BIM技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用探析

王勇

中鐵二十三局集團(tuán)第一工程有限公司 山東日照 276800

隨著我國國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展腳步日益加快，建筑行業(yè)在發(fā)展中面對越來越多的技術(shù)難題和管理問題。工程量增大、規(guī)模擴(kuò)大、質(zhì)量要求嚴(yán)格，需求多樣化，這些無一不給建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了不小的阻力。而BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用恰巧解決了這些問題。特別是市政給排水工程比較復(fù)雜，凈水、污水、管網(wǎng)等管理困難，這就需要引入BIM技術(shù)，從而提高市政給排水施工和管理的質(zhì)量和效率。

1 BIM技術(shù)在市政給排水中的優(yōu)點(diǎn)

1.1 表達(dá)清晰、明了

在過去市政給排水工程的設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，通常都是將三維數(shù)據(jù)的內(nèi)容繪制成二維圖紙，而在三維轉(zhuǎn)化二維的過程中會(huì)丟失大量的三維數(shù)據(jù)，使得市政給排水工程的數(shù)據(jù)不夠完整，設(shè)計(jì)人員也很難將自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容完整地表達(dá)出來，而施工人員在給根據(jù)圖紙施工的過程中，由于圖紙內(nèi)容不完整，施工人員很難理解設(shè)計(jì)人員的想法，從而標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化施工，這最終影響了市政給排水工程的整個(gè)質(zhì)量。而BIM技術(shù)正是將三維數(shù)據(jù)內(nèi)容，通過建模的形式表達(dá)出來，在設(shè)計(jì)的過程中沒有數(shù)據(jù)的損失，并且能夠通過模型將最后的竣工形態(tài)展示出來，施工人員能夠很容易明白設(shè)計(jì)人員的意圖[1]。

1.2 善于建模和分析

BIM技術(shù)可以幫助市政給排水工程的施工人員提前對工程完工后的形態(tài)進(jìn)行建模分析，便于設(shè)計(jì)人員及時(shí)對工程進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題后也能及時(shí)對問題進(jìn)行修改。避免出現(xiàn)邊施工邊修改。

1.3 工程誤差小

在過去的市政給排水工程中，施工圖紙內(nèi)容有一部分是按照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算的，偏差在不可控的范圍內(nèi)。而BIM的應(yīng)用使得工程有模擬的數(shù)據(jù)模型，不需要人為的干預(yù)，進(jìn)而降低了工程的誤差。

2 BIM技術(shù)在市政給排水工程污水處理的實(shí)例應(yīng)用

某市的市政給排水工程單位承包了污水處理項(xiàng)目，污水的處理量要求在100000m3/d。污水排水的水質(zhì)必須達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，即要求排放出的水里CODcr小于等于30mg/L、氨氮小于等于3mg/L。市政污水處理流程比較復(fù)雜，涉及的環(huán)節(jié)較多，而主要的處理場所也不少，如粗細(xì)格柵、過濾池、沉降池、化合反應(yīng)池等。

2.1 BIM在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）總設(shè)計(jì)圖和管網(wǎng)優(yōu)化。污水處理項(xiàng)目單位在設(shè)計(jì)中可以將各個(gè)污水處理場所的信息收集起來，集中到總的設(shè)計(jì)圖上，進(jìn)行模擬布置，之后根據(jù)污水處理的具體情況進(jìn)行總圖紙和管網(wǎng)的優(yōu)化。BIM技術(shù)中常用的軟件為Revit、Navisworks、廣聯(lián)達(dá)場布GCB等。設(shè)計(jì)單位可以通過這些軟件對污水處理環(huán)節(jié)中各個(gè)建筑的信息進(jìn)行收集，之后利用MagiCAD進(jìn)行總設(shè)計(jì)圖的模型建立，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)污水項(xiàng)目的具體要求和施工環(huán)境情況，通過科學(xué)的規(guī)劃，在考慮污水處理效益的同時(shí)，也通過管網(wǎng)布置的優(yōu)化，降低污水項(xiàng)目施工的成本。城市污水處理中心一般和居民實(shí)際排污的管道距離偏遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)人員可以通過建立模型的方式，提前發(fā)現(xiàn)污水管網(wǎng)的對接口，進(jìn)行優(yōu)化。本次污水項(xiàng)目中，總設(shè)計(jì)圖和管網(wǎng)優(yōu)化建模結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模擬圖中需要處理的問題為13出，對接口5處，提前建模的形成能夠在施工前全面了解污水項(xiàng)目中存在的難題，提前對這些難題進(jìn)行優(yōu)化，從而避免施工中出現(xiàn)問題，重新更改圖紙的現(xiàn)象出現(xiàn)[2]。

