BIM技術(shù)在城市道路管線綜合設(shè)計(jì)的應(yīng)用

劉恒

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要性日益凸顯，做為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，城市道路管線建設(shè)的種類和數(shù)量越來越多。將BIM技術(shù)應(yīng)用到道路管線綜合設(shè)計(jì)中可以利用該技術(shù)所具有的可視化、協(xié)調(diào)性、三維建模等特點(diǎn)有效的開展工程項(xiàng)目“預(yù)施工”，減少工程的返工的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);城市道路管線;綜合設(shè)計(jì);應(yīng)用

隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容的增加，對施工質(zhì)量也提出了越來越高的要求。隨著科學(xué)技術(shù)及工程裝備的不斷發(fā)展，越來越多新型技術(shù)被應(yīng)用到城市建設(shè)中，BIM技術(shù)的就是其中一種。將BIM技術(shù)應(yīng)用到城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中，不僅可以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)人員工作的效率與質(zhì)量，還可以對相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多專業(yè)共享，減少數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)和不同工種間的重復(fù)工作。

1BIM技術(shù)

在建筑工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以更加清晰的對建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造以及使用進(jìn)行模擬，進(jìn)一步提高相關(guān)設(shè)計(jì)人員以及管理人員對工程項(xiàng)目圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的質(zhì)量以及施工管理的效果，同時(shí)還可以有效的更新傳統(tǒng)建筑施工的思維模式，改進(jìn)并優(yōu)化傳統(tǒng)的施工方法，在實(shí)際施工環(huán)節(jié)中找到存在的施工問題并進(jìn)行有效的解決。同時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)還可以積極且清晰的對具體項(xiàng)目模型進(jìn)行建立，進(jìn)一步提高工程項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量以及施工效果。

2BIM技術(shù)特點(diǎn)

2.1可視化的三維信息模型

BIM技術(shù)自身所具有的可視化特點(diǎn)在城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中具有十分重要的作用，例如傳統(tǒng)的二維平面圖紙僅僅是在圖紙表面上標(biāo)注各個(gè)構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息，難以將三維效果、安裝進(jìn)度、安裝效果展示出來。而BIM技術(shù)則通過自身的可視化特點(diǎn)使設(shè)計(jì)者按照相關(guān)數(shù)據(jù)信息對仿真模型進(jìn)行建立，將城市道路管線綜合設(shè)計(jì)的成果更加直觀的展示在人們眼前，不僅包括各個(gè)管線、管件的尺寸，還可以通過差異化的顏色標(biāo)示出各種不同管線及管件，將管線的立體位置以及各個(gè)管件之間的三維關(guān)系更加清楚的展示出來。另外，可視化結(jié)果不僅僅是呈現(xiàn)效果圖和生成報(bào)表，更關(guān)鍵的是，在城市道路管線的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營以及在這些過程中所進(jìn)行的溝通、決策都將以可視化的狀態(tài)呈現(xiàn)。

2.2協(xié)調(diào)性

不同管線專業(yè)間的協(xié)調(diào)、配合一直以來都是城市道路管線設(shè)計(jì)和施工中一項(xiàng)十分重要但繁瑣無比的工作。例如，在設(shè)計(jì)的過程中，因?yàn)闆]有進(jìn)行有效的溝通，出現(xiàn)管線專業(yè)之間發(fā)生碰撞，進(jìn)而影響施工質(zhì)量、甚至出現(xiàn)質(zhì)量事故的現(xiàn)象屢有發(fā)生。而BIM技術(shù)所具有的協(xié)調(diào)性能高效地解決該問題，即基于BIM模型，工程在設(shè)計(jì)階段就可以有效的協(xié)調(diào)各個(gè)管線專業(yè)的設(shè)計(jì)成果，形成有效的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提前發(fā)現(xiàn)各管線專業(yè)間可能存在的碰撞問題，并提供管線協(xié)同處理方案。

2.3模擬性

BIM技術(shù)通過對城市道路管線綜合設(shè)計(jì)、施工全生命周期的模擬，可以顯著提高設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，降低管線施工中出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的概率。例如在工程的管線綜合設(shè)計(jì)、布線階段，可以對工程開展4D模擬，也就是按照施工組織設(shè)計(jì)對具體的管線施工過程進(jìn)行模擬，從而選擇合理的管線綜合布置方案及管線施工方案，并對施工過程進(jìn)行有效地指導(dǎo)。另外，工程造價(jià)也是城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中必須考慮的因素，而利用5D模擬技術(shù)（基于3D模型的造價(jià)控制）則可以對工程成本形成有效的管控。

