應用BIM技術控制綜合管線施工質量

導言

BIM技術在大型復雜項目中對提高項目管理水平、施工質量和效率有重要作用;應用BIM技術不僅有利于工程的前期部署、設計優化和便捷施工，在后期交付后也有利于工程項目及其設備的維護和使用，更大程度地實現了項目全周期的費用最優化。但在BIM技術應用過程中，要進行全面管線碰撞監測，及時發現和解決管線沖突碰撞及管線的空間排布等問題;同時，要有效解決傳統二維設計考慮不周、設計變更多、施工返工多、不能滿足施工要求等問題。

1　BIM技術的概念

所謂的BIM，指的就是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)是以三維數字技術為基礎，在傳統CAD上發展起來的一種多維模型信息集成技術，它能夠集成一個建筑項目設計、建造、運營以及管理過程中的工程應用、內部協調、數據計算等信息。BIM技術是工程項目參與方實施項目規劃、設計、建造和管理的一種全新方法和工具。隨著BIM技術的普及和發展，特別是在控制綜合管線施工方面，通過應用BIM技術，有效的解決了管線碰撞、圖紙錯誤等問題，實現了管線圖紙集成化和可視化。如，在BIM模型上可以檢測各專業(建筑、結構、管線)的設計布置是否有沖突，內部空間是否適宜;可以利用BIM模型對現場施工計劃和施工方案進行模擬分析，充分利用空間和資源，消除沖突，從而得到最優施工方案和計劃，確保施工工期和施工質量。

2　現行綜合管線施工存在的問題

在現行的管線施工主要存在以下一些問題，首先，傳統的綜合管線施工中，設計師多是使用傳統CAD繪制管線平面圖，然后再通過數字和字母的標注表示不同的管道系統與標高及直徑;因為受限于平面圖，因此設計人員需要將各專業管線平面圖在二維繪圖軟件中進行疊圖，在腦海中先想像各種管線的空間位置，判斷這些管線是否合理、是否存在碰撞。這期間不僅會浪費大量時間，而且管線布置的合理性和精準性很難得到保障;從而影響到整個管線系統的布置，甚至因各專業協調管線布置的過程多次反復，造成施工返工、成本增加、工期延誤等問題，大大影響工作效率。

其次，針對異形建筑，二維圖紙無法對其信息進行精準的表達，缺乏可視化效果，使施工前各專業的沖突問題無法解決。最后，現場實際安裝工作的復雜性導致設計原則無法完全滿足，需要因地制宜地變通布置方式，如操作空間之類的問題難以在二維圖紙中體現。由于根據二維CAD圖紙進行的綜合管線設計和安裝工作存在以上不足;因此，采用BIM技術進行管線三維模型化綜合設計施工就成為了復雜建筑解決綜合管線安裝質量的優選方案。

3　應用BIM技術控制綜合管線施工的優勢

與上面提到的傳統CAD綜合管線施工的方式相比，BIM技術的應用基本完全可以避免那些缺陷。BIM技術能夠實現項目虛擬建造和信息集成，使得管線項目的各個參與方能在項目周期有效地協同工作、進行無間隙共享和無障礙交流，從而提高工作效率，避免返工浪費，增強決策部門現場的優化能力和控制能力。就其優勢來講，首先，應用BIM進行綜合管線施工，有助于消除管線與管線、管線與橋架之間的碰撞，管線與結構的碰撞，確保在有效的空間內合理布置各專業的管線，最大限度地增加建筑的凈空，減少由于管線沖突造成的二次施工。而且，可以實現管線綜合優化排布、虛擬漫游和可視化技術交底。

其次，達到經濟效益與技術效益雙贏的目的，通過應用BIM技術，實現事前控制，設計變更大幅減少，現場安裝效率大幅提升，保障了項目整體進度、投資和質量目標。另外，施工過程中所進行的提高管線安裝施工質量的相關研究，作為部門在實際施工過程中對BIM技術應用的初次試水，促進了部門工程項目在管線安裝工程中的技術進步，提升了管理水平。

