BIM技術在地下室管線孔洞預留中的應用

黃平 林冠宏 龐毅玲

【摘 要】為了提高地下室管線孔洞預留一次驗收合格率，通過對某在建工程地下室進行管線孔洞預留質量抽樣檢驗，分析地下室管線孔洞預留質量主要缺陷為孔洞定位及尺寸不準確，并繼續找到造成主要缺陷的3個主要因素——缺乏科學的圖紙審查方法、缺乏管線專業協同作業方法和技術交底不透徹。運用BIM技術對實際施工項目進行全專業建模，利用模型進行三維圖紙會審，優化管線排布，組織協同施工作業，三維技術交底指導地下室管線孔洞預留施工。結果表明，運用BIM技術進行地下室管線孔洞預留能夠有效解決孔洞預留定位及尺寸不準確的問題，為提高地下室管線孔洞預留的一次驗收合格率提供了參考價值。

【關鍵詞】BIM;地下室;管線;孔洞預留

【中圖分類號】TU712.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）09-0066-03

0 前言

隨著社會的快速發展，土地價格不斷攀升。為了提高土地利用率，開發商不僅往上向高空爭取空間，還向地面以下開拓空間，因此地下室普遍出現在建筑中。地下室設備房較多，管線復雜，給排水、暖通、電氣和消防等各專業管線密集，管線穿墻和樓板數量多，在預留管線孔洞時極易產生質量缺陷，直接影響管線孔洞預留的一次驗收合格率，對工程質量和進度影響較大。提高地下室管線孔洞預留一次驗收合格率是工程中必須解決的重要難題[1-5]。

目前，國內外學者對運用BIM技術應用于管線設計及安裝方面進行了一些研究。王紅磊[6]運用BIM技術在設計方面解決了機電管線的錯漏碰缺、凈高不足等問題，減少了設計變更數量。王健[7]將BIM協作平臺、BIM團隊與工程各參與方的協作模式應用于地下室管線綜合設計優化，取得較好的效果。

綜上所述，國內外學者對BIM技術應用于管線設計及安裝的研究主要是以較為宏觀的角度進行探討，并未對管線孔洞預留問題進行深入研究。本文通過分析傳統施工方法中的不足，找到影響地下室管線孔洞預留的一次驗收合格率的主要末端因素，并把BIM技術運用到實際工程的地下室管線孔洞預留中，實現了地下室管線孔洞預留一次驗收合格率的提高，從而提高了施工效率和質量。

1 傳統施工中影響地下室管線孔洞預留一次驗收合格率的因素

為了分析地下室管線孔洞預留質量情況，作者依據《混凝土結構工程施工規范》中管線孔洞預留存在的常見問題分類及檢查要求，對某在建工程地下室管線孔洞預留質量進行抽查，共檢查300個點，不合格53個點，合格率為82.3%。調查結果見表1。

根據管線孔洞預留質量問題調查表，繪制出管線孔洞預留質量問題排列圖（如圖1所示）。

由圖1可見，“孔洞定位不準確”“孔洞尺寸不正確”累計頻率達62.3%，是管線孔洞預留的主要質量問題。減少這兩項問題的發生率，能夠有效提高地下室管線孔洞預留一次驗收合格率。經過進一步研究發現，引起這兩項主要問題的主要因素有3個，分別是缺乏科學的圖紙審查方法、缺乏管線專業協同作業方法和技術交底不透徹。

1.1 缺乏科學的圖紙審查方法

在傳統方法中，甲方在施工前組織設計及施工單位對各專業施工圖進行圖紙會審，尋找圖紙中的錯漏碰缺問題。但由于地下室涉及專業多，情況復雜，而各專業設計施工人員往往只能局限于本專業領域內，不能以全專業的視角進行圖紙審查，因此即使進行多次圖紙會審，在施工中仍會發現孔洞定位不準確和尺寸不正確等問題，特別是多專業管線交匯和存在坡度的管線（如無壓力管）通過的地方，這樣的問題尤為明顯。以上情況降低了管線孔洞預留一次驗收合格率，影響工程質量和延誤工期。

1.2 缺乏管線專業協同作業方法

目前，各專業施工隊組缺乏管線專業協同作業方法。先進場的施工隊組只考慮自身安裝方便，不考慮其他專業管線的布置空間，協同作業水平偏低，導致后續專業施工隊組進場后安裝施工困難，甚至出現無法使管線穿過預留洞口，必須對已安裝管線進行拆卸后重新定位安裝或重新開孔的情況，大大降低了施工效率，與精細化管理的趨勢背道而馳。

1.3 技術交底不透徹

傳統施工進行技術交底時，多以靜態圖片配合文字進行交底，直觀性差，未能透徹、到位地把施工要點傳達給各級人員，導致相關人員在履行相應職責時頻頻出錯。例如，管道定位操作過程交底不透徹，導致管線孔洞預留錯位，造成返工，浪費人力、物力。

