BIM技術在市政給排水工程中的應用探析

王勇

中鐵二十三局集團第一工程有限公司 山東日照 276800

隨著我國國家經濟發展腳步日益加快，建筑行業在發展中面對越來越多的技術難題和管理問題。工程量增大、規模擴大、質量要求嚴格，需求多樣化，這些無一不給建筑行業的發展帶來了不小的阻力。而BIM技術在建筑行業的應用恰巧解決了這些問題。特別是市政給排水工程比較復雜，凈水、污水、管網等管理困難，這就需要引入BIM技術，從而提高市政給排水施工和管理的質量和效率。

1 BIM技術在市政給排水中的優點

1.1 表達清晰、明了

在過去市政給排水工程的設計人員，在設計圖紙時，通常都是將三維數據的內容繪制成二維圖紙，而在三維轉化二維的過程中會丟失大量的三維數據，使得市政給排水工程的數據不夠完整，設計人員也很難將自己的設計內容完整地表達出來，而施工人員在給根據圖紙施工的過程中，由于圖紙內容不完整，施工人員很難理解設計人員的想法，從而標準化、規范化施工，這最終影響了市政給排水工程的整個質量。而BIM技術正是將三維數據內容，通過建模的形式表達出來，在設計的過程中沒有數據的損失，并且能夠通過模型將最后的竣工形態展示出來，施工人員能夠很容易明白設計人員的意圖[1]。

1.2 善于建模和分析

BIM技術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進行建模分析，便于設計人員及時對工程進行優化和調整。當發現問題后也能及時對問題進行修改。避免出現邊施工邊修改。

1.3 工程誤差小

在過去的市政給排水工程中，施工圖紙內容有一部分是按照經驗進行估算的，偏差在不可控的范圍內。而BIM的應用使得工程有模擬的數據模型，不需要人為的干預，進而降低了工程的誤差。

2 BIM技術在市政給排水工程污水處理的實例應用

某市的市政給排水工程單位承包了污水處理項目，污水的處理量要求在100000m3/d。污水排水的水質必須達到國家要求的排放標準，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雜，涉及的環節較多，而主要的處理場所也不少，如粗細格柵、過濾池、沉降池、化合反應池等。

2.1 BIM在設計中的應用

（1）總設計圖和管網優化。污水處理項目單位在設計中可以將各個污水處理場所的信息收集起來，集中到總的設計圖上，進行模擬布置，之后根據污水處理的具體情況進行總圖紙和管網的優化。BIM技術中常用的軟件為Revit、Navisworks、廣聯達場布GCB等。設計單位可以通過這些軟件對污水處理環節中各個建筑的信息進行收集，之后利用MagiCAD進行總設計圖的模型建立，設計人員可以根據污水項目的具體要求和施工環境情況，通過科學的規劃，在考慮污水處理效益的同時，也通過管網布置的優化，降低污水項目施工的成本。城市污水處理中心一般和居民實際排污的管道距離偏遠，設計人員可以通過建立模型的方式，提前發現污水管網的對接口，進行優化。本次污水項目中，總設計圖和管網優化建模結果發現，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目中存在的難題，提前對這些難題進行優化，從而避免施工中出現問題，重新更改圖紙的現象出現[2]。

（2）碰撞檢驗、洞口匯總。在BIM技術中，設計人員需要對污水處理項目工程的土建模型的建立和集成。常用的軟件為Revit、Navisworks，同時這款軟件還可以進行碰撞檢驗，并通過相關的建模數據，自動分析生成科學、合理的洞口。在對本次污水項目使用Revit、Navisworks進行碰撞分析后發現，單個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行匯總，設計人員對已發現的問題進行解決，同時，施工單位也可以根據圖紙在項目工程施工中更好地完成污水處理項目工程。

（3）管網規劃。設計人員可以利用MagiCAD對設計總圖紙中的管網進行分批次的設計，在設計中，按照具體地段的不同，對這些地段的管網進行標注，同時羅列出這些不同地段管網所采用的管材、尺寸、規格等，和總的設計圖相應，便于設計人員的后續修改和施工單位施工。通過這種清晰的設計方式，污水項目的施工單位在采購的過程中可以對管網進行整體采購，根據圖紙上標記的不同地段的施工要求，對管材物料進行投放，作業人員按照圖紙標記的內容進行施工，施工更加有序，提高了作業人員的效率，避免施工中出現物料投放錯誤或者返工帶來的工程損失。