最后，應用BIM技術控制綜合管線施工可以綜合協調管線分布，合理協調設備的分布，確保建筑物交付后有足夠的平臺工作空間。同時能夠為設備安裝、管線安裝的預留洞口精確定位，減少對梁板柱的影響及由此造成的二次施工。另外，技術與管理人員圍繞BIM模型對工人進行可視化技術交底，統一數據來源，減少因為數據不一致等造成的施工工期延誤等問題，確保工程按時、高效完成;從而保證土建和機電各專業的有序施工，協調不同專業之間的施工沖突。

4　應用BIM技術控制綜合管線施工的工作原理

4.1　應用BIM技術進行管線綜合排布

在進行管線綜合排布時，BIM工程師必須對管線深化設計原則和相關施工技術規范熟練掌握。運用BIM技術進行管線綜合排布時，除了建立相應的BIM模型，還需要根據現場實際情況，優化地下車庫照明燈具、給排水閥門、消防栓、消防噴淋和噴頭、風管和風口等模型布置，協助現場解決管線安裝高度和走向問題。如電纜橋架，在管線交叉時，應以“小管讓大管，有壓讓無壓，冷水讓熱水，消防水讓空調水，電纜橋架排布在水管上方”為原則。而且，管線盡量平行排布，注意管線間距，不要交叉太多;當管線在平面中路由比較曲折時，在滿足專業技術規范的前提下，盡量減少管線彎頭，保持直線排布，使整個平面管線橫平豎直，空間排布層次分明，以節省空間高度。

4.2　應用BIM技術進行碰撞檢測

當各個專業(建筑、結構、設備)設計完成，施工準備階段將各專業模型進行整合，利用BIM技術三維可視化功能，并制定相應的檢測規則后，即可利用BIM軟件進行管線碰撞檢測。如對管線之間、管線和土建之間以及孔洞和預埋件等進行碰撞檢測等。就機電行業來講，綜合管線施工碰撞碰撞主要包括室內外機電管線、設備之間的碰撞和機電管線、設備與建筑的碰撞，以及結構之間的碰撞，如橋架撞梁，水管撞梁，風管與水管相撞，橋架與水管相撞，風管、橋架騎墻等問題。這時候就需要利用BIM技術進行碰撞檢測，在復雜的管線綜合中，傳統的工作方式是沒辦法滿足現代化的需求的，引用BIM技術可以檢測到碰撞點系統將生成碰撞報告，報告包含碰撞點的截圖、碰撞部分的長度、碰撞點三維坐標等詳細信息，以便于迅速定位碰撞的設備和位置，從而尋找消除碰撞的對策。

4.3　應用BIM技術預埋件和預留孔洞

在以往的施工過程中，很多土建的預留洞口與管道位置不符，這與二維圖紙定位有很大關系;如果結構施工無法避免出現偏差，則預埋定位也將出現偏差，連接管道的彎頭、斜接等管件會因無法滿足管線偏位后的連接導致無法安裝。而采用BIM技術，通過建模，對管線穿越墻、板等的預留孔洞、套管進行三維模擬，并根據模型實體進行標注，解決了二次預埋存在的因定位不準確而造成的返工問題，確保了項目工期。同時，可以對預留洞口進行精準定位，保證施工的順利進行。

5　結束語

綜上所述，傳統管線綜合技術缺乏模型的可視化效果，無法準確、全面地保證管線布置的合理性，造成施工返工、成本增加、工期延誤等問題。而BIM技術具有三維可視化特點，解決了管線沖突碰撞及管線的空間排布、凈高不足、變更多、工期緊等問題，有效地提高了施工圖紙的質量和施工效率，減少了項目協調和返工的時間，縮短了建設工期，降低了項目建設的總成本。