崔琳琳

（承德石油高等專科學(xué)校， 河北 承德 067000）

1 地下市政管網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀

隨著城市化的進(jìn)程加快，大大小小的市政工程拔地而起，這對(duì)市政工程建設(shè)能力提出了更高的要求。而地下市政管網(wǎng)是城市賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，日夜肩負(fù)著整座城市信息傳遞和能量運(yùn)送等重要任務(wù)，是城市不可或缺的重要組成部分。市政管網(wǎng)系統(tǒng)中涉及到的地下管線種類繁多、分布錯(cuò)綜，伴隨著地下市政工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，其管理和維護(hù)的難度也日益增大，管線長(zhǎng)期安全有序的正常運(yùn)行是城市可持續(xù)發(fā)展的重要保證。地下市政管網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

1.1 管線種類繁多

地下市政管網(wǎng)是個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，常見(jiàn)的市政管線類型就包括給水、污水、雨水、供電、供熱、通信、燃?xì)獾葞状箢悾^(guò)20多種管線類型。每種管線在地下敷設(shè)的位置、敷設(shè)時(shí)施工要求等都各不相同，管理難度極大。除此以外，地下管網(wǎng)工程中還包含了大量的附屬基礎(chǔ)設(shè)施及各類市政設(shè)備，分別與各類管線相連輔助運(yùn)行，地下空間分布復(fù)雜。

1.2 線路獨(dú)立規(guī)劃

地下市政管線涉及多個(gè)專業(yè)，設(shè)計(jì)人員往往要根據(jù)專業(yè)進(jìn)行分工，這樣就容易造成不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員的方案在整體上無(wú)法充分協(xié)調(diào)。而傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式多借助平面圖、斷面圖及節(jié)點(diǎn)圖表達(dá)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(xiàn)碰撞和位置交疊而不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致施工過(guò)程中的停工、返工，影響項(xiàng)目工期及質(zhì)量。

1.3 缺乏信息管理

大規(guī)模的市政管線產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，管線設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理資料沒(méi)有專門(mén)部門(mén)進(jìn)行統(tǒng)一采集和管理，不能對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的共享及交換，各專業(yè)管線的改、擴(kuò)建及維護(hù)行為等均靠對(duì)路面反復(fù)開(kāi)挖實(shí)現(xiàn)，造成資源浪費(fèi)的同時(shí)還容易在開(kāi)挖過(guò)程中造成對(duì)非目標(biāo)管線的損害。

2 BIM技術(shù)介紹

BIM（Building Information Model），即建筑信息模型。是指通過(guò)三維數(shù)字化手段對(duì)建筑工程各相關(guān)信息建立模型，從而使工程相關(guān)信息表達(dá)的更加詳盡。目前國(guó)內(nèi)建筑工程常用的BIM建模軟件有Revit、Achi-CAD等。BIM技術(shù)具有以下典型特點(diǎn)：

2.1 可視化

可視化即“所見(jiàn)即所得”，打破利用傳統(tǒng)二維 CAD平面圖紙指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工過(guò)程，以三維立體形式展示工程構(gòu)件或工程整體，包括各構(gòu)件屬性信息均與實(shí)際一致。通過(guò)BIM技術(shù)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(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè)過(guò)程及完成成果，為多方人員的有效溝通和科學(xué)決策提供一個(gè)交流共享平臺(tái)。

2.2 模擬性

BIM 技術(shù)的模擬性不僅僅是模擬出建筑的信息模型，還可實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程全生命周期各階段的模擬操作。例如在設(shè)計(jì)階段，BIM可以對(duì)在設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行確認(rèn)的一些參數(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，例如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬等；在施工階段，可以針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工條件進(jìn)行場(chǎng)地優(yōu)化模擬，確定合理的場(chǎng)地布置方案來(lái)指導(dǎo)施工；在運(yùn)營(yíng)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(yōu)化性

建設(shè)工程設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，借助BIM軟件平臺(tái)提供的模型綜合數(shù)據(jù)信息，可以對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行方案分析及優(yōu)化，得到更合理、更有效的優(yōu)化成果。由于市政工程管線設(shè)計(jì)的規(guī)模往往較大，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)總體設(shè)計(jì)方案、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方案、特殊部位設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行綜合優(yōu)化有更大的實(shí)踐空間。

3 BIM技術(shù)在地下市政管網(wǎng)工程建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

城市地下管網(wǎng)由于安全事故頻發(fā)、管線運(yùn)營(yíng)維護(hù)對(duì)城市環(huán)境影響大、管線資料不全、以及缺乏統(tǒng)一的管理協(xié)作平臺(tái)等問(wèn)題，致使傳統(tǒng)地下管網(wǎng)的建設(shè)和管理出現(xiàn)諸多問(wèn)題，BIM技術(shù)的引入為解決地下管網(wǎng)的現(xiàn)狀難題提供新的方法。