（2）碰撞檢驗(yàn)、洞口匯總。在BIM技術(shù)中，設(shè)計(jì)人員需要對污水處理項(xiàng)目工程的土建模型的建立和集成。常用的軟件為Revit、Navisworks，同時(shí)這款軟件還可以進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)，并通過相關(guān)的建模數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析生成科學(xué)、合理的洞口。在對本次污水項(xiàng)目使用Revit、Navisworks進(jìn)行碰撞分析后發(fā)現(xiàn)，單個(gè)土建模型中圖紙存疑的地方有48處，碰撞的地方有20處，自動(dòng)分析生成的洞口有213處。通過BIM模擬建模，可以提前對這些信息進(jìn)行匯總，設(shè)計(jì)人員對已發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，同時(shí)，施工單位也可以根據(jù)圖紙?jiān)陧?xiàng)目工程施工中更好地完成污水處理項(xiàng)目工程。

（3）管網(wǎng)規(guī)劃。設(shè)計(jì)人員可以利用MagiCAD對設(shè)計(jì)總圖紙中的管網(wǎng)進(jìn)行分批次的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，按照具體地段的不同，對這些地段的管網(wǎng)進(jìn)行標(biāo)注，同時(shí)羅列出這些不同地段管網(wǎng)所采用的管材、尺寸、規(guī)格等，和總的設(shè)計(jì)圖相應(yīng)，便于設(shè)計(jì)人員的后續(xù)修改和施工單位施工。通過這種清晰的設(shè)計(jì)方式，污水項(xiàng)目的施工單位在采購的過程中可以對管網(wǎng)進(jìn)行整體采購，根據(jù)圖紙上標(biāo)記的不同地段的施工要求，對管材物料進(jìn)行投放，作業(yè)人員按照圖紙標(biāo)記的內(nèi)容進(jìn)行施工，施工更加有序，提高了作業(yè)人員的效率，避免施工中出現(xiàn)物料投放錯(cuò)誤或者返工帶來的工程損失。

（4）模型處理。在污水項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中，常常會(huì)出現(xiàn)某些臨時(shí)性的附加要求，如果設(shè)計(jì)人員想要滿足項(xiàng)目方的要求，按照傳統(tǒng)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，不僅需要耗費(fèi)大量的人力、物力，也非常容易在二次設(shè)計(jì)中出現(xiàn)項(xiàng)目缺陷。而采用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員只需要在模型加添加“模型處理”選項(xiàng)，當(dāng)污水項(xiàng)目在施工的過程中需要修改設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員只需將需要修改的參數(shù)錄入模型中，軟件就可以根據(jù)參數(shù)內(nèi)容和建模關(guān)聯(lián)，快速生成新的污水項(xiàng)目模型。同時(shí)，BIM建立的模型可以作為污水竣工的參考依據(jù)，當(dāng)污水處理項(xiàng)目完工后，可以通過設(shè)計(jì)模型和建造模型進(jìn)行比對。

（5）三維圖表達(dá)。污水項(xiàng)目工程比較復(fù)雜，中間涉及的環(huán)節(jié)較多，設(shè)計(jì)人員如果只是進(jìn)行二維圖紙的設(shè)計(jì)，不便于自己后期修改的同時(shí)，也給污水項(xiàng)目施工單位增加了施工難度。而BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以將二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S形態(tài)，給出三維軸測圖，設(shè)計(jì)人員可以更好地將自己的設(shè)計(jì)意圖表達(dá)出來。這樣提高設(shè)計(jì)人員工作效率的同時(shí)，也方便污水項(xiàng)目施工中圖紙修改的便捷，從而及時(shí)滿足污水項(xiàng)目工程的工程需求。

2.2 BIM在施工中的應(yīng)用

（1）施工現(xiàn)場布局。污水項(xiàng)目施工單位可以根據(jù)項(xiàng)目的總設(shè)計(jì)圖，在保證施工質(zhì)量和效率的同時(shí)，利用BIM技術(shù)的建模軟件Revit、Navisworks、廣聯(lián)達(dá)場布GCB等，對施工的現(xiàn)場進(jìn)行科學(xué)、合理地規(guī)劃，從而對作業(yè)區(qū)域、管理辦公區(qū)域、生活區(qū)域等現(xiàn)場內(nèi)容進(jìn)行建模，在保證合理性的同時(shí)，也可以考慮增加美觀性。

