BIM在天津塘沽南部新城管線綜合中的應用

李志遠,武照遠,張鴻斌（天津市市政工程設計研究院,天津300457）

BIM在天津塘沽南部新城管線綜合中的應用

李志遠,武照遠,張鴻斌
（天津市市政工程設計研究院,天津300457）

摘要：針對傳統(tǒng)二維管線綜合設計的不足，提出了BIM三維管線綜合設計方案。結(jié)合具體工程實例，建立完整的管線綜合模型。通過對模型的碰撞檢測，完成模型的“模擬施工”，為工程項目的施工與后期運維提供了可靠的資料。

關(guān)鍵詞：管線綜合；BIM碰撞檢測；應用??

BIM（BuildingInformationModeling），建筑信息模型。BIM設計是相對于常規(guī)CAD（計算機輔助設計)的一種全新設計手段，指基于先進三維數(shù)字設計解決方案所構(gòu)建的可視化的數(shù)字建筑模型[1]。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)應用廣泛，近些年也在市政工程中得到應用。在市政管線綜合設計中，BIM三維管線綜合設計能夠直觀、高效、精確地幫助我們協(xié)調(diào)各專業(yè)的管線布置，因而得到業(yè)內(nèi)的重視[2]。

1管線綜合

管線綜合是指在工程建設過程中對各種地下專業(yè)管線進行綜合管理，即在平面與高程上控制管線之間的空間關(guān)系，具體包括：

（1）確定城市工程管線在地下敷設時的排列順序及工程管線間的最小水平凈距及最小垂直凈距；

（2）確定城市工程管線在地下敷設時的最小覆土深度；

（3）確定城市工程管線在架空敷設時管線及桿線的平面位置，及與周圍建（構(gòu))筑物、道路、地下管線的最小水平凈距和最小垂直凈距。

1.1傳統(tǒng)二維管線綜合設計

市政管線包括給水、再生水、污水、雨水、照明、通信、電力、燃氣、熱力等多個工程管線，傳統(tǒng)二維管線綜合普遍做法是將所有專業(yè)的管線平面布置進行疊加，關(guān)鍵節(jié)點或路口確定管線“控制高程”，往往不夠全面。具體來說有以下幾點不足：

（1）傳統(tǒng)二維管線綜合主要有管線平面布置圖、豎向剖面圖、管線橫斷面圖等，這些二維圖紙更多的表達是局部情況，缺乏整體連貫性；

（2）傳統(tǒng)二維管線綜合豎向設計控制標高多為原則性控制相對位置，即確定了節(jié)點處管線上下極限范圍值，并非精準數(shù)據(jù)，難以保證管線的精準定位；

（3）二維圖紙圖面復雜，表達方式不夠直觀。不僅給設計人員帶來繁重的工作量，也給施工、后期運營帶來極大不便。

由于傳統(tǒng)二維管線綜合設計存在諸多局限性，采用BIM技術(shù)進行三維管線綜合設計已成為解決復雜管線綜合的優(yōu)選方案。

1.2BIM三維管線綜合設計

BIM技術(shù)的理念是“所見即所得”，建立模型的過程，不僅是一次“三維校審”過程，更是一次“模擬施工”的過程。在模擬過程中，會發(fā)現(xiàn)二維設計中難以發(fā)現(xiàn)的碰撞問題。具體來說BIM三維管線綜合設計具有一下幾點優(yōu)勢：

（1）BIM模型不僅可以表達二維管線綜合設計所能體現(xiàn)的局部信息，也可以在整體上解決碰撞問題；

（2）BIM建模均為準確數(shù)據(jù)，可對管線進行全面精準定位，有利于管線施工與后期運維管理；

（3）BIM建立的三維管線信息模型，不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)二維局部截面展示，也可以生成漫游文件，進行直觀生動的展現(xiàn)。

2工程實例

2.1工程概況

該項目位于天津濱海新區(qū)核心區(qū)西側(cè)的塘沽南部新城范圍內(nèi)，西中環(huán)以西，西外環(huán)以東，天津大道以北，南窯半島及海河以南，占地面積約9.8平方公里。為配合塘沽南部新城申報國家綠色建筑評價標識，提升塘沽南部新城工程設計質(zhì)量，在結(jié)合新城開發(fā)建設時序，保證各專業(yè)管線順利實施的背景下，提出了管線綜合BIM設計的方案。本次管線綜合設計擬對新城9.8平方公里范圍內(nèi)8種專業(yè)管線進行管線綜合設計，具體管線包含：給水管線、再生水管線、雨水管線、污水管線、燃氣管線、熱力管線、電力管線、電信管線。

2.2建模軟件

目前開發(fā)BIM軟件的公司主要有歐特克公司（Autodesk），奔特力（Bentley）公司，匈牙利的Graphisoft公司，法國達索公司，國內(nèi)目前主要有鴻業(yè)軟件公司。市政基礎設施建設中，Graphisoft公司的ArchiCAD與Bentley公司的PowerCivil具有更好的針對性和適用性，應用也比較為廣泛。筆者對于兩款軟件的建模均有研究，認為前者的模型表現(xiàn)效果更佳，因此本次工程采用的BIM建模軟件為ArchiCAD。

2.3建模方法

BIM軟件可以實現(xiàn)二三維同步協(xié)同設計。通過軟件插件MEP模塊與圖庫對象中“管”構(gòu)件建立市政管線壓力管線與重力管線，通過軟件“沖突檢查”功能，不斷調(diào)整管線平面與豎向關(guān)系，直到解決所有碰撞問題。管線綜合碰撞檢測建模成果見下圖1：

圖1南部新城某市政道路管線綜合BIM模型

通過前期數(shù)據(jù)精確的建模，建模過程中經(jīng)碰撞檢測的不斷修正，以后后期模型直觀的表達，建立整體全面的市政管線綜合模型。對于管線模型中任一管段，均可實現(xiàn)信息查詢。也可在模型中任意截取橫斷面，并可以保證模型與橫截面的聯(lián)動。此外，模型可生成獨立的漫游文件，可供方案匯報、指導施工、后期運維等。

當然，作為一種新興的技術(shù)手段，BIM在市政工程領(lǐng)域應用仍處于初期探索階段，軟件專業(yè)化程度不夠，圖庫構(gòu)件、相關(guān)標準的欠缺等等仍然是BIM發(fā)展過程中亟待解決的問題。

3結(jié)語

結(jié)合具體工程項目，提出了BIM三維管線綜合設計方案。通過BIM三維管線綜合設計，可以更加直觀、有效地幫助我們協(xié)調(diào)各市政專業(yè)的管線布置。盡管在市政領(lǐng)域，BIM技術(shù)應用尚屬起步探索階段，但是其先進的理念，巨大的優(yōu)勢，必將成為未來設計技術(shù)的主流方向。

參考文獻：

[1]張新蘭,李彥強,李文江.積極推進BIM設計技術(shù)在市政工程中的應用[J].中國給水排水,2013,29(08):63-67.

[2]孫同謙，徐崢.BIM在市政管線綜合種的應用[J].中國給水排水,2014,30(12):77-79.

作者簡介：李志遠（1988-），男，內(nèi)蒙古通遼人，碩士研究生，助理工程師，主要從事：給排水設計工作。