3.1 BIM技術(shù)提供地下市政管網(wǎng)工程信息共享平臺(tái)

地下市政管網(wǎng)項(xiàng)目參與方眾多、涉及專業(yè)較廣，以往各專業(yè)自行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的建設(shè)模式使項(xiàng)目信息交互受阻，造成各參與方信息溝通不及時(shí)、信息傳遞延誤等現(xiàn)象較為嚴(yán)重。BIM技術(shù)提供的綜合信息平臺(tái)，囊括業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、總包方、分包方及政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)等多個(gè)部門(mén)，各方人員通過(guò)同一平臺(tái)進(jìn)行分工協(xié)作和工程信息共享。

BIM模型是工程所有數(shù)據(jù)的載體，將項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段全過(guò)程的數(shù)據(jù)整和共享，各專業(yè)人員經(jīng)由BIM 平臺(tái)輸入本專業(yè)數(shù)據(jù)，查看其它專業(yè)數(shù)據(jù)，方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、調(diào)用，實(shí)現(xiàn)各工程數(shù)據(jù)信息在模型中無(wú)縫對(duì)接及有序共享，能夠有效避免城市地下管線工程各專業(yè)、各階段相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)“信息斷層”和“信息孤島”現(xiàn)象。

3.2 BIM技術(shù)提供地下市政管網(wǎng)工程模擬平臺(tái)

地下市政管線工程一個(gè)顯著特點(diǎn)就是工程管線在地下空間交錯(cuò)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(tǒng)的二維施工圖很難精準(zhǔn)表達(dá)出管線在地下的空間排布形式及位置所在，而B(niǎo)IM技術(shù)提供的三維協(xié)同設(shè)計(jì)模式將多專業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程在同一模型上操作，在建模的過(guò)程中及時(shí)觀察各專業(yè)管線間的空間關(guān)系并予以調(diào)整，在局部區(qū)域完成建模后，使用BIM軟件的碰撞檢測(cè)功能，發(fā)現(xiàn)并消除碰撞，可大幅度減少各專業(yè)間的碰撞和錯(cuò)漏問(wèn)題。通過(guò)三維BIM模型使得精確地調(diào)整管線高度成為可能，為滿足敷設(shè)要求及埋深控制，在多管交匯的地方可以進(jìn)行精細(xì)的實(shí)體避讓。

更重要的是基于BIM技術(shù)創(chuàng)建的工程模型具有關(guān)聯(lián)修改功能，即當(dāng)項(xiàng)目?jī)?nèi)某一構(gòu)件的任一設(shè)計(jì)參數(shù)發(fā)生更改時(shí)，整個(gè)模型內(nèi)與之相關(guān)的所有關(guān)聯(lián)參數(shù)數(shù)據(jù)都將隨之更新，不需人為調(diào)整，極大地減少了改圖的工作量。

3.3 BIM技術(shù)提供地下市政管網(wǎng)工程輔助施工平臺(tái)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是采用二維圖紙來(lái)指導(dǎo)施工，這種圖紙很難直觀表現(xiàn)不同層次管線的立體層次感。具有豐富經(jīng)驗(yàn)的施工人員也很難做到完全沒(méi)有遺漏，施工碰撞無(wú)法完全避免。尤其是在現(xiàn)代城市市政管線工程中，市政工程的管線規(guī)模更大、種類更多、布局更為復(fù)雜，管線間經(jīng)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(shí)施。

利用BIM技術(shù)三維可視化功能，在模型中加入時(shí)間維度信息，可以進(jìn)行虛擬施工。例如在市政給排水管線工程中進(jìn)行模擬施工，可以隨時(shí)直觀查看工程進(jìn)展情況，并與施工計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比，工程各參與方都能對(duì)工程實(shí)際建設(shè)過(guò)程有最直觀的了解和掌握。這樣通過(guò)BIM技術(shù)結(jié)合施工方案及施工模擬，將模型進(jìn)行動(dòng)畫(huà)編輯，形成動(dòng)態(tài)視頻，通過(guò)視頻展示預(yù)先演示施工現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)有條件、施工順序、復(fù)雜工藝以及重點(diǎn)難點(diǎn)解決方案，大大減少了工程質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)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(gè)平臺(tái)同一個(gè)視角里面討論問(wèn)題，有效的協(xié)助項(xiàng)目管理者管理現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度、施工質(zhì)量控制，達(dá)到節(jié)約成本，縮減工期的目的。

[1]韋巍.BIM 技術(shù)在市政給排水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)市政工程，2014（5）：42-43

[2]陳露坤.BIM技術(shù)在市政工程項(xiàng)目中的應(yīng)用管理[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2017（12）：27-29

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

[4]劉銘等.BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2015（4）：195-198