探析BIM技術(shù)在地下市政管網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

燕曉輝

（山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 東營 257091）

1 BIM技術(shù)的概念和特點(diǎn)

BIM，中文含義即建筑信息模型，BIM技術(shù)基于三維數(shù)字技術(shù)對建筑工程各相關(guān)信息建立模型，BIM技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)三維數(shù)字技術(shù)將建筑工程項(xiàng)目的設(shè)施實(shí)體進(jìn)行數(shù)字化的表達(dá)，從而使建筑工程相關(guān)信息直觀詳盡地表達(dá)出來。目前，我國建筑工程行業(yè)使用較多的建模應(yīng)用軟件工具有Revit和Achi-CAD等，BIM技術(shù)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。

1.1 可視性

傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)過程和施工過程借助CAD二維平面圖紙，BIM技術(shù)是在確保各構(gòu)件屬性信息與實(shí)際情況高度一致的基礎(chǔ)上，利用三維立體方式將工程構(gòu)件和工程整體進(jìn)行直觀展現(xiàn)，通過利用BIM技術(shù)建立工程模型，能夠?qū)⒐こ倘芷趦?nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè)過程和工程完成后的效果直觀地呈現(xiàn)給相關(guān)人員，為相關(guān)人員進(jìn)行交流溝通和制定決策構(gòu)建起信息交流與共享的平臺(tái)。

1.2 模擬性

BIM技術(shù)的模擬性體現(xiàn)在多個(gè)方面，不僅能對建筑的信息模型進(jìn)行模擬，也能對建筑工程全生命周期的每個(gè)階段的操作進(jìn)行模擬。在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，利用BIM技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)需要進(jìn)行確認(rèn)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬驗(yàn)證，例如，日照模擬、節(jié)能模擬等，在工程施工環(huán)節(jié)，能夠結(jié)合施工現(xiàn)場的施工情況對場地進(jìn)行模擬，從而對施工現(xiàn)場的布置方案進(jìn)行優(yōu)化，使得施工現(xiàn)場布置更加合理，在項(xiàng)目運(yùn)營環(huán)節(jié)，也能夠?qū)θ粘Ｍ话l(fā)事件的處理進(jìn)行模擬。

1.3 優(yōu)化性

地下市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)的規(guī)模通常很大，地下市政管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作需要對工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化，BIM技術(shù)能夠建立起工程綜合數(shù)據(jù)信息模型，能夠?qū)?fù)雜的地下市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)、整體和特殊部分進(jìn)行綜合優(yōu)化，從而將項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為更科學(xué)合理和更可靠有效的優(yōu)化成果。

1.4 協(xié)調(diào)性

工程在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，需要各方設(shè)計(jì)人員協(xié)同配合完成設(shè)計(jì)工作，如果設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路發(fā)生偏離，就會(huì)造成設(shè)計(jì)圖紙和施工方案不能正常協(xié)調(diào)，在施工環(huán)節(jié)，相關(guān)施工單位需要時(shí)刻進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，如果協(xié)調(diào)工作出現(xiàn)問題就會(huì)導(dǎo)致預(yù)定方案發(fā)生變更，BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)的低效率溝通模式，BIM模型數(shù)據(jù)庫與視圖之間是雙向關(guān)聯(lián)的，修改模型中任何一點(diǎn)都會(huì)引起模型的其他部位發(fā)生修改，依靠BIM平臺(tái)的協(xié)作功能，工程相關(guān)參與方可以在BIM模型上對工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中可能發(fā)生的問題進(jìn)行交流和協(xié)調(diào)，及時(shí)對各個(gè)環(huán)節(jié)潛在的問題進(jìn)行調(diào)整。

