探索基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計及應(yīng)用

崔美花

（中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 云南昆明 650000）

0 前言

相較于傳統(tǒng)的市政給排水管線設(shè)計，基于BIM 技術(shù)的設(shè)計具備多方面優(yōu)勢，如實現(xiàn)管線工程量的更準確計算、構(gòu)建更加完整的管線三維模型、更快更好的管線設(shè)計出圖。為保證BIM 技術(shù)較好服務(wù)于市政給排水管線設(shè)計，正是本文圍繞該課題開展具體研究的原因所在。

1 市政給排水管線設(shè)計中BIM 技術(shù)的基本應(yīng)用路徑

1.1 總體應(yīng)用

在市政給排水管線設(shè)計，BIM 技術(shù)主要用于管線協(xié)同設(shè)計，由此基于管線開展BIM 模型的建設(shè)及總裝等工作，配合針對性的模擬檢測，即可保證初期設(shè)計要求更好達成，二維、三維設(shè)計任務(wù)也能夠高效率、高質(zhì)量完成。在BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用中，圍繞BIM 解決方案開展的全局角度衡量極為關(guān)鍵，以此結(jié)合BIM 技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)，即可對三維協(xié)同設(shè)計的項目目標進行針對性設(shè)置。受到較為繁雜的目標內(nèi)容影響，需做好給排水管線及相關(guān)設(shè)施的三維模型構(gòu)建，圍繞單一模型開展的總裝處理也不容忽視，隨之對各專業(yè)間模型碰撞問題進行檢測，即可整合給水、中水、雨水、污水四類管線的模型數(shù)據(jù)信息，BIM 技術(shù)可由此自動生成二維平面的剖面圖及平面施工圖紙。為展示三維可視化工程，可采用動畫渲染形式，以此結(jié)合市政給排水管線設(shè)計需求針對性豐富族庫。總的來說，基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計中需做好設(shè)備、構(gòu)筑物特殊井、管線、地形的三維模型分別設(shè)計工作，由此開展模型的總裝、二維出圖、碰撞現(xiàn)象檢測、相關(guān)內(nèi)容統(tǒng)計、報表編制、動畫渲染、設(shè)計校審，高質(zhì)、高效的設(shè)計工作即可隨之完成[1]。

1.2 三維設(shè)計

需基于BIM 技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用標準確定管線模型的深度，名稱設(shè)置需分別圍繞已經(jīng)交付的信息模型開展，這一環(huán)節(jié)需遵循基本的文件命名規(guī)則。在具體實踐中，項目序號的設(shè)置極為關(guān)鍵，分區(qū)系統(tǒng)處理直接基于序號開展，隨之還需要做好專業(yè)代碼填寫、管線模型描述工作，以此為單位名稱總裝提供支持，并基于顏色劃分管線設(shè)計工作涉及的性能，這一過程需關(guān)注精細化的各類節(jié)點及閥門管理和設(shè)計，四類管線的總裝工作需由此實時開展。

1.3 碰撞檢查

作為BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由此開展的市政給排水管線內(nèi)部碰撞檢查不容忽視，碰撞檢查報告的編制需嚴格基于實際狀況開展，模型及設(shè)計需嚴格遵循碰撞檢查結(jié)果進行調(diào)整，以此進一步完善工程施工圖紙，更好發(fā)揮BIM 技術(shù)的指導(dǎo)效用。在碰撞問題處理時，雨水的高程位置必須明確，并以此針對性調(diào)整再生水及給水的高程，同時重點檢查重力管線和壓力管線，重力管線與壓力支線的交互問題也需要得到重點關(guān)注；還應(yīng)基于市政給排水管線工程實際開展管線碰撞交叉檢查，如利用REVIT-MEP 軟件等進行自動檢索，各類問題即可及時發(fā)現(xiàn)并針對性優(yōu)化，設(shè)計錯誤問題可有效規(guī)避。相較于人工檢查的復(fù)雜繁瑣過程，BIM 技術(shù)的自動碰撞檢查功能可較好提升設(shè)計科學(xué)性，BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)自動分析集成功能在其中發(fā)揮的關(guān)鍵性作用也不容忽視[2]。

1.4 工程量統(tǒng)計

市政給排水管線設(shè)計中BIM 技術(shù)的應(yīng)用可配合選用SUE 軟件，以此開展管道的相關(guān)報表編制，報表的內(nèi)容可輕松進行格式轉(zhuǎn)換，報表需涵蓋給排水管道各階段的長度、規(guī)格等數(shù)值信息，以此為工程量統(tǒng)計工作提供依據(jù)。相較于傳統(tǒng)二維人工統(tǒng)計，基于BIM 技術(shù)與SUE 軟件的精確度較高且較為便利，可對每個檢查井標高、管道平均覆土進行準確統(tǒng)計和精確計算，管道平均覆土估算不夠精確的傳統(tǒng)問題可由此解決。