2 BIM技術在地下室管線孔洞預留中的應用

BIM（Building Information Modeling）技術的出現可以有效解決傳統施工方法中的不足與缺陷。其優點是三維可視化、可協調性及可模擬性[8]。運用BIM技術制定地下室管線孔洞預留方法并應用于某商業綜合體工程項目，該項目總建筑面積為111 809.2 m2，地上共29層，建筑高度為119.85 m，地下設3層地下室，地下室建筑面積為32 484.79 m2，管線專業多且較為復雜。

2.1 運用BIM技術進行三維圖紙會審，優化管線排布

根據各專業施工圖利用Revit軟件分專業進行項目全專業建模，并將各專業模型進行鏈接整合，成果如圖2所示。在全專業BIM模型中進行三維可視化審圖，重點審查各專業內和專業間存在的錯漏碰缺問題（如圖3所示）。發現問題后把問題反饋給甲方和設計單位，由設計單位進行設計變更。

同時，運用BIM技術輔助設計方進行管線優化排布，使整個地下室管線系統布局更為合理美觀，便于施工。最后在需要孔洞預留的地方進行開洞（如圖4所示），并導出《管線孔洞預留匯總表》，在報告中顯示管線開洞直徑及位置。以上措施極大地降低了施工中由于錯漏碰缺問題引起的管線孔洞預留問題，提高了施工效率。采用以上措施后，一直困擾施工方的帶坡度重力排水管墻體孔洞預留問題也迎刃而解（如圖5所示）。

2.2 運用BIM技術進行協同作業

為實現各專業施工隊組協同施工，在管線優化排布后的BIM模型中標注各專業管線孔洞預留的水平相對位置尺寸及標高信息（如圖6所示），導出CAD圖紙并打印輔助施工圖。同時，導出關鍵部位三維示意圖指導施工。施工隊組根據圖紙定位并安裝本專業管線，避免與后續管線施工隊組安裝的管線產生碰撞而出現無法使管線穿過預留洞口，必須進行拆卸后重新定位安裝或重新開孔的情況。有效提高管線孔洞預留的一次驗收合格率和工作效率，避免后期返工，延誤工期。

2.3 運用BIM技術進行三維技術交底

在施工交底會中，運用BIM技術進行三維技術交底，借助BIM三維模型與現場進行對比，以三維視角進行演示和交流，交底過程中輔以BIM施工模擬視頻，使每位施工管理人員真正領會孔洞預留施工方法和質量標準，把握施工工藝中每個關鍵細節（如圖7所示）。對孔洞預留施工常出現問題的重點部位進行詳細展示，必要時在施工現場利用平板電腦等移動設備打開BIM輕量化模型，在模型中對需要預留洞口的墻或板進行現場交底。運用BIM技術進行三維交底，提高了施工技術人員的交底效率及正確率，降低了施工中出現問題的概率，從而提高了管線孔洞預留的一次驗收合格率。

運用BIM技術指導實際工程地下室管線孔洞預留施工后，對該地下室管線孔洞預留質量問題進行調查，結果見表2。由表2可知，運用BIM技術指導地下室孔洞預留施工后，“孔洞定位不準確”數目由19個降為5個，合格率提高28%，而“孔洞尺寸不正確”數目由14個降為3個，合格率提高22%，地下室管線孔洞預留總合格率從原來的82.3%提高到93.7%。

3 結語

地下室管線孔洞預留一直是困擾施工方的一大難題，直接影響管線安裝的質量與效率。本文針對地下室管線孔洞預留難點，利用BIM技術三維可視化、可協調性及可模擬性的優點，把BIM技術應用到實際項目地下室管線孔洞預留中，克服了傳統施工方法的不足。結果表明，采用BIM技術可有效提高管線孔洞預留一次驗收合格率，從而提高管線安裝施工質量及效率，節約工期，解決了地下室管線孔洞預留這一技術難點。

參 考 文 獻

[1]楊震卿，張紅，張莉莉，等.BIM技術在機電施工中的應用研究[J].建筑技術，2015，46（2）：132-134.

[2]劉敏，許偉航.港珠澳大橋橋隧轉換的機電管線集成應用[J].水運工程，2019（9）：104-107.

[3]紀凡榮，徐友全，曾大林，等.BIM技術在某項目管線綜合中的應用[J].施工技術，2013，42（3）：107-109.

[4]曹峰.BIM對機電設計的影響分析[J].建材與裝飾，2017（15）：53-54.

[5]王紅玉，羅智華，李樟海，等.廣州白云國際會議中心地下室管線綜合設計[J].給水排水，2007，33（9）：68-71.

[6]王紅磊.BIM技術在某大型復雜游藝項目機電管線深化設計中的應用[J].建筑施工，2017，39（6）：864-866.

[7]王健.大型地下室機電管線綜合的BIM技術應用[J].施工技術，2016，45（6）：32-36.

[8]張健，黃潔，蘇濤永.BIM在大型公建項目設計中的應用價值分析[J].建筑科學，2019，35（1）：45-50.