2 BIM進(jìn)行地下市政管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的流程

2.1 地下市政管網(wǎng)工程整體模型的建立

地下市政管網(wǎng)工程的管線情況非常復(fù)雜，地下市政管網(wǎng)通常包括給排水管道、電力通信電纜、天然氣管道、熱力管道等。BIM技術(shù)管線設(shè)計(jì)建模時(shí)，能夠根據(jù)不同專業(yè)的施工圖紙和施工要求進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，將不同系統(tǒng)采用不同的顏色進(jìn)行分區(qū)，在建模時(shí)，為了降低模型后期管線修改的工作難度，建模的次序要根據(jù)管線的實(shí)際分布狀況，按照先大管后小管的原則進(jìn)行模型構(gòu)建。

2.2 管線調(diào)整避讓

管線避讓是為了避免管線之間發(fā)生碰撞和控制管線埋深，在管線建模過程中，需要隨時(shí)觀察管線的空間位置關(guān)系并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)完成局部區(qū)域的建模后，應(yīng)及時(shí)利用BIM軟件的碰撞檢測工具檢查管線中出現(xiàn)碰撞和沖突的地方并進(jìn)行調(diào)整，通常避免等到全部管線建模完成后再進(jìn)行碰撞檢測，否則會(huì)導(dǎo)致軟件的檢測耗時(shí)很長，而且給調(diào)整工作也增大了難度，利用BIM模型為精確地控制管線高度創(chuàng)造了條件，BIM模型在管線交匯的區(qū)域可以進(jìn)行精確實(shí)體避讓，以確保埋深和管線敷設(shè)符合規(guī)定要求。

2.3 匯總數(shù)據(jù)及出圖

完成模型構(gòu)建后，需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、保存并出圖，圖紙通常包括傳統(tǒng)圖紙和管線標(biāo)高層次圖紙兩種，傳統(tǒng)圖紙主要包括管線綜合平面圖和局部剖面大樣圖等，此類圖紙與傳統(tǒng)二維圖紙差別不大，但是，在管線關(guān)系復(fù)雜度較高的局部區(qū)域，為了幫助施工人員理解圖紙?jiān)O(shè)計(jì)意圖，需要有意增添三維軸側(cè)視圖。管線標(biāo)高層次示意圖是指利用顏色深淺和色調(diào)不同直觀反應(yīng)管線標(biāo)高的彩色平面圖，區(qū)別于傳統(tǒng)圖紙的是，管線標(biāo)高層次示意圖的局部和整體更加直觀，為設(shè)計(jì)人員和施工人員后續(xù)調(diào)整和施工提供便利。

3 BIM技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用策略

3.1 管道與材料表中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以用于市政給排水工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在拍圖環(huán)節(jié)中能夠充分考慮市政給排水管道的實(shí)際需要，確保最大長度符合工程方需要，市政給排水工程施工人員會(huì)按照圖紙對管道設(shè)計(jì)，當(dāng)在施工環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題時(shí)，能夠?qū)D紙進(jìn)行分析和修正，對施工中管道圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問題進(jìn)行及時(shí)修改完善。BIM技術(shù)也可以用于材料表設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行給排水材料編制時(shí)，一般都要根據(jù)CAD圖紙進(jìn)行實(shí)測與統(tǒng)計(jì)，這樣的工作耗時(shí)較長且易出錯(cuò)，如果需要對圖紙進(jìn)行修改則進(jìn)度會(huì)受到嚴(yán)重影響，引入BIM技術(shù)后，BIM技術(shù)自身帶有數(shù)據(jù)庫特征，設(shè)計(jì)人員可以在第一時(shí)間獲得詳細(xì)的材料表，為工程進(jìn)行科學(xué)化預(yù)算提供了便利。

3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在BIM技術(shù)所建立的工程模型中，能夠?qū)⒐こ淘O(shè)計(jì)的三維圖、二維圖和明細(xì)表等信息呈現(xiàn)出來，只要對模型參數(shù)做出修改，就能對相關(guān)模型視圖和明細(xì)表等相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，此外，相關(guān)人員只要對所需信息做出及時(shí)更新和修改，即可確保工程模型處于良好運(yùn)行狀態(tài)，尤其在給排水工程平面布設(shè)中，需要對設(shè)計(jì)圖紙中消防栓等器具的位置進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)消防栓等器具的數(shù)目發(fā)生變化時(shí)，材料表中必須充分表現(xiàn)出來。因此，BIM技術(shù)在市政給排水工程參數(shù)設(shè)計(jì)中具有獨(dú)特優(yōu)勢，可以輔助工程施工進(jìn)行和提高市政給排水工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.3 安裝模型中的應(yīng)用