（2）三維設(shè)計(jì)現(xiàn)場管理。施工單位可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員給出的三維設(shè)計(jì)模型，對現(xiàn)場施工的過程進(jìn)行全面的監(jiān)督和指導(dǎo)，通過三維模型設(shè)計(jì)，指導(dǎo)人員和作業(yè)人員能夠清晰地明白設(shè)計(jì)人員的意圖，幫助施工單位對施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)加強(qiáng)認(rèn)識和理解，從而保證污水項(xiàng)目施工的質(zhì)量。

（3）部件管理.在污水項(xiàng)目施工中，可以對工程中一個(gè)部件添加二維碼，方便施工人員的管理。管理人員可以對設(shè)計(jì)內(nèi)容，現(xiàn)場施工情況進(jìn)行合理管控，從而使得施工更加細(xì)致，提升施工單位的管理能力。

（4）現(xiàn)場安全管控。施工單位的管理工作人員在現(xiàn)場安全管理中，可以對現(xiàn)場的施工問題進(jìn)行信息收集，長傳至安全管理中心，中心根據(jù)問題信息內(nèi)容的識別、分析，將內(nèi)容傳至工程管理工作的相關(guān)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人對問題處理后反饋，最后由安全管理工作人員對問題進(jìn)行核驗(yàn)，核驗(yàn)沒有問題關(guān)閉該問題項(xiàng)目，如果還有問題，繼續(xù)整改。這樣，在現(xiàn)場安全管理的過程中，相關(guān)的問題內(nèi)容和管理流程都得到了保存，便于施工單位對出現(xiàn)的問題進(jìn)行匯總、分析，不斷提升自己的施工技術(shù)和管理水平。而在本次污水項(xiàng)目施工的過程中，對重點(diǎn)區(qū)域和易發(fā)生危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行防護(hù)，對35個(gè)內(nèi)容的安全進(jìn)行重點(diǎn)巡查，如消防設(shè)施、配電設(shè)備等進(jìn)行定期檢查，通過嚴(yán)密的制度，對日常的巡檢落實(shí)到位，最終保障工程安全不會(huì)出現(xiàn)問題[3]。

（5）項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤。施工單位可以根據(jù)污水項(xiàng)目的施工計(jì)劃，將項(xiàng)目相關(guān)信息上傳至軟件，通過施工計(jì)劃和模型進(jìn)行聯(lián)系，從而使得項(xiàng)目的進(jìn)度通過模型的方式顯示出來，便于施工單位的管理人員對施工進(jìn)度進(jìn)行全面跟蹤。同時(shí)，施工管理人員也可以利用軟件進(jìn)行進(jìn)度的檢查和預(yù)測，對影響工程進(jìn)度的因素進(jìn)行分析，便于管理人員及時(shí)消除不良因素，確保工程能夠按照約定時(shí)間交付完成使用。

（6）工藝數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。市政施工單位可以自己建立自己的工藝數(shù)據(jù)庫，將BIM技術(shù)建立的模型與之關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)場的技術(shù)人員可以通過模型能夠更容易對工程施工的情況進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，技術(shù)管理人員在對工程質(zhì)量進(jìn)行檢查的過程中也不需要依靠自己的經(jīng)驗(yàn)對工程質(zhì)量進(jìn)行鑒別，而是依靠工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，這使得工程質(zhì)量評價(jià)更加客觀、公正，數(shù)據(jù)化的管理更加高效。同時(shí)，施工單位在施工的過程中也可以將實(shí)際中遇到的工藝問題及解決方法匯總，上傳至工藝數(shù)據(jù)庫中，便于施工單位工藝經(jīng)驗(yàn)的積累和優(yōu)化。

3 結(jié)語

近幾年，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，城市的規(guī)模不斷擴(kuò)容。而市政給排水工程是城市居民重要的生活保障，但隨著工程量的增加，城市環(huán)境施工復(fù)雜性的提高，加之工程質(zhì)量要求更高，這就增加了給排水工程從設(shè)計(jì)到施工的難度。而將BIM技術(shù)引入到市政給排水工程中，可以提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工效率。