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BIM技术在西岗北片区基础设施建设工程项目市政管网施工中的应用

发表时间：2020/6/30 来源：《基层建设》2020年第6期作者：杨卫川胡忠耀林洋赵军涛慕习刚

[导读] 摘要：当今时代，我国现代化城市发展欣欣向荣，地下管网越来越复杂，且地下施工要求地下综合管网达到可视化标准，市政管网是城市居民生活基础设施的重要组成部分，用于完成信息的正常传递或物质的调配，属于城市发展的“生命线”。

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        摘要：当今时代，我国现代化城市发展欣欣向荣，地下管网越来越复杂，且地下施工要求地下综合管网达到可视化标准，市政管网是城市居民生活基础设施的重要组成部分，用于完成信息的正常传递或物质的调配，属于城市发展的“生命线”。在实际施工中，如果地下管线出现问题，就会影响公众生活。运用BIM技术可以有效解决市政管网施工中的问题，进行漫游以及模型参看，并且数据模型中有大部分内部属性信息，对模型数据研究具有非常重要的参考作用，因此在市政管网施工中应用BIM技术非常有必要。
        关键词：BIM技术；市政管线；施工应用
        引言
        在城市化具体发展阶段，对城市地下管网的系统建设有了更高的标准。现阶段，地下管网是一个复杂的系统，雨水管道、给水管道、给水、燃气、电力电缆以及通信管线错综复杂，且每种管线的位置、标高都不相同，利用传统的二维平面技术不能直观看到这些管线的空间排布，从而增加施工难度，导致施工中返工，增加施工工期，而利用BIM技术能有效的解决市政综合管网在施工中的这些问题。
        1BIM技术的概念和特点
        BIM（Building Information Mode），即建筑信息模型，BIM基于三维数字技术对建筑工程各相关信息建立模型，BIM技术是利用计算机三维数字技术将建筑工程项目的实体进行数字化的表达，从而使建筑工程相关信息直观详尽地表达出来。目前，我国市政工程中使用较多的建模应用软件有Revit、Civil 3D等，BIM技术的特点主要有以下几点：
        1.1可视性
        传统的工程设计过程和施工过程借助CAD二维平面图纸，BIM技术是在确保各构件属性信息与实际情况高度一致的基础上，利用三维立体方式将工程构件和工程整体进行直观展现，通过利用BIM技术建立工程模型，能够将工程全生命周期内的各个环节的建设过程和工程完成后的效果直观地呈现出来，为施工管理人员进行交流沟通和制定决策构建起信息交流与共享的平台。
        1.2模拟性
        BIM技术的模拟性体现在多个方面，不仅能对建筑的信息模型进行模拟，也能对建筑工程全生命周期的每个阶段的操作进行模拟。在工程设计环节，利用BIM技术能够将设计需要进行确认的相关数据进行模拟验证，例如，日照模拟、节能模拟等，在工程施工环节，能够结合施工现场的施工情况对场地进行模拟，从而对施工现场的布置方案进行优化，使得施工现场布置更加合理，在项目运营环节，也能够对日常突发事件的处理进行模拟。
        1.3优化性
        建设工程设计过程是一个不断优化的过程，借助BIM软件平台提供的模型综合数据信息，可以对复杂项目进行方案分析及优化，得到更合理、更有效的优化成果。由于市政工程管线设计的规模往往较大，通过BIM技术对总体设计方案、细节设计方案、特殊部位设计方案等进行综合优化有更大的实践空间。
        2BIM技术在市政管网施工中的应用
        2.1施工准备阶段
        市政管网施工之前，应用BIM技术主要是借助模型在施工图纸对每一个专业的管网安装部位进行有效协调，避免发生直接碰撞情况，也可以通过三维坐标将绘制出的各个构件的属性体现出来，并且利用电脑屏幕进行模拟，实现三维可视化结果，如雨水管道、给水管道、给水、燃气、电力电缆以及通信管线等管网的属性可以运用BIM技术来保存数据。
        2.2设计阶段
        利用CAD方式进行市政综合管线设计制图时，设计图纸所呈现出的设计形象往往非常复杂，如果设计图纸某些地方需要作出修改，设计人员需要对图纸进行实际修改，利用CAD绘图方式进行市政综合管线工程设计时，微小信息的调整比较麻烦会对整体信息传输带来影响，在市政综合管线施工过程中应用BIM技术能够构建起工程信息模型，并能进行工程模拟施工，将综合管线工程设计和施工中所涉及到的所有信息进行汇总，为工程设计工作的实际效率提供有力保障。
        2.3施工阶段
        在市政管网工程中施工阶段是重点，应用BIM技术构建用于虚拟施工、施工过程以及成本控制的模拟，确保施工过程中的各个环节的有效集成，还可以结合施工进度进行及时统计分析，确保成本得以动态化管理，更为准确的获取施工信息，为采购和材料使用做好充足准备。同时，在检查完管网碰撞和交叉问题之后，应当统计整个市政管网系统所需要的各种管网材料和使用量，这是BIM模型的一个非常重要的用途。除此之外，因为地下空间开发具备不可逆性的特点，所以建设完成之后再进行改造与拆除会非常麻烦，施工单位可以应用BIM技术来多种施工方案进行模拟，对其进行对比分析，选择出最优的施工方案。
        3实例分析
        3.1应用案例
        西岗北片区基础设施建设工程项目位于南京紫东核心区，该片区范围北至龙王山山脊线,南至慕义路,西至区界，东至七乡河西路，项目范围约3平方公里。共有主干路3条,总长约8.63公里；次干路5条，总长约8.06公里；支路15条，总长约9.91公里；河道主要包括桦墅河南支、桦墅河北支、桦墅河等6条河道,总长约6.53公里；片区主要道路上规划布置综合管廊，总长约7.47公里。该片区地下管网交错分布，为了避免管线碰撞，控制管线标高，运用BIM三位模型为该项目建设提供了有力保障，从而有效缩短工期。
        3.2该片区龙王山大道地下综合管网BIM建模优化
        （1）根据设计单位提供的图纸，搭建雨水管道、给水管道、给水、燃气、电力电缆、通信管线以及地下综合管廊模型，完成整体的建模，使该片区地下管网有一个全局性的概览，可以根据需要获取不同角度的局部断面以及复杂部位的详细空间和尺寸信息。

