BIM技術在地下市政管網建設中的應用

崔琳琳

（承德石油高等專科學校， 河北 承德 067000）

1 地下市政管網建設現狀

隨著城市化的進程加快，大大小小的市政工程拔地而起，這對市政工程建設能力提出了更高的要求。而地下市政管網是城市賴以生存和發展的基礎設施，日夜肩負著整座城市信息傳遞和能量運送等重要任務，是城市不可或缺的重要組成部分。市政管網系統中涉及到的地下管線種類繁多、分布錯綜，伴隨著地下市政工程建設規模的擴大，其管理和維護的難度也日益增大，管線長期安全有序的正常運行是城市可持續發展的重要保證。地下市政管網具有以下特點：

1.1 管線種類繁多

地下市政管網是個復雜而龐大的系統，常見的市政管線類型就包括給水、污水、雨水、供電、供熱、通信、燃氣等幾大類，超過20多種管線類型。每種管線在地下敷設的位置、敷設時施工要求等都各不相同，管理難度極大。除此以外，地下管網工程中還包含了大量的附屬基礎設施及各類市政設備，分別與各類管線相連輔助運行，地下空間分布復雜。

1.2 線路獨立規劃

地下市政管線涉及多個專業，設計人員往往要根據專業進行分工，這樣就容易造成不同專業設計人員的方案在整體上無法充分協調。而傳統的二維設計方式多借助平面圖、斷面圖及節點圖表達單一截面或者局部信息，尤其是空間排布上，不同類型管線在地下空間中容易出現碰撞和位置交疊而不能被及時發現，導致施工過程中的停工、返工，影響項目工期及質量。

1.3 缺乏信息管理

大規模的市政管線產生了海量數據，管線設計、建造及運營管理資料沒有專門部門進行統一采集和管理，不能對已有數據進行有效的共享及交換，各專業管線的改、擴建及維護行為等均靠對路面反復開挖實現，造成資源浪費的同時還容易在開挖過程中造成對非目標管線的損害。

2 BIM技術介紹

BIM（Building Information Model），即建筑信息模型。是指通過三維數字化手段對建筑工程各相關信息建立模型，從而使工程相關信息表達的更加詳盡。目前國內建筑工程常用的BIM建模軟件有Revit、Achi-CAD等。BIM技術具有以下典型特點：

2.1 可視化

可視化即“所見即所得”，打破利用傳統二維 CAD平面圖紙指導設計、施工過程，以三維立體形式展示工程構件或工程整體，包括各構件屬性信息均與實際一致。通過BIM技術建立工程模型，讓各方人員可以直觀看到工程全壽命周期內各個環節的建設過程及完成成果，為多方人員的有效溝通和科學決策提供一個交流共享平臺。

2.2 模擬性

BIM 技術的模擬性不僅僅是模擬出建筑的信息模型，還可實現建設工程全生命周期各階段的模擬操作。例如在設計階段，BIM可以對在設計上需要進行確認的一些參數進行虛擬實驗，例如：節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬等；在施工階段，可以針對現場施工條件進行場地優化模擬，確定合理的場地布置方案來指導施工；在運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如消防人員疏散模擬等。

2.3 優化性

建設工程設計過程是一個不斷優化的過程，借助BIM軟件平臺提供的模型綜合數據信息，可以對復雜項目進行方案分析及優化，得到更合理、更有效的優化成果。由于市政工程管線設計的規模往往較大，通過BIM技術對總體設計方案、細節設計方案、特殊部位設計方案等進行綜合優化有更大的實踐空間。

3 BIM技術在地下市政管網工程建設中的應用優勢

城市地下管網由于安全事故頻發、管線運營維護對城市環境影響大、管線資料不全、以及缺乏統一的管理協作平臺等問題，致使傳統地下管網的建設和管理出現諸多問題，BIM技術的引入為解決地下管網的現狀難題提供新的方法。

3.1 BIM技術提供地下市政管網工程信息共享平臺

地下市政管網項目參與方眾多、涉及專業較廣，以往各專業自行規劃、設計、管理的建設模式使項目信息交互受阻，造成各參與方信息溝通不及時、信息傳遞延誤等現象較為嚴重。BIM技術提供的綜合信息平臺，囊括業主方、設計方、監理方、總包方、分包方及政府監管機構等多個部門，各方人員通過同一平臺進行分工協作和工程信息共享。

BIM模型是工程所有數據的載體，將項目從規劃、設計、施工、運維等各階段全過程的數據整和共享，各專業人員經由BIM 平臺輸入本專業數據，查看其它專業數據，方便的進行數據交換、調用，實現各工程數據信息在模型中無縫對接及有序共享，能夠有效避免城市地下管線工程各專業、各階段相關數據出現“信息斷層”和“信息孤島”現象。

3.2 BIM技術提供地下市政管網工程模擬平臺

地下市政管線工程一個顯著特點就是工程管線在地下空間交錯分布，為了避免管線碰撞、控制埋深，管線間的避讓是不可避免的。傳統的二維施工圖很難精準表達出管線在地下的空間排布形式及位置所在，而BIM技術提供的三維協同設計模式將多專業設計過程在同一模型上操作，在建模的過程中及時觀察各專業管線間的空間關系并予以調整，在局部區域完成建模后，使用BIM軟件的碰撞檢測功能，發現并消除碰撞，可大幅度減少各專業間的碰撞和錯漏問題。通過三維BIM模型使得精確地調整管線高度成為可能，為滿足敷設要求及埋深控制，在多管交匯的地方可以進行精細的實體避讓。

更重要的是基于BIM技術創建的工程模型具有關聯修改功能，即當項目內某一構件的任一設計參數發生更改時，整個模型內與之相關的所有關聯參數數據都將隨之更新，不需人為調整，極大地減少了改圖的工作量。

3.3 BIM技術提供地下市政管網工程輔助施工平臺

傳統的設計方法是采用二維圖紙來指導施工，這種圖紙很難直觀表現不同層次管線的立體層次感。具有豐富經驗的施工人員也很難做到完全沒有遺漏，施工碰撞無法完全避免。尤其是在現代城市市政管線工程中，市政工程的管線規模更大、種類更多、布局更為復雜，管線間經常存在著互相干擾碰撞，或者與其他建筑物、管線沖突的情況，僅靠施工人員理解和觀察，很難完全保證工程順利實施。

利用BIM技術三維可視化功能，在模型中加入時間維度信息，可以進行虛擬施工。例如在市政給排水管線工程中進行模擬施工，可以隨時直觀查看工程進展情況，并與施工計劃進度進行對比，工程各參與方都能對工程實際建設過程有最直觀的了解和掌握。這樣通過BIM技術結合施工方案及施工模擬，將模型進行動畫編輯，形成動態視頻，通過視頻展示預先演示施工現場的現有條件、施工順序、復雜工藝以及重點難點解決方案，大大減少了工程質量問題、安全問題，減少工程返工和整改。

此外，施工模擬中參與方的角色是可視的并且具有交互性。參與方可以在同一個平臺同一個視角里面討論問題，有效的協助項目管理者管理現場的施工進度、施工質量控制，達到節約成本，縮減工期的目的。

[1]韋巍.BIM 技術在市政給排水構筑物設計中的應用[J].中國市政工程，2014（5）：42-43

[2]陳露坤.BIM技術在市政工程項目中的應用管理[J].建材發展導向，2017（12）：27-29

[3]程雨婷等.基于BIM的市政工程施工進度管理研究[J].施工技術，2016（6）：768-771

[4]劉銘等.BIM技術在市政工程設計中的應用[J].市政技術，2015（4）：195-198