相素芬 劉燕飛 張小娜

（1.中天昊建設(shè)管理集團(tuán)股份有限公司，山東 東營 257000； 2.山東信誠建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 東營 257000）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在大型商業(yè)建筑工程中機(jī)電各專業(yè)主干管線安裝所占份額能達(dá)到總管線施工量的70%，這樣的占比決定了機(jī)電綜合管線安裝的重要性[1]。然而統(tǒng)計(jì)各類大型商業(yè)建筑發(fā)現(xiàn)，機(jī)電綜合管線安裝后存在著眾多的碰撞點(diǎn)，需要重新人工返工消除碰撞點(diǎn)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，大大增加施工成本，而且導(dǎo)致管線布局雜亂，對管線后續(xù)運(yùn)行帶來安全隱患。因此，迫切需要采取合適的措施來解決此問題，而BIM 技術(shù)在土建專業(yè)的良好應(yīng)用為解決機(jī)電綜合管線碰撞率高的問題提供了借鑒。

1 機(jī)電管線碰撞率高的案例

某大型商業(yè)建筑地下1 層機(jī)電安裝工程包含了建筑智能工程、電氣工程、通風(fēng)空調(diào)工程、給排水工程等，涉及的機(jī)電管線包含風(fēng)管、自噴管道、消火栓管道、橋架、空調(diào)水管、壓力排水管道等，管線系統(tǒng)規(guī)模龐大、排布密集，安裝過程中存在著較多的管線碰撞點(diǎn)[2]。并經(jīng)過人工深化成果驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)管線碰撞點(diǎn)總共有522 個(gè)，由此制作了機(jī)電管線碰撞點(diǎn)問題頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表（如表1）。

由表1 中可以看出，標(biāo)高性碰撞、路由性碰撞、制作工藝性碰撞3 個(gè)可見性碰撞所占總碰撞問題比例為：42.3%+30.3%+18.2%=90.8%；空間性碰撞和美觀性碰撞2 個(gè)預(yù)見性碰撞雖只占總碰撞問題比例為：4.2%+4.4%=8.6%。

表1 機(jī)電管線碰撞點(diǎn)問題頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表

如能將3 個(gè)可見性碰撞和2 個(gè)預(yù)見性碰撞問題有效解決，那么綜合管線碰撞率將低至0.2%的極低值，然而由于可能在制作工藝性碰撞問題上受工藝、操作等因素影響存在客觀無法全部解決的問題，故結(jié)合本商業(yè)建筑施工實(shí)際將管線碰撞率目標(biāo)值設(shè)定為3%。

2 機(jī)電管線碰撞率高的要因

由于機(jī)電管線碰撞癥結(jié)問題部分原因存在交叉纏繞影響，導(dǎo)致機(jī)電管線膨脹率高的末端因素眾多[3]，總共有8 項(xiàng)，故采用關(guān)聯(lián)圖法（標(biāo)高性碰撞、路由性碰撞、協(xié)調(diào)性碰撞、美觀性碰撞、空間性碰撞和制作工藝碰撞關(guān)聯(lián)圖）進(jìn)行了要因確認(rèn)，通過末端因素逐條確認(rèn)，最終確定主要原因有圖紙深化方法不當(dāng)、構(gòu)件制作參照依據(jù)不足、美觀性優(yōu)化可依據(jù)的可視性不足、技術(shù)交底針對性及可參考性不足4 項(xiàng)。

2.1 圖紙深化方法不當(dāng)

通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)施工所用CAD 圖紙，共出現(xiàn)數(shù)量最多的碰撞點(diǎn)，導(dǎo)致現(xiàn)場安裝進(jìn)度受限且多次出現(xiàn)拆除返工，不僅安裝進(jìn)度受到嚴(yán)重影響，而且導(dǎo)致安裝成本居高不下。

2.2 構(gòu)件制作參照依據(jù)不足

經(jīng)過全面檢查，依照現(xiàn)有規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，管線安裝中的暖通專業(yè)存在13 處彎頭無法按照設(shè)計(jì)尺寸要求加工，各專業(yè)交叉部位難以有效避讓，造成較大施工難度，致使存在較多管線碰撞點(diǎn)，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度及質(zhì)量。

2.3 美觀性優(yōu)化可依據(jù)的可視性不足

經(jīng)過全面檢查，地下一層場地范圍內(nèi)共9 條汽車通道，有6 條存在管線交叉且標(biāo)高不統(tǒng)一，后勤通道內(nèi)共有23 處管線布置影響通道成型效果，造成通道美觀性不滿足要求。

2.4 技術(shù)交底針對性及可參考性不足

經(jīng)過調(diào)查，本商業(yè)建筑工程已有由專門的項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人編制機(jī)電安裝技術(shù)交底記錄，但交底內(nèi)容無法覆蓋所有施工對象且缺乏操作性，造成部分機(jī)電工程專業(yè)及施工部位無法正常施工，出現(xiàn)管線碰撞。

