BIM技術在市政給排水管線設計中的應用探索

趙建偉 鄒婷婷

(長春市市政工程設計研究院，吉林 長春 130000)

0 引言

市政給排水設計階段對BIM技術的應用具有重要意義，設計人員利用BIM技術對給排水管線分布情況以及給排水設計階段存在的問題進行深入分析，并探索有效的措施及方法。BIM技術支持模型的建立和應用，通過對以往給排水設計方案的優(yōu)化，可以保證工程的有序進行，為項目的建設提供了良好的基礎條件，因此，深入的策略研究分析具有一定的現(xiàn)實意義。

1 市政給排水管線設計影響因素

市政給排水系統(tǒng)設計過程中，有許多因素需要考慮。對于降水量較大的地區(qū)或沿海地區(qū)，應根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)條件和氣候條件，加強給排水設施建設，防止路面嚴重積水。設計給排水管線時，應嚴格遵守有關標準規(guī)范的要求，確保給排水管線結(jié)構(gòu)與排水管線布置合理，并合理設置排水檢查井、給水閥門井、排水泥井等設施。管道排布設計中，還應遵循相關設計標準，合理設計管道支架等結(jié)構(gòu)，保證管道排布有序，避免因排布混亂或接口部分質(zhì)量不合格而影響市政給排水管線的正常使用。但在許多市政工程給排水設計過程中，未能充分考慮設計影響因素，且部分設計人員缺乏專業(yè)知識，對相關設計標準缺乏了解，導致設計過程中存在諸多漏洞。除人為因素外，在給排水管線設計過程中，傳統(tǒng)技術存在很大的局限性。CAD設計模式下，在設計圖紙中只能體現(xiàn)平面信息，且受繪圖精度和標注錯誤的影響，容易干擾實際施工。此外，傳統(tǒng)的市政給排水管道設計方法存在設計效率低下的問題。尤其對于一些大型工程，排水溝結(jié)構(gòu)復雜，更容易影響設計的效率和可靠性。為此，應積極探索城市給排水管線設計的技術創(chuàng)新途徑，依靠先進的技術手段，不斷提高城市給排水管線設計水平。

2 在市政給排水管線設計中BIM技術的具體應用

2.1 設計出圖環(huán)節(jié)

BIM技術能為設計階段的出圖工作提供良好的基礎條件。這時設計者需要將管線應用情況與設計方案相結(jié)合，在BIM技術中輸入各種運行數(shù)據(jù)，對管線設計方案進行優(yōu)化調(diào)整，為以后的實際工作打下良好的基礎。在給排水管線設計中，在制定了具體的設計方案后，還需要做好各種資料的分類匯總和應用，把各個環(huán)節(jié)的圖紙準備好。因為在制圖應用過程中，管線周圍的環(huán)境相對比較復雜，因此在制圖過程中，不少工作人員會習慣性地使用紙張材料，畫出綜合管線的平面圖。該方法相對比較傳統(tǒng)，整體工作效率也難以保證。采用BIM技術的方式，將管道中相對復雜的局部區(qū)域進行調(diào)整，并加入三維軸的側(cè)視圖，使員工對整個項目計劃的意圖有更直觀的認識和了解。

城市給排水管線設計中，還包括建筑設計和規(guī)劃，就給排水的構(gòu)建物設置，應考慮地形、規(guī)格等因素的要求，設計時要慎重，盡量避免對排水管線造成不利影響。采用BIM技術，還可以將虛擬模型構(gòu)建工作落到實處，從源頭上控制建筑構(gòu)件安裝過程中可能出現(xiàn)的交叉、碰撞等問題。所以BIM技術在設計出圖環(huán)節(jié)中，能充分展示其自身的價值和作用。

2.2 確定工程量

城市給排水管線設計中運用BIM技術，可以提高工程量計算的準確性和針對性，使設計人員在進行設計時，可以有效地獲取各種數(shù)據(jù)信息，在確定了給排水管線的具體長度后，可以根據(jù)工程的實際情況有一個全面地了解。在BIM的指導下，設計人員對給排水管線進行合理的分類，此時BIM的應用可以保證工程量的準確性，通過計算分析后，可以通知設計人員所做的無效工作，使以后的各項工作都能按計劃方案進行。