图 1 片区龙王山大道地下综合管网模型
（2）通过BIM建模控制标高后，进行碰撞检查，生成碰撞模型，并保存碰撞视点，添加注释，输出碰撞报告，对比碰撞视图及相关的CAD原图，在三维BIM模型中对地下管线进行调整修改，将各个碰撞点调整后所带来的工程中其他部位的连锁反应及时清晰地体现出来，避免出现调整盲点和遗漏，分析碰撞原因及时调整不合理的地方，确保管道之间不会发生交叉，保证管线调整的全面性和准确性。

        图 2 片区道路交叉口地下管线碰撞检测
        结语
        BIM技术应用于地下市政管网工程中具有全面模拟和可视化等诸多优势，能够很好地为地下市政管网设计、建设和运维工作服务，对BIM技术的优势和应用技术进行研究，能够有力地促进BIM技术在地下市政管网工程中的发展，BIM技术将在我国地下市政管网工程中扮演重要的角色，有效地促进了我国地下市政管网工程质量的提高。
        参考文献
        [1]陈露坤.BIM技术在市政工程项目中的应用管理[J].建材发展导向，2017（12）：27-29.
        [2]崔琳琳.BIM技术在地下市政管网建设中的应用[J].装备技术，2018（11）：146.
        [3]高峰,王幸来,程雄辉.BIM技术在城市地下综合管廊中的应用[J].江苏建筑,2017(1):72-76.