探討基于BIM的市政道路優(yōu)化與設計

王旭良，袁有生，楊萬偉，秦玉歡，吳紅

（中國十七冶集團有限公司）

1 BIM技術概述

所謂BIM技術（建筑信息化模型技術），是通過數(shù)字化信息仿真建筑物正式信息，通過對工程項目的各個階段的信息進行收集與整合，形成可以對工程進行虛擬建造的完整信息模型。為實際施工提供一定的參考和依據(jù)，推動施工項目的順利完成。

2 BIM技術的特點

2.1 可視化

BIM技術具有可視化的顯著特征。利用BIM技術，將傳統(tǒng)的抽象線條轉換為更為具體的設計圖，在此基礎上形成一個三維設計圖，從而將項目的圖紙更為清晰的展現(xiàn)出來。在BIM環(huán)境中，可視化表達項目設計、施工和運營全過程，方便更好的進行的溝通、討論和決策。

2.2 模擬性

BIM技術的模擬性不僅可以將道路優(yōu)化方案進行模擬和呈現(xiàn)，還可以模擬無法在真實世界中呈現(xiàn)出來的一些事情。如在整個項目的施工設計階段，設計人員就可以依據(jù)施工需要，借助BIM技術進行4D模擬。在市政道路優(yōu)化中，通過模擬道路交通的相關情況，來判斷優(yōu)化方案是否可行。

2.3 優(yōu)化性

在項目全壽命周期內，都可以借助BIM技術進行優(yōu)化。項目實施初期，利用BIM技術對時間、環(huán)境、信息等數(shù)據(jù)進行收集，以保證數(shù)據(jù)準確性。在項目施工后期，利用BIM技術計算施工成本，協(xié)助工作人員進行特殊項目設計優(yōu)化，進一步降低工作人員施工難度，便于工程順利展開。

2.4 協(xié)調性

BIM技術有著很強的協(xié)調性。能夠及時發(fā)現(xiàn)施工問題，并通過平臺協(xié)調各部門的溝通效率，促進項目穩(wěn)步進行，保證施工順利完成。

2.5 可出圖性

BIM技術的可出圖性質對建筑物進行展示、協(xié)調和優(yōu)化后生成的綜合設計施工圖，包括綜合管線圖、綜合結構留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等實用的施工圖紙。

3 BIM技術對于市政道路的優(yōu)化設計

3.1 BIM技術在市政道路路基的應用

3.1.1 對于擋土墻碰撞的問題處理

在施工過程中，以擋土墻為支撐抵抗路基由于水流、承載等問題而產(chǎn)生變形。然而在實際施工中，擋土墻與現(xiàn)有道路、地下電纜的碰撞是引起施工進度、質量的主要原因。利用BIM可視化和模擬性，提前對擋土墻應用進行模擬，降低擋土墻對周圍環(huán)境的影響，減少施工階段的變更設計，縮短工期并且提高施工質量。

3.1.2 優(yōu)化碎石樁的排布

碎石樁施工時，因不同的排布方式和順序不當時嚴重影響整個道路的施工質量。利用BIM技術的虛擬施工和可優(yōu)化性，事前進行優(yōu)化排布和虛擬施工，保證后續(xù)施工順利進行。同時利用BIM技術中統(tǒng)計功能，對優(yōu)化后的結果進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)制作關于碎石樁排布平面定位圖。

3.1.3 優(yōu)化臨時施工道路

圖1 人行路線圖

圖2 罐車行進路線圖

在項目施工過程中，臨時施工道路往往因材料堆放、施工車流較多、行人穿行、交通擁堵導致現(xiàn)場安全隱患較大，安全文明施工較差。利用BIM技術來表現(xiàn)施工的效果、檢查碰撞、調整布局，按照規(guī)范要求、方案要求和具體過程情況，形成合理的道路方案。

例如，馬鞍山鄭蒲港新區(qū)金蒲電子產(chǎn)業(yè)園工程占地20.4萬㎡（306畝），建筑面積37.7萬m2。包含15棟標準化廠房和1棟綜合辦公樓。施工道路在新陶路設出入口，所有綜合管網(wǎng)提前預埋過路管道。但由于當?shù)毓こ虉龅鬲M窄、單體較多，給臨時道路布置，材料堆放，施工平面管理、文明施工帶來一定難度。而借助BIM技術，在道路修建之前對設計的方案進行了模擬，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并及時對施工方案進行了整改和優(yōu)化，進而滿足了實際施工的要求。同時，對于提前填埋管道出現(xiàn)的問題，借助這一技術還可以增加管道填埋的深度，降低填埋管道之間的發(fā)生問題的概率。優(yōu)化后的人行和罐車行進路線（見圖1、圖2）。

3.2 BIM技術在市政管網(wǎng)中的應用與優(yōu)化

3.2.1 設計思路優(yōu)化的應用

將BIM技術運用于設計階段的方案設計、初步設計、施工圖設計，論證擬建項目的技術可行性和經(jīng)濟合理性，借助可視化管理平臺，讓設計與施工做到無縫對接，從源頭解決圖紙問題，減少設計變更，提高施工效率。在方案設計階段利用BIM的數(shù)字化表達，確保市政工程、工藝、技術經(jīng)濟指標有機統(tǒng)一。在初步設計階段深化模型并分析核查，利用BIM對各專業(yè)空間關系和可實施性進行檢查。在施工圖階段生成施工圖紙和模型，表達圖紙設計意圖和設計效果作為項目施工的依據(jù)。

3.2.2 市政道路施工環(huán)境設計與優(yōu)化

擬建模型結合原地貌和建筑物，在三維中進行總體性施工組織可視化推演分析、多方案比選、多方論證、擇優(yōu)實施、統(tǒng)籌組織協(xié)調。結合周邊道路車流量數(shù)據(jù)信息，分階段進行交通轉換模擬分析，輔助制定交通轉換專項方案，保障現(xiàn)場主體施工和市政交通通行互不干擾，周邊交通順暢、有序，交通轉換方案達到最優(yōu)。在BIM模型中可視化模擬分析拆遷關鍵區(qū)域，輔助制定分期征地拆遷方案，制定合理的出土線路和機械配置方案。確保工期、安全的同時，降低實施難度（見圖3）。

4 結語

圖3 交通轉化方案圖

總而言之，BIM技術作為市政道路建筑工程中的重要施工技術，對其進行技術以及應用方面的探討，不僅可以確保道路施工的順利展開，還可以使得整個建設過程充分發(fā)揮自身效益。BIM技術的應用還可以實現(xiàn)對整個施工過程的質量以及效率控制，在圖紙設計階段、施工準備階段，實際施工階段以及施工驗收階段借助于這一技術可以有效避免傳統(tǒng)技術工作中出現(xiàn)的弊端，為推進道路交通事業(yè)發(fā)展提供了有效的借鑒。