而言，存在沒有和施工單位進行有效協(xié)調(diào)，設(shè)計圖紙內(nèi)容和實際施工相脫節(jié)的情況，各圖紙設(shè)計合理之處有待提升，整體設(shè)計方案還需要優(yōu)化。

2.2施工場地存在限制

本次項目建設(shè)空間相對較小，建設(shè)用地和高速公路距離相對較近，存在大型機械進場困難以及建筑材料運輸困難等方面的問題。在進行設(shè)計時，需要對各方面問題進行充分考量，并制訂出有效方案，保證后續(xù)施工能夠順利實施。需要做好施工現(xiàn)場空間布置以及物料堆放等各方面內(nèi)容的考量，避免因設(shè)計不當(dāng)而導(dǎo)致后續(xù)施工無法開展。

2.3單體工程較多

本次工程項目建筑單體相對較多，需要做好管廊門衛(wèi)以及沙濾池等各部分內(nèi)容的設(shè)置。整體需要進行設(shè)計的構(gòu)筑物達到11個，每個構(gòu)筑物單體結(jié)構(gòu)都存在體量較大且相對復(fù)雜的問題。由于是市政工程，整體工程精度要求相對較高，所以整體工程設(shè)計難度相對較大。在施工過程中可能會出現(xiàn)設(shè)計變更較多的情況，需要在規(guī)定時間內(nèi)完成相關(guān)設(shè)計任務(wù)，且能夠按照實際情況對設(shè)計做出科學(xué)調(diào)整。

2.4管線施工較為復(fù)雜

本次管線施工周期相對較短，內(nèi)外管線布置相對較為復(fù)雜，如果在進行設(shè)計時沒有進行科學(xué)處理，容易出現(xiàn)布局錯漏或者工程返工等方面的狀況。強調(diào)在進行設(shè)計時，需要做好整體布局檢查以及碰撞試驗檢測等各項工作。需要保證設(shè)計方案的可行性和有效性，確保設(shè)計不會出現(xiàn)缺漏問題，以便保證能夠在規(guī)定時間內(nèi)高質(zhì)量完成管線方面布置任務(wù)。

3市政水廠復(fù)雜構(gòu)筑物設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1做好圖紙優(yōu)化工作

為解決2D圖紙直觀性不足問題，在進行構(gòu)筑物的設(shè)計過程中，需要通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，對圖紙進行優(yōu)化升級。需要在正式展開工程設(shè)計之前，對工程各項數(shù)據(jù)信息進行收集。掌握水廠建設(shè)各項情況以及通過進行前期勘察的方式，明確所在區(qū)域地質(zhì)條件和水文條件等各項內(nèi)容。利用軟件將各項信息輸入其中，完成數(shù)據(jù)化模型建設(shè)。當(dāng)完成模型建設(shè)之后，需要運用軟件具有的智能化功能，對整體模型進行全面審核。設(shè)計人員需要通過對模型所呈現(xiàn)出設(shè)計方案的全方面分析，確定是否存在設(shè)計錯誤或者設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)置不合理的情況。通過精準進行調(diào)節(jié)的方式，做好設(shè)計優(yōu)化。通過不斷對模型進行深化處理的方法，保證設(shè)置合理性，降低后續(xù)設(shè)計變更可能性。

3.2構(gòu)建三維模型

需要利用軟件完成三維模型的建設(shè)（如圖1所示），以直觀、立體化的方式將水廠建設(shè)基本情況完全呈現(xiàn)出來。在進行三維模型的建設(shè)過程中，不僅要如上文所述，通過輸入各項數(shù)據(jù)的方式完成基本模型的建設(shè)，方便設(shè)計人員進行分析和研究，同時還要對各項細節(jié)以及各部分構(gòu)筑物的具體設(shè)置方法進行模型設(shè)計。需要運用軟件自身具備的功能，通過對各項細節(jié)模型建設(shè)以及對整體模型進行建設(shè)的方法，確保能夠隨時利用模型對各部分細節(jié)進行優(yōu)化處理。

3.3做好碰撞檢查

和其他工程施工有所不同，市政水廠施工需要做好大量管道設(shè)計和鋪設(shè)工作。強調(diào)需要通過對管線設(shè)計內(nèi)容進行充分性分析和研究的方式，做好管線布置的協(xié)調(diào)工作。應(yīng)通過構(gòu)建模型的方法，利用模型自身具備的虛擬化功能，對管線施工各項情況進行綜合評估，通過展開碰撞檢查的方式，確定管線設(shè)置是否合理。如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)一根管道完成施工之后出現(xiàn)和另一根管道發(fā)生碰撞的情況，需要耗費大量人力、物力進行改線處理，或者通過增加彎頭的方式解決該項問題。為避免類似問題發(fā)生，需要做好碰撞檢查。需要通過對模型的應(yīng)用，對土建專業(yè)中的墻體以及梁柱等碰撞情況進行檢查，并且對水管管道以及其他管線之間的碰撞情況進行檢查。通過利用軟件自動生成碰撞檢測報告的方式，做好問題檢測。在本次工程中，需要通過構(gòu)建模型的方式，利用軟件進行漫游檢查。通過進行三維模擬的方法，對管線碰撞以及錯漏問題進行全方位檢測。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)存在多處管線設(shè)置錯漏以及碰撞等方面問題，設(shè)計人員需要根據(jù)問題產(chǎn)生具體原因，制定出針對性應(yīng)對策略。在完成物理硬碰撞的檢測之后，需要對間歇碰撞、軟碰撞實時檢測。通過利用專用檢測軟件進行配置測試調(diào)節(jié)的方法，做好點線面的碰撞檢測操作。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)梁和門相交位置存在碰撞問題，沒有做好陽臺雨棚部分的設(shè)置，在和有關(guān)單位進行積極溝通之后，完成了該部分問題的妥善解決。