3 防碰撞對策與實(shí)施

3.1 制定對策

根據(jù)已確定的主要原因制定對策，對策制定嚴(yán)格按照“5W1H” 原則進(jìn)行[4-5]，如表2 所示。

表2 基于BIM 技術(shù)的降低機(jī)電管線碰撞率對策措施表

3.2 對策實(shí)施

3.2.1 針對深化方法不當(dāng)采取的措施

（1）以人工深化后圖紙為藍(lán)本進(jìn)行MEP 管綜模型搭建。

（2）基于BIM 平臺，輸出碰撞檢測報(bào)告。

（3）根據(jù)碰撞檢測報(bào)告，于3D 環(huán)境下逐條進(jìn)行碰撞消除。

（4）循環(huán)步驟（2）、（3），直至碰撞檢測報(bào)告顯示碰撞點(diǎn)為0。

3.2.2 針對構(gòu)件制作參照依據(jù)不足采取的措施

（1）統(tǒng)計(jì)特殊點(diǎn)位及其所需特殊管件尺寸信息。

（2）參照相關(guān)規(guī)范核對并篩選可實(shí)施性點(diǎn)位構(gòu)件。

（3）基于BIM 技術(shù)進(jìn)行特殊構(gòu)件模型搭建、模擬、出圖。

（4）將特殊構(gòu)件制作圖紙交付相關(guān)班組進(jìn)行構(gòu)件制作。

3.2.3 針對美觀性優(yōu)化可依據(jù)的可視性不足采取的措施

（1）基于BIM 平臺制作漫游動(dòng)畫。

（2）召開專項(xiàng)會議，基于漫游動(dòng)畫討論管線排布待優(yōu)化點(diǎn)及優(yōu)化方案。

（3）依據(jù)會議確定方案進(jìn)行美觀性優(yōu)化變更。

3.2.4 針對技術(shù)交底針對性及可參考性不足采取的措施

（1）收集現(xiàn)場施工重、難點(diǎn)。

（2）針對每一重難點(diǎn)制作針對性3D 形式文檔或施工模擬動(dòng)畫等形式交底。

（3）召集施工操作人員于現(xiàn)場實(shí)地進(jìn)行交底，及時(shí)解決交底問題。

（4）交底完成后隨機(jī)調(diào)查被交底人員交底內(nèi)容接受程度，循環(huán)步驟（3），直至接受率達(dá)到100%。

3.3 實(shí)施效果

將上述措施應(yīng)用到地下2 層的機(jī)電工程管線安裝施工中，取得了良好的應(yīng)用效果。

3.3.1 深化方法恰當(dāng)

經(jīng)過4 次檢測與可見性碰撞點(diǎn)消除，實(shí)現(xiàn)了可見性碰撞點(diǎn)的完全消除。

3.3.2 構(gòu)件制作參照依據(jù)完善

通過特殊管件實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制作，在地下1 層中存在的較多制作工藝性碰撞點(diǎn)幾乎完全消除。

3.3.3 美觀性碰撞點(diǎn)完全消除

預(yù)建造完成的動(dòng)畫漫游可直觀形象的發(fā)現(xiàn)管線布局中的不美觀點(diǎn)，23 個(gè)美觀性碰撞點(diǎn)的完全消除。

3.3.4 實(shí)現(xiàn)了良好技術(shù)交底

通過這種針對性極強(qiáng)，同時(shí)交底形式具有良好的可視性、形象性，大大提高了交底效率，這種交底形式也得到了業(yè)主以及安裝操作工的一致好評，22 個(gè)空間性碰撞點(diǎn)完全消除。

3.3.5 全項(xiàng)目應(yīng)用效果顯著

在本建筑地下2 層實(shí)施完成后，繼續(xù)對配樓負(fù)F1、F2、F3 層機(jī)電綜合管線同樣進(jìn)行了基于BIM 技術(shù)的圖紙深化與施工指導(dǎo)，并進(jìn)行了機(jī)電綜合管線碰撞率統(tǒng)計(jì)（表3），發(fā)現(xiàn)總碰撞率降低至1.9%，遠(yuǎn)小于最初制定的3%目標(biāo)值，成效顯著。

表3 基于BIM 技術(shù)應(yīng)用后的機(jī)電綜合管線碰撞率統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)語

機(jī)電綜合管線碰撞率高是導(dǎo)致大型商業(yè)建筑機(jī)電安裝工程施工進(jìn)度慢和效益低的一個(gè)重要因素。通過關(guān)聯(lián)圖法進(jìn)行要因確認(rèn)，明確了圖紙深化方法不當(dāng)、構(gòu)件制作參照依據(jù)不足、美觀性優(yōu)化可依據(jù)的可視性不足、技術(shù)交底針對性及可參考性不足是導(dǎo)致碰撞率居高不小的4 個(gè)最主要末端因素，而按照“5W1H”原則，利用BIM 技術(shù)平臺搭建機(jī)電綜合管線3D 模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與操作徹底解決了路由性碰撞、標(biāo)高性碰撞、制作工藝性碰撞3 個(gè)可見性碰撞和空間性碰撞、美觀性碰撞2 個(gè)預(yù)見性碰撞所帶來的碰撞率高難題，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。