基于BIM的市政道路優(yōu)化設計

中建三局第一建設工程有限責任公司 廣東 深圳 518049

正文：

1 BIM簡介及項目概況

1.1 工程概況

1.1.1 工程概況

南方科技大學校園建設工程（二期）項目施工總承包III 標，占地約4.5萬㎡，建筑面積約11.4萬㎡。項目市政工程包含一號路（1k0+544.944——1k0+992.42）、一號慢行道（1L0+000——1L0+158.953 ）、五號路，共計約1km。

1.1.2 工程重難點分析

（1）道路結構施工難點：

①西側待建一號路與現(xiàn)狀市政南科一路高度不一致，最大高差達8.5m，同時一號路與南科一路基本平行，擋土墻基礎離南科一路最近只有0.5m,如何確保擋土墻施工期間保證現(xiàn)狀道路安全是項目的難點之一；

②一號路和一號慢行道下需進行碎石樁軟基處理，擋土墻、機動車道、非機動車道設計碎石樁間距不一，如何準確深化碎石樁的排布是項目的難點之一。

（2）市政管網施工難點：

① 市政道路管網密集，現(xiàn)狀管網與新建管網對接復雜，保護好現(xiàn)狀管網，處理好新舊的交接是項目難點之一。

② 新建管網與新建道路基礎碰撞、擋土墻存在多處交叉，解決管線交叉和做好預留預埋是項目難點之一。

（3）施工組織難點：

①基坑、擋土墻、路基軟基處理存在多處交叉影響，如何根據(jù)實際情況合理安排先后順序確保室外工程順利進行是本工程的一大難點。

②項目開工伊始確定實行“市政先行，永臨結合”，如何確保市政道路隨建筑主體結構同時施工，又不影響建筑主體結構施工所必須的交通條件是本項目的難點之一。

1.2 項目中BIM技術應用

（1）三維信息模型搭建、設計圖紙復核、碰撞檢查、管線綜合優(yōu)化、預留預埋、管線綜合指導施工圖等方面。

（2）遠期考慮配合項目的施工管理進行模型的處理，以保證項目的“市政先行，永臨結合”方針。

2 基于BIM的市政道路協(xié)同建模

2.1 市政道路協(xié)同建模

2.1.1 Revit工作集協(xié)同建模

市政道路基礎和市政管網分別通過工作集方式建模，各工程師通過“網絡路徑”打開從中心文件里復制出來的副本進行建模，然后通過“同步中心文件”達到協(xié)同建模的目的。

2.1.2 Revit鏈接協(xié)同建模

市政道路結構BIM模型與市政管網BIM模型兩專業(yè)因為模板不一致，一般不通過工作集協(xié)同，而是通過鏈接“Revit”中心文件進行協(xié)同工作，刷新時通過重新載入“Revit”文件達到協(xié)同作用。

3 基于BIM的市政道路優(yōu)化設計

3.1 BIM在道路基礎的應用

3.1.1 擋土墻碰撞處理

基于BIM可視化三維模型，提前發(fā)現(xiàn)原設計一號路市政擋土墻會與現(xiàn)道路電纜碰撞，嚴重影響施工進度和施工難度。根據(jù)實際情況新建電纜，同時對擋土墻外邊線局部優(yōu)化，消除與其他現(xiàn)狀管網和基礎的碰撞。

3.1.2 碎石樁排布深化

① 基于BIM技術可虛擬建造和可優(yōu)化性，依據(jù)設計院圖紙條件，深化碎石樁排布，優(yōu)化碎石樁和擋土墻的平面布置關系。

② 基于BIM技術可統(tǒng)計性，我們對碎石樁優(yōu)化成果進行統(tǒng)計。

③ 基于BIM技術可出圖性，我們對成果文件出樁位平面定位圖。

3.2 BIM在市政管網的應用

3.2.1 優(yōu)化思路

本項目BIM管綜不只是傳統(tǒng)角度上對碰撞問題的消除，同時由各專業(yè)專業(yè)工程師參與從設計角度上進行考慮。既滿足業(yè)主實用、美觀的要求，又便于現(xiàn)場施工，還便于交付使用后的后期維護。

3.2.2 優(yōu)化原則

（1）“機動車道無井蓋，管井全進綠化帶”：

①管井移至綠化帶； ②做隱性雙層井蓋

（2）從設計角度消除碰撞：

增加跌水槽，調整排水方向，調整管道埋深以消除過路雨水管與其他水管碰撞問題

（3）預留過路套管：

滿足當前設計條件下還預留過路套管

3.2.3 具體優(yōu)化結果分析

（1）基于BIM可視化及可優(yōu)化性特點，結合現(xiàn)場綠化帶條件有限，將原設計19個在機動車道上的閥門井移至邊坡綠化帶,同時把對應管道移至綠化區(qū)；另外將剩余12個機動車道上井移至非機動車道上，做雙層隱性井蓋裝飾處理。

（2）從設計合理的角度建議取消原設計的DN400mm的雨水管改為，找坡流向生態(tài)草溝。

（3）新建管與現(xiàn)狀箱涵接駁十分困難，為避免后續(xù)交接時出現(xiàn)更多不可預見的問題，在此處新增加一段跌水槽，再統(tǒng)一引入現(xiàn)狀箱涵?；贐IM可深化性條件，在三維模型里核實新建跌水槽高度和長度，并核對各接入點標高。

（4）基于BIM的可虛擬建造特點，充分模擬新建市政管網與原市政管網接駁，合理解決設計存在的缺陷。充分考慮現(xiàn)場場地情況，基于BIM方案比選特性，采用南北分流的形式將此段管段改為0.3%的坡度逆向道路流入北側箱涵，同時取消原設計與南科一路10.6m深的雨水跌水井，滿足排水的同時降低施工難度大。

（5）基于BIM虛擬建造特性，將道路雨水口深度從1m加深到1.4m，合理排布橫向過路管與縱向給水管、消防水管、中水管沖突問題。

（6）未來事項發(fā)展不可測，為防止后續(xù)需要增加管道從道路穿過而破壞道路，在一號路和五號路每隔100～200m提前埋一個DN300mm過路套管，最大限度節(jié)省維護成本。

3.2.4 優(yōu)化前后對比說明

基于BIM方案比選特性，我們能清楚得看到優(yōu)化前后的關系，優(yōu)化前管道很多平行埋設于機動車道以下，不便于后期維護，BIM優(yōu)化后，絕部分管移至機動車以外的綠化上，其他在非機動車道上布置，做雙層裝飾性井蓋，既滿足基本使用需求，還最大程度減小施工難度，保證后期維護。

4 總論

本項目中通過BIM技術市政道路優(yōu)化設計，獲得了如下價值：

（1）利用BIM技術，通過可視化技術交底，有效協(xié)同設計院、業(yè)主與施工方；

（2）利用BIM技術，提前預留預埋，減少后期維護成本；

（3）利用BIM技術，提前預知風險，并提早做出施工方略決策；

（4）利用BIM技術，統(tǒng)籌規(guī)劃，促進工序穿插及一體化文明施工，為實現(xiàn)項目“市政先行，永臨結合”的大方略作下鋪墊。