3.4做好場地布置與技術(shù)交底

因為在進行復(fù)雜構(gòu)筑物的設(shè)計過程中，不僅要對整體構(gòu)筑物細節(jié)進行合理設(shè)置，保證整體設(shè)計方案的科學(xué)性，同時還要通過對場地布置情況進行優(yōu)化處理的方法，確保后續(xù)施工面可能會出現(xiàn)的交叉重疊問題能夠得到妥善解決，能夠保證后續(xù)施工可以順利進行。需要根據(jù)整體建設(shè)模型，對工具棚、線路等各部分設(shè)置進行全方面模擬，通過對現(xiàn)場布置情況進行綜合分析的方法，保證構(gòu)筑物的整體場地設(shè)置能夠達到最優(yōu)狀態(tài)。需要根據(jù)施工場地具體情況以及相關(guān)規(guī)定要求，科學(xué)展開辦公區(qū)域、安全區(qū)域等各部分的設(shè)置，做好資源分配工作，保證施工能夠有序進行。同時，需要利用模型展開技術(shù)交底工作，幫助施工人員通過對模型的分析和研究，掌握各部分施工重點和施工難點，確保整體構(gòu)筑物的建設(shè)能夠達到預(yù)期目標，不會因為施工人員理解不當(dāng)而出現(xiàn)錯誤操作的情況。

3.5展開關(guān)鍵施工工藝模擬

由于復(fù)雜構(gòu)筑物整體建設(shè)相對較為復(fù)雜，在施工過程中可能會出現(xiàn)技術(shù)方面問題，所以在進行設(shè)計時還需要通過對施工工藝進行模擬的方式，通過和施工團隊進行密切溝通和配合的方法，對整體施工方案進行合理規(guī)劃，保證后續(xù)施工能夠順利進行，設(shè)計價值和優(yōu)勢能夠發(fā)揮到最大。在完成建筑信息模型建設(shè)之后，需要將施工進度、關(guān)鍵技術(shù)等各項內(nèi)容融入模型之中，通過展開施工模擬方法，對施工全過程進行模擬分析。確保能夠?qū)?fù)雜構(gòu)筑物的各項施工設(shè)置、施工進度等各項情況有更加清晰的了解，并且能夠?qū)ζ渲写嬖诘脑O(shè)計不當(dāng)問題進行及時調(diào)解。

由于本次復(fù)雜構(gòu)筑物對于斜屋面澆筑施工要求相對較高，所以，在此將重點對斜屋面澆筑施工模擬內(nèi)容進行深度探討。本次工程在進行斜屋面澆筑過程中，對于混凝土成型精度有著較為嚴苛的要求。強調(diào)斜屋面部分施工不僅要嚴格控制預(yù)留施工縫數(shù)量，同時還要嚴禁出現(xiàn)滲漏等方面問題。為保證施工設(shè)計效果能夠達到最佳，需要在設(shè)計階段通過進行施工模擬的方式，確定斜屋面澆筑施工方案是否可行，各項參數(shù)設(shè)置是否合理。需要通過利用該項技術(shù)進行澆筑方案施工模擬的方法，對自重、坡度等影響造成混凝土流向指定位置的具體情況進行全方面模擬，確保能夠高質(zhì)量完成下層柱、梁等各部分一次澆筑施工方案設(shè)計。

4結(jié)語

強調(diào)需要進一步加強對BIM技術(shù)應(yīng)用的研究力度，按照市政水廠建設(shè)具體要求以及復(fù)雜構(gòu)筑物整體布局等各方面條件，利用該項技術(shù)構(gòu)建模型，通過對各項內(nèi)容進行直觀分析的方式做好設(shè)計工作。應(yīng)利用模型合理展開管線碰撞檢查以及圖紙設(shè)計變更等各項處理，通過對施工過程進行模擬的方式，確定設(shè)計方案是否可行，幫助施工團隊更好地對設(shè)計方案進行理解，保證設(shè)計方案能夠得到高質(zhì)量執(zhí)行，保證最終復(fù)雜構(gòu)筑物的建設(shè)效果。

參考文獻

[1]張?zhí)?BIM技術(shù)在水廠工程建設(shè)管理中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（26）：44-46.

[2]程銘希.BIM技術(shù)在某水廠供水系統(tǒng)EPC管理中的應(yīng)用探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（20）：24-26.

[3]王培成，鐘俊彬，周文斌，等.BIM技術(shù)在給水工程物化階段碳足跡評估中的應(yīng)用研究[J].市政技術(shù)，2023，41（7）：221-227.

[4]陳波.基于BIM技術(shù)的市政專業(yè)設(shè)計難點及解決方案探究[J].中國設(shè)備工程，2023（8）：218-220.

[5]李妍蓓.工程項目運維階段BIM應(yīng)用成熟度評價研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2022.

[6]岳疆陶.呼延水廠供水工程成本控制改進研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2021.