在實際應用階段，BIM技術具有自身的可視化特點，將給排水管線的數(shù)據(jù)信息建立起來，建立可視化的虛擬模型，可以將管道設計運行后存在的問題及時加以控制和處理。設計人員需要制定應急預案，以避免工程建設和目標規(guī)劃之間的偏差，從而保證工程的運行質(zhì)量。針對現(xiàn)階段市政工程實際情況，在進行給排水管線施工時，由于管線數(shù)量較多，因此在進行各種管理和布置工作時，還需對管線運行參數(shù)進行調(diào)整，使管線的運行效率不斷提高。因此在給排水工程量計算過程中，BIM技術在工程實際中的有效應用，需明確各環(huán)節(jié)的具體要求，并將管線運行中的各種數(shù)據(jù)信息應用到位，使各相關人員在構(gòu)建應用過程中能有章可循，三維模型有效地應用于工程施工過程中，可以避免管線滲漏問題的產(chǎn)生，提高管線運行的整體效率。由于給排水管線在市政工程中的分工不同，所以在水的流量、流速等方面都有一定的差異，此時設計者需要根據(jù)管線的設計情況，實現(xiàn)設計方案的優(yōu)化完善，從而保證設計的科學、有效。

2.3 三維模型構(gòu)建與應用

BIM技術的應用優(yōu)點比較明顯，需要設計者對技術應用進行優(yōu)化管理，然后才能開展時效性工作，保證每一階段的工作都能按時完成。這樣，設計者在實際工作中，總是能夠遵循目標的要求，具有良好的技術支持條件。管道三維模型的優(yōu)化應用，對于提高設計工作的整體效率具有積極的意義。三維模型能對管道的分布、應用等進行全面地反饋。對于提高設計工作質(zhì)量具有積極的作用。在應用BIM技術過程中，根據(jù)現(xiàn)階段行業(yè)標準規(guī)范的要求，有效地建立起三維模型，一方面可以使排水、供水系統(tǒng)的運行安全性得到提高，另一方面又可以控制系統(tǒng)的整體運行效率，從而為市政工程相關項目的建設奠定基礎條件。

掌握給排水管線在市政工程中的設計要求，確立給排水設計的基本要求，需要結(jié)合施工環(huán)境、使用要求等多方面進行充分考慮。由于水壓、電流等因素的影響，給排水過程中容易出現(xiàn)運行穩(wěn)定性問題。在進行單一的設計和規(guī)劃時，會導致項目設計階段出現(xiàn)一定的疏漏，對整個市政工程的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。因此在建立三維模型過程中，需要優(yōu)化BIM技術，以施工圖紙和項目施工方案作為基礎條件，對整個項目的進度、質(zhì)量進行控制，確保與給排水有一定聯(lián)系的市政項目的正常運行不受影響。無論管道位置的設置，管道尺寸的區(qū)別，安裝的順序等，都可以通過模型的全面展示，數(shù)據(jù)的建?？梢蕴岣呓o排水管線設計的整體效率。

2.4 進行管線碰撞檢測

BIM技術的主要功能之一是碰撞檢測，它對提高市政給排水工程的施工質(zhì)量有很大幫助。對于給排水、污水、雨水等專業(yè)管道，在具體操作過程中，可先進行碰撞檢測，自動生成檢測報告，根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整設計模型，為最終的施工圖紙設計提供依據(jù)。例如，雨水管、污水管的管道高程基本穩(wěn)定，給水管道和再生水管線的高程應根據(jù)其高程位置進行調(diào)整。首次管道碰撞檢測時，由于高程分析工作尚未進行，碰撞點可能比較多，需要逐個調(diào)整碰撞點。針對壓力管道與重力管道、支線管道和重力管道的碰撞檢測問題，做好管道碰撞檢測方法，能夠有效地識別設計中的不合理之處，并對模型進行優(yōu)化和改進。此外，利用BIM技術的碰撞檢測功能，還可以對燃氣管道、電力管道等現(xiàn)有管道及燃氣管道進行碰撞檢測，以最大限度地減少對現(xiàn)有管道的干擾，制定科學的施工設計方案。

3 結(jié) 語

綜上所述，在市政給水管道設計環(huán)節(jié)運用BIM技術，可以幫助市政設計者優(yōu)化三維模型的建立和應用，市政給水管道工程量確定后，做好與其他市政工程的協(xié)調(diào)管理，并可以根據(jù)項目建設的目標，進行圖紙設計、技術應用。所以項目建設者需要明確工作要求，掌握給排水設計要點，提高設計方案的應用價值。