杜 娟 劉冰洋 宋朝祥 李 艷 吳佳懋

（海南大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，海南?？?70228）

0 引言

隨著信息化建設(shè)的逐步推進(jìn)，建筑信息模型技術(shù)，即BIM（Building Information Modeling）技術(shù)在三維管線綜合和造價(jià)管理領(lǐng)域發(fā)揮了較大的作用。沈亮峰將BIM技術(shù)應(yīng)用于地鐵車站的三維管線綜合設(shè)計(jì)[1]，王巴圖將BIM技術(shù)應(yīng)用于路橋工程的全過程造價(jià)管理[2]，李月香研究了BIM技術(shù)對(duì)綠色建筑增量經(jīng)濟(jì)效益的影響[3]。農(nóng)村供水工程是我國深入推進(jìn)農(nóng)村飲水安全，進(jìn)一步提高農(nóng)村供水事業(yè)發(fā)展水平，促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的重要基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，將基于BIM技術(shù)的三維管線綜合設(shè)計(jì)引入水廠項(xiàng)目管線施工，可以有效解決管線碰撞、工程變更和二次返工等問題，提高質(zhì)量與效率，節(jié)省時(shí)間與投入。

1 工程概況

本水廠項(xiàng)目依據(jù)制水流程，布置孔室絮凝斜管沉淀池、重力無閥濾池、清水池、加藥間、工作管理間，生產(chǎn)區(qū)與管理區(qū)之間用綠化帶隔離。管道系統(tǒng)有供水管系統(tǒng)、污水管系統(tǒng)、雨水管系統(tǒng)、自來水管系統(tǒng)、加藥管系統(tǒng)和各種閥門及電動(dòng)泵。項(xiàng)目管道眾多、節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，施工工藝復(fù)雜。

2 基于BIM的經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 優(yōu)化圖紙

工程項(xiàng)目中前期不確定因素和開發(fā)過程中突發(fā)因素較多，圖紙變更是難以避免的問題。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)決定了工程項(xiàng)目70%的成本支出，設(shè)計(jì)變更所帶來的成本問題不容忽視。設(shè)計(jì)單位對(duì)圖紙中某些專業(yè)性較強(qiáng)的項(xiàng)目僅給出基本材料做法及形狀，并無詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)做法。

將原始圖紙三維化轉(zhuǎn)換成立體模型后，可以更清晰地發(fā)現(xiàn)圖紙問題，發(fā)揮施工單位在實(shí)施方面的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，提高工程的功能、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)性能，更好地滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，同時(shí)達(dá)到利于施工的目的，減少施工過程中的工程變更。通過基于BIM技術(shù)的三維建模，發(fā)現(xiàn)了16處圖紙問題，包括構(gòu)件沖突、結(jié)構(gòu)重復(fù)、空間不足等，可減少施工變更，根據(jù)工程設(shè)計(jì)成本和圖紙內(nèi)容，估算節(jié)省成本7.4%。

2.2 管線綜合

在Revit模型中構(gòu)造各專業(yè)管線，確保在施工前完成所有線路的綜合處理。由于工程管道數(shù)量大，構(gòu)造復(fù)雜，裝配難度較大，其中電力、暖通等專業(yè)管道預(yù)裝配超過10次，其他水管預(yù)裝配也達(dá)到5次以上，綜合預(yù)裝配方案多達(dá)6個(gè)，通過對(duì)預(yù)裝方案的逐步審理，找出最優(yōu)方案，大大減少了施工中可能出現(xiàn)的問題。其中最終方案較初始方案約節(jié)省施工材料4%，占總成本的3.2%，如表1所示。

表1 預(yù)裝配方案材料表

2.3 碰撞檢查

管道圖紙?jiān)?D平面圖中都是以平面線的形式存在，也不同于建筑圖紙，無法很好地用平面線表現(xiàn)出高度差，這樣容易產(chǎn)生管道碰撞的問題。同時(shí)，由于管道圖紙和建筑圖紙是分開設(shè)計(jì)的，一般的建筑圖紙都不會(huì)標(biāo)注洞口，即使畫好了預(yù)留洞口，也會(huì)有洞口位置不精確的問題，導(dǎo)致施工時(shí)要重新開補(bǔ)洞口，影響建筑物的整體性。

利用BIM的碰撞檢測功能，可以迅速地將三維模型中的管道碰撞、管道和建筑碰撞檢測出來，進(jìn)行合理的優(yōu)化修改和精準(zhǔn)的洞口預(yù)留。同時(shí)能精準(zhǔn)定位沖突點(diǎn)的構(gòu)件，完成優(yōu)化修改。根據(jù)碰撞檢查沖突報(bào)告（表2），檢測出管道之間有10個(gè)沖突點(diǎn)，并標(biāo)記了管道編號(hào)。根據(jù)碰撞檢查報(bào)告，將沖突部位一一糾正，計(jì)算節(jié)省的管道長度，約占施工總成本0.3%，如表3所示。

表2 管道碰撞檢查報(bào)告

2.4 進(jìn)度控制

工程建設(shè)是一個(gè)多工序搭接、多單位參與的過程，工程進(jìn)度計(jì)劃是由各個(gè)子計(jì)劃搭接而成的。而在傳統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃控制技術(shù)中，各子計(jì)劃間的邏輯順序需要技術(shù)人員來確定，難免出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，造成拖延。

表3 碰撞檢查節(jié)約材料

通過BIM技術(shù)的4D管理，可以對(duì)工程實(shí)現(xiàn)可視化安排。BIM可以按月、周、天直觀地顯示進(jìn)度計(jì)劃，不僅方便工程管理人員進(jìn)行不同方案之間的比對(duì)，選擇符合進(jìn)度要求的施工方案，另一方面也便于管理人員發(fā)現(xiàn)各個(gè)子計(jì)劃中的邏輯錯(cuò)誤，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃。通過多平臺(tái)協(xié)同作業(yè)和Naviswork進(jìn)度模擬，解決了大部分工程間沖突，將工期提前了2天，節(jié)約了施工成本3.33%。

工程整體經(jīng)濟(jì)效益如表4所示。

表4 整體成本控制

3 結(jié)語

綜上所述，本工程通過Naviswork、Revit、Enscape等軟件的綜合應(yīng)用，表現(xiàn)了BIM技術(shù)在水廠工程項(xiàng)目管線綜合和造價(jià)管理中的顯著成效。解決了施工過程中管線碰撞問題，避免了二次返工，提高了工程施工質(zhì)量控制水平和效率，減少了施工成本約14.2%，大大降低了工程成本，為BIM技術(shù)在造價(jià)管理中的應(yīng)用提供了一定的借鑒意義和參考價(jià)值。