淺談BIM 技術在管線施工中應用的經濟效益

杜 娟 劉冰洋 宋朝祥 李 艷 吳佳懋

（海南大學土木建筑工程學院，海南海口570228）

0 引言

隨著信息化建設的逐步推進，建筑信息模型技術，即BIM（Building Information Modeling）技術在三維管線綜合和造價管理領域發揮了較大的作用。沈亮峰將BIM技術應用于地鐵車站的三維管線綜合設計[1]，王巴圖將BIM技術應用于路橋工程的全過程造價管理[2]，李月香研究了BIM技術對綠色建筑增量經濟效益的影響[3]。農村供水工程是我國深入推進農村飲水安全，進一步提高農村供水事業發展水平，促進城鄉統籌發展的重要基礎建設項目，將基于BIM技術的三維管線綜合設計引入水廠項目管線施工，可以有效解決管線碰撞、工程變更和二次返工等問題，提高質量與效率，節省時間與投入。

1 工程概況

本水廠項目依據制水流程，布置孔室絮凝斜管沉淀池、重力無閥濾池、清水池、加藥間、工作管理間，生產區與管理區之間用綠化帶隔離。管道系統有供水管系統、污水管系統、雨水管系統、自來水管系統、加藥管系統和各種閥門及電動泵。項目管道眾多、節點數量較多，施工工藝復雜。

2 基于BIM的經濟效益分析

2.1 優化圖紙

工程項目中前期不確定因素和開發過程中突發因素較多，圖紙變更是難以避免的問題。設計環節決定了工程項目70%的成本支出，設計變更所帶來的成本問題不容忽視。設計單位對圖紙中某些專業性較強的項目僅給出基本材料做法及形狀，并無詳細的節點做法。

將原始圖紙三維化轉換成立體模型后，可以更清晰地發現圖紙問題，發揮施工單位在實施方面的專業優勢，提高工程的功能、質量及結構性能，更好地滿足設計及規范要求，同時達到利于施工的目的，減少施工過程中的工程變更。通過基于BIM技術的三維建模，發現了16處圖紙問題，包括構件沖突、結構重復、空間不足等，可減少施工變更，根據工程設計成本和圖紙內容，估算節省成本7.4%。

2.2 管線綜合

在Revit模型中構造各專業管線，確保在施工前完成所有線路的綜合處理。由于工程管道數量大，構造復雜，裝配難度較大，其中電力、暖通等專業管道預裝配超過10次，其他水管預裝配也達到5次以上，綜合預裝配方案多達6個，通過對預裝方案的逐步審理，找出最優方案，大大減少了施工中可能出現的問題。其中最終方案較初始方案約節省施工材料4%，占總成本的3.2%，如表1所示。

表1 預裝配方案材料表

2.3 碰撞檢查

管道圖紙在2D平面圖中都是以平面線的形式存在，也不同于建筑圖紙，無法很好地用平面線表現出高度差，這樣容易產生管道碰撞的問題。同時，由于管道圖紙和建筑圖紙是分開設計的，一般的建筑圖紙都不會標注洞口，即使畫好了預留洞口，也會有洞口位置不精確的問題，導致施工時要重新開補洞口，影響建筑物的整體性。

利用BIM的碰撞檢測功能，可以迅速地將三維模型中的管道碰撞、管道和建筑碰撞檢測出來，進行合理的優化修改和精準的洞口預留。同時能精準定位沖突點的構件，完成優化修改。根據碰撞檢查沖突報告（表2），檢測出管道之間有10個沖突點，并標記了管道編號。根據碰撞檢查報告，將沖突部位一一糾正，計算節省的管道長度，約占施工總成本0.3%，如表3所示。

表2 管道碰撞檢查報告

2.4 進度控制

工程建設是一個多工序搭接、多單位參與的過程，工程進度計劃是由各個子計劃搭接而成的。而在傳統的進度計劃控制技術中，各子計劃間的邏輯順序需要技術人員來確定，難免出現邏輯錯誤，造成拖延。

表3 碰撞檢查節約材料

通過BIM技術的4D管理，可以對工程實現可視化安排。BIM可以按月、周、天直觀地顯示進度計劃，不僅方便工程管理人員進行不同方案之間的比對，選擇符合進度要求的施工方案，另一方面也便于管理人員發現各個子計劃中的邏輯錯誤，及時進行調整，優化進度計劃。通過多平臺協同作業和Naviswork進度模擬，解決了大部分工程間沖突，將工期提前了2天，節約了施工成本3.33%。

工程整體經濟效益如表4所示。

表4 整體成本控制

3 結語

綜上所述，本工程通過Naviswork、Revit、Enscape等軟件的綜合應用，表現了BIM技術在水廠工程項目管線綜合和造價管理中的顯著成效。解決了施工過程中管線碰撞問題，避免了二次返工，提高了工程施工質量控制水平和效率，減少了施工成本約14.2%，大大降低了工程成本，為BIM技術在造價管理中的應用提供了一定的借鑒意義和參考價值。