基于BIM技術的供水管網改造工程應用分析

戚征權+姚向新

摘 要：當前，不少地區的供水管網改造工程項目中選取了以信息數據為依托的BIM技術，對工程改造項目中的供水管網系統進行三維建模、碰撞實驗等操作，然后把BIM分析結論同實際的設計施工狀況進行比較，最終提出更高效、科學的管網改造優化規劃方案。BIM技術能夠采取有效措施準確掌握管網改造過程中的地下管線信息、實現及時的變更設計等，本文可以為上海市金山區供水管網改造工程設計提供有力支持。

關鍵詞：BIM技術；供水管網；管網改造；應用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.121

金山區自2006年陸續對各鎮的陳舊供水管網進行改造，但由于供水管網工程項目具有工期較短、綜合性強、設計難度大等特點，會對施工進度和質量造成嚴重影響，施工過程中經常挖斷管線，在這種情況下，選用BIM技術能夠實現細節的動態溝通，可以進一步解決深層次的管線協調難題，有很重要的意義。這一技術手段能夠集成整個工程項目中的關鍵數據，令不可見的地下工程變為可視化三維立體模型，在其他地區已經獲得了迅速的普及。

1 BIM技術的運用現狀剖析

BIM思想的產生可以追溯到上世紀70年代，其作為嶄新的技術理念之一被推出，不久之后，美國總務管理局還推出了系列BIM指南，并且在全國范圍內提倡三維信息平臺的運用，目的是加強不同專業及領域間的協作。現如今，中國的一些建筑設計部門也逐漸展開了對BIM技術的研究應用，成立了眾多BIM小組。然而，BIM技術的應用在我國依舊處在初級探究階段，亟待推廣和完善。但即便如此，這一技術手段在我國部分工程項目中也已經獲得了運用，我們通過以下實例能夠看出BIM技術的運用現狀：

案例一：長江西路管線改造工程。在對該區塊管線改造的過程中，必須把現有的管線進行移動，同時借助BIM技術把現狀地下管線以及有關的建筑、道路等進行三維建模，并采取施工環節仿真模擬、施工結論舉證等。考慮到該工程項目的主要目的在于疏通道路、進行道路翻交，所以管線部分的BIM模型的效用僅僅是弄清地下管線的基本走向。

案例二：天津塘沽新城供水管線工程項目。塘沽南部新城位于濱海新區以西。這一工程項目借助BIM技術建立起了管線綜合模型，并且依靠軟件的碰撞檢驗功能，對管線的縱橫關系進行了調整，有效化解了碰撞問題，然而并未能將碰撞的原因、種類等細化分類，難以為有關工程項目提供借鑒。

2 BIM技術在供水管網改造工程中的具體運用研究

2.1 工程概述

本文以南充市供水管網改造工程為例進行了詳細研究，具體的工程情況如下：南充市供水管網是近幾十年來先后進行鋪設的，未制定科學的計劃，長期規劃不足，并且在之前的多次改造過程中僅啟用了應急措施，導致了管網改建的不規范性，最終嚴重影響了城市供水的安全性與可靠性。不久之后，南充市水廠擴建投產后逐漸擴大了供水范疇，在此前提下城市供水管網需要借助BIM等先進技術進行較大調整才可以滿足新的供水需求。按照南充市供水管網統計數據，其漏水損失率過高，約20%，再加上城區管網不配套，使得管網布局紊亂，同時在很大程度上限制了水廠供水能力的發揮，所以保證充足的供水量成為了該城市實現可持續發展的迫切需求。此外，伴隨著城市工業用水量、城市人口基數的迅速增加，使需水量持續上升；舊城區供水管網布局十分不科學，管徑較小，再加上管網老化和管段結垢等現象較為嚴重，管網的暗漏問題越來越凸顯出來。除此之外，在新城區管網的敷設面積遠遠低于遠期城市的發展范圍，與新興城市自來水供應量不配套，因此，供水的安全性能不佳。在上述情況下，應當盡快對新老城區的配水管網實施擴建及改造工程，加強對BIM技術等供水管網改造工程當中的應用。為此，我們應當在符合基本用水需求的基礎上，確準該城區水廠向周邊各城區的水量和改造之后整個管網系統運作成本最少的經濟管徑，對此，相關人員應當依靠BIM技術等構建起可視化的三維模型，然后通過專業性的技術手段等進行各項數據的優化計算。

2.2 結論剖析

我們按照碰撞出現的影響因素和重要性，可以把問題分為原則性、技術性和細節性三大類。當中，最基本、最主要的為原則性問題，它的成因為管線標高缺失或不正確而造成的某一特定區間內管線成片碰撞，需要對部分管線作出重新調整。此類碰撞現象具有復雜性、隱蔽性特點，不容易被調整。其次，技術性問題通常是因為設計和實際操作的矛盾導致的，實際操作過程中可能難以滿足設計圖中的要求，像檢查井預留配置空間較小的問題。對此，我們應整改之前的設計，增大預留空間。此外，還有因二維圖紙表達模糊而引起的細節性問題。二維圖紙中通常沒辦法形象反映出管線的管徑，眾多管線距離過近容易引發碰撞。要想有效解決這一問題，就應當增加局部詳圖，給出避讓規則或解決方案。

3 結束語

綜上，近來供水管網改造工程中出現了諸多問題，例如新舊交互、管線現狀混亂等，給項目施工帶來了難度。盡管BIM技術的運用可以檢查出管網系統中的相關問題，然而后期分析能力不足，檢測結果仍需借助人工比對完成。因此，在今后的工作過程中，相關人員需要增強BIM軟件同另外一些軟件的兼容性，令此項技術可以展現出更大的效用，也能為該技術在將來金山區的供水管網改造工程項目的應用提供理論支持。

參考文獻：

[1]李志遠，武照遠，張鴻斌.BIM在天津塘沽南部新城管線綜合中的應用[J].山東工業技術，2015（09）：116.

[2]羅遠峰，凡榮，蘇家榮.基于BIM的綜合管線深化設計流程初探[J].山西建筑，2015，41（04）：96-98.

[3]張瑩.EPANTE在供水管網平差計算中的應用[J].山西建筑，2008，34（33）：181-182.

[4]張瑩，宋啟元，蘇功軍.EPANET在供水管網平差計算中的應用[J].山西建筑，2008，34（33）：181-182.

[5]王昊.供水管網改造優化研究[D].天津：天津大學碩士學位論文，2009.