2 基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計實例

2.1 工程概況

為提升研究的實踐價值，本文以地下市政管網(wǎng)建設(shè)工程作為研究對象，規(guī)劃總長1068m，涉及多個專業(yè)領(lǐng)域的地下沿線管線，本節(jié)主要圍繞給排水管網(wǎng)開展相關(guān)研究。

2.2 軟硬件配置

為開展基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計，工程采用了Windows7 系統(tǒng)計算機及BIM 技術(shù)相關(guān)軟件，包括用于管網(wǎng)建模和CAD 圖紙輸出的Revit2015，用于碰撞檢測、進度模擬、漫游動畫的Navisworks Manage2015，用于工程量統(tǒng)計的廣聯(lián)達GMA，用于成本預(yù)算的廣聯(lián)達GBQ4.0，圖1 為BIM 技術(shù)的應(yīng)用框架。

圖1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用框架

2.3 模型建設(shè)

為開展BIM 建模，技術(shù)人員首先做好了選擇項目樣板、創(chuàng)建標高和軸網(wǎng)、創(chuàng)建中心文件和工作集等準備工作，并針對性構(gòu)建了BIM 道路模型。在具體的給排水管線模型建設(shè)中，首先采用Revit 軟件并在其中載入給排水相關(guān)的二維圖紙，隨后參照CAD 底圖在平面視圖內(nèi)進行管道繪制，并隨之選擇管長、管材、管徑等信息，管道間的自動連接需采用軟件的“自動鏈接”功能實現(xiàn)。

在具體設(shè)計中，需重點關(guān)注雨水管道、污水管道等重力管道的坡度設(shè)置，以此手動設(shè)置管道坡度或采用軟件的管道坡度設(shè)置功能，配合“視圖”中“平面”、“立面”、“剖面”開展同步建模，更加精準的管道定位即可較好服務(wù)于設(shè)計的推進。具體設(shè)計還需要構(gòu)建新的構(gòu)件族庫、開展針對性的BIM 模型調(diào)整和優(yōu)化，以此創(chuàng)建施工信息和BIM-4D 模型。

2.4 BIM 模型的調(diào)整和優(yōu)化

為調(diào)整和優(yōu)化BIM 模型，需首先進行碰撞分析，工程因此選用了軟件Navisworks Manage，該軟件具備可整合完整的項目模型、實時可視化、精確度較高等優(yōu)勢，由此針對性建立特征集合、創(chuàng)建設(shè)計及施工規(guī)范，即可保證碰撞分析的效率和精度。在具體的碰撞分析過程中，需將“.NWC”格式的文件由Revit 軟件導(dǎo)出，并將其載入碰撞分析用軟件，以此即可通過針對性的碰撞分析生成碰撞報告，具體的模型沖突檢測需采用軟件的ClashDetective 功能，以此針對性選擇碰撞系統(tǒng)類別、碰撞類型，即可逐步完成初步檢查和全部排查，碰撞點信息也能夠準確的以碰撞報告形式展示，由此可確定排水管道系統(tǒng)和給水管道系統(tǒng)檢存在碰撞點71 個。進一步的優(yōu)化需圍繞碰撞點的修改展開，以此基于碰撞信息進行碰撞點的檢查和調(diào)整，碰撞點定位可基于碰撞元素ID 的手動輸入實現(xiàn)，具體優(yōu)化需結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，并遵循“可彎曲管線讓不易彎曲管線、分支管線避讓主干管線、壓力管線避讓重力自流管線、小管讓大管”的基本避讓原則，以此逐個修改、優(yōu)化全部碰撞點。

2.5 施工信息及BIM-4D 模型的創(chuàng)建

考慮到BIM 模型中蘊含大量的地下市政管網(wǎng)建設(shè)工程信息，但考慮到BIM 模型與國內(nèi)工程量計算規(guī)則存在的一定差異，為更好控制成本，設(shè)計環(huán)節(jié)的施工信息創(chuàng)建應(yīng)基于國內(nèi)自主研發(fā)的分析軟件開展，以此開展針對性的工程量統(tǒng)計等工作，如采用Project、廣聯(lián)達、相應(yīng)的定額庫等；BIM-4D 模型的創(chuàng)建需基于BIM 模型與具有4D 功能的軟件進行信息整合實現(xiàn)，以此將進度數(shù)據(jù)與3D 模型整合，即可創(chuàng)建4D 施工模型并開展針對性的4D 虛擬建造，設(shè)計可由此更好服務(wù)于地下市政管網(wǎng)建設(shè)工程，具體施工也能夠更好得到BIM 技術(shù)提供的指導(dǎo)支持，圖2 為BIM-4D 模型的構(gòu)建方法，由此可更深入了解BIM 技術(shù)的應(yīng)用價值。

3 結(jié)論

圖2 BIM-4D 模型的構(gòu)建方法

綜上所述，基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的BIM 模型的調(diào)整和優(yōu)化、施工信息及BIM-4D 模型的創(chuàng)建等內(nèi)容，則提供了可行性較高的BIM 技術(shù)應(yīng)用路徑。為更好發(fā)揮BIM 技術(shù)優(yōu)勢，各類新技術(shù)、新軟件的積極應(yīng)用必須得到重視。