市政給排水工程通常設(shè)計(jì)復(fù)雜且施工工序煩瑣，尤其在給排水管道和道路等交匯區(qū)域施工中需要特別重視，例如，在吊頂環(huán)境中施工時(shí)，施工的工序和工況往往比較復(fù)雜，施工人員需要耐心細(xì)致的開展工作，盡可能防止施工中出現(xiàn)問題，在工程施工過程中，BIM技術(shù)能夠建立安裝模型，對給排水工程安裝進(jìn)行科學(xué)有效的指導(dǎo)，促使安裝工作得以順利開展，在施工的實(shí)際操作環(huán)節(jié)，在BIM設(shè)計(jì)中引入時(shí)間維度參數(shù)能夠使安裝模型設(shè)計(jì)更加符合給排水工程實(shí)際施工的需要。

3.4 信息獲取傳輸和可視化方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代給排水設(shè)計(jì)中，能夠利用BIM技術(shù)建立起工程信息化模型，在信息化模型中可以隨時(shí)獲取所需相關(guān)信息，并且信息的準(zhǔn)確性可以得到保障。同時(shí)，在市政給排水施工環(huán)節(jié)中，應(yīng)用BIM技術(shù)可以最大化地保證信息在傳輸過程中的完整性和準(zhǔn)確性，防止信息出現(xiàn)偏差和遺漏。

3.5 設(shè)計(jì)協(xié)同方面的應(yīng)用

利用CAD方式進(jìn)行市政給排水工程設(shè)計(jì)制圖時(shí)，設(shè)計(jì)圖紙所呈現(xiàn)出的設(shè)計(jì)形象往往非常復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)圖紙某些地方需要作出修改，設(shè)計(jì)人員需要對圖紙進(jìn)行實(shí)際修改，利用CAD繪圖方式進(jìn)行市政給排水工程設(shè)計(jì)時(shí)，微小信息的調(diào)整比較麻煩會(huì)對整體信息傳輸帶來影響，在市政給排水施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠構(gòu)建起工程信息模型，并能進(jìn)行工程模擬施工，將給排水工程設(shè)計(jì)和施工中所涉及到的所有信息進(jìn)行匯總，尤其能夠明確地標(biāo)注出水泵具體尺寸和實(shí)際用電量情況，同時(shí)，在BIM模型中可以對跨專業(yè)信息進(jìn)行讀取，當(dāng)進(jìn)行水泵電量修改時(shí)，能夠有針對性地對負(fù)荷方面的信息重新作出計(jì)算和修改，因此，利用BIM技術(shù)構(gòu)建工程模型可以有力的保證檢查信息的準(zhǔn)確度，為順利完成市政給排水工程勘查工作提供保障，促進(jìn)市政給排水工程設(shè)計(jì)協(xié)同能力的提升，此外，借助BIM技術(shù)能夠使所有工程參與方和參與人員積極參與到工程方案設(shè)計(jì)中，建立起共同參與和有機(jī)協(xié)作的設(shè)計(jì)模式，為工程設(shè)計(jì)工作的實(shí)際效率提供保障。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)應(yīng)用于地下市政管網(wǎng)工程中具有全面模擬和可視化等諸多優(yōu)勢，能夠很好地為地下市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)維工作服務(wù)，對BIM技術(shù)的優(yōu)勢和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究，能夠有力地促進(jìn)BIM技術(shù)在地下市政管網(wǎng)工程中的發(fā)展，BIM技術(shù)將在我國地下市政管網(wǎng)工程中扮演重要的角色，有效地促進(jìn)了我國地下市政管網(wǎng)工程質(zhì)量的提高。