（4）模型處理。在污水項目設計的過程中，常常會出現某些臨時性的附加要求，如果設計人員想要滿足項目方的要求，按照傳統的方法進行設計修改，不僅需要耗費大量的人力、物力，也非常容易在二次設計中出現項目缺陷。而采用BIM技術，設計人員只需要在模型加添加“模型處理”選項，當污水項目在施工的過程中需要修改設計時，設計人員只需將需要修改的參數錄入模型中，軟件就可以根據參數內容和建模關聯，快速生成新的污水項目模型。同時，BIM建立的模型可以作為污水竣工的參考依據，當污水處理項目完工后，可以通過設計模型和建造模型進行比對。

（5）三維圖表達。污水項目工程比較復雜，中間涉及的環節較多，設計人員如果只是進行二維圖紙的設計，不便于自己后期修改的同時，也給污水項目施工單位增加了施工難度。而BIM技術在設計中的應用，可以將二維圖紙轉變為三維形態，給出三維軸測圖，設計人員可以更好地將自己的設計意圖表達出來。這樣提高設計人員工作效率的同時，也方便污水項目施工中圖紙修改的便捷，從而及時滿足污水項目工程的工程需求。

2.2 BIM在施工中的應用

（1）施工現場布局。污水項目施工單位可以根據項目的總設計圖，在保證施工質量和效率的同時，利用BIM技術的建模軟件Revit、Navisworks、廣聯達場布GCB等，對施工的現場進行科學、合理地規劃，從而對作業區域、管理辦公區域、生活區域等現場內容進行建模，在保證合理性的同時，也可以考慮增加美觀性。

（2）三維設計現場管理。施工單位可以根據設計人員給出的三維設計模型，對現場施工的過程進行全面的監督和指導，通過三維模型設計，指導人員和作業人員能夠清晰地明白設計人員的意圖，幫助施工單位對施工的難點和重點加強認識和理解，從而保證污水項目施工的質量。

（3）部件管理.在污水項目施工中，可以對工程中一個部件添加二維碼，方便施工人員的管理。管理人員可以對設計內容，現場施工情況進行合理管控，從而使得施工更加細致，提升施工單位的管理能力。

（4）現場安全管控。施工單位的管理工作人員在現場安全管理中，可以對現場的施工問題進行信息收集，長傳至安全管理中心，中心根據問題信息內容的識別、分析，將內容傳至工程管理工作的相關負責人，負責人對問題處理后反饋，最后由安全管理工作人員對問題進行核驗，核驗沒有問題關閉該問題項目，如果還有問題，繼續整改。這樣，在現場安全管理的過程中，相關的問題內容和管理流程都得到了保存，便于施工單位對出現的問題進行匯總、分析，不斷提升自己的施工技術和管理水平。而在本次污水項目施工的過程中，對重點區域和易發生危險的區域進行防護，對35個內容的安全進行重點巡查，如消防設施、配電設備等進行定期檢查，通過嚴密的制度，對日常的巡檢落實到位，最終保障工程安全不會出現問題[3]。

（5）項目進度跟蹤。施工單位可以根據污水項目的施工計劃，將項目相關信息上傳至軟件，通過施工計劃和模型進行聯系，從而使得項目的進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度進行全面跟蹤。同時，施工管理人員也可以利用軟件進行進度的檢查和預測，對影響工程進度的因素進行分析，便于管理人員及時消除不良因素，確保工程能夠按照約定時間交付完成使用。

（6）工藝數據庫應用。市政施工單位可以自己建立自己的工藝數據庫，將BIM技術建立的模型與之關聯。現場的技術人員可以通過模型能夠更容易對工程施工的情況進行監督和指導，技術管理人員在對工程質量進行檢查的過程中也不需要依靠自己的經驗對工程質量進行鑒別，而是依靠工藝標準進行檢驗，這使得工程質量評價更加客觀、公正，數據化的管理更加高效。同時，施工單位在施工的過程中也可以將實際中遇到的工藝問題及解決方法匯總，上傳至工藝數據庫中，便于施工單位工藝經驗的積累和優化。

3 結語

近幾年，我國經濟發展速度加快，城市的規模不斷擴容。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，城市環境施工復雜性的提高，加之工程質量要求更高，這就增加了給排水工程從設計到施工的難度。而將BIM技術引入到市政給排水工程中，可以提高工程設計質量和施工效率。