3BIM在城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1可視化設(shè)計(jì)

在城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法就是管線綜合專業(yè)總體對各專業(yè)管線進(jìn)行規(guī)劃，并基于此規(guī)劃開展設(shè)計(jì)。如果在施工的過程中管線發(fā)生了沖突，項(xiàng)目建設(shè)單位需要花費(fèi)大量的資金來解決管線碰撞問題。而通過對BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，可以有效的避免后期管線碰撞修補(bǔ)所產(chǎn)生的返工費(fèi)、拆裝費(fèi)等。BIM技術(shù)可以通過其所具有的可視化特點(diǎn)對管線碰撞進(jìn)行有效檢測，即在開展施工之前，在電腦上對工程項(xiàng)目的“預(yù)施工”進(jìn)行開展，通過“預(yù)施工”可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的管線碰撞風(fēng)險(xiǎn)，向相關(guān)設(shè)計(jì)人員反饋管線碰撞信息，然后做好相應(yīng)的管線綜合設(shè)計(jì)調(diào)整，從而在根本上減少施工過程中出現(xiàn)的返工、管線碰撞現(xiàn)象，降低施工成本。

3.2協(xié)同設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中，通常都是由專業(yè)的設(shè)計(jì)人員匯總各個(gè)專業(yè)管線的設(shè)計(jì)成果，并完成管線綜合設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中必須要做好各個(gè)專業(yè)之間的協(xié)調(diào)工作，而CAD軟件對大量的信息繪圖工具無法進(jìn)行加附，因此水專業(yè)在完成管線綜合設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要向結(jié)構(gòu)專業(yè)和電氣專業(yè)提荷載與用電負(fù)荷。但是通過應(yīng)用BIM技術(shù)則可以有效的避免該問題，在BIM設(shè)計(jì)模式下，所有專業(yè)都是圍繞同一個(gè)模型進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，不同管線專業(yè)從各自專業(yè)的角度操作同一個(gè)構(gòu)件元素，這樣不僅使得工作模式更加簡單，各管線專業(yè)之間的協(xié)同性也得以加強(qiáng)，使得相關(guān)設(shè)計(jì)人員對其他管線專業(yè)的修改得以及時(shí)的掌握，促進(jìn)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的發(fā)展，完善管線綜合設(shè)計(jì)成果。

3.3管線綜合設(shè)計(jì)

在對城市道路管線進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)以所掌握的相關(guān)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)依據(jù)為基礎(chǔ)開展。在建立的BIM模型基礎(chǔ)上，通過BIM軟件對各類管道與井室進(jìn)行準(zhǔn)確的布置。為了保證所表達(dá)的內(nèi)容更加清楚，可以將各個(gè)管線使用不同的顏色與圖層進(jìn)行區(qū)分，另外，各個(gè)管線還要結(jié)合具體情況對壁厚進(jìn)行合理設(shè)置。同時(shí)，通過BIM軟件對管線之間、構(gòu)建物與管線之間的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步設(shè)定，主要包括交叉數(shù)據(jù)、凈距數(shù)據(jù)、預(yù)埋情況等，在對交叉進(jìn)行處理的時(shí)候，嚴(yán)格遵守壓力管讓重力管、小管徑讓大管徑、支管讓干管的原則，形成管線綜合設(shè)計(jì)成果。

3.4安裝模擬

在傳統(tǒng)的城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中，各管線專業(yè)之間基本上都是互相占用空間，互不相讓，這樣不僅導(dǎo)致道路地下空間資源發(fā)生嚴(yán)重浪費(fèi)，還延長了設(shè)計(jì)和施工周期。而通過BIM技術(shù)，利用可逆的“模擬施工”技術(shù)對綜合設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行校核，在BIM模式中科學(xué)合理的對管線位置進(jìn)行排布，對空間進(jìn)一步優(yōu)化，并且對管線的安裝進(jìn)度進(jìn)行合理安排，從而給各個(gè)管線專業(yè)的協(xié)調(diào)性檢查提供便利，減少對設(shè)計(jì)圖紙的變更，降低返工概率，提高施工質(zhì)量與施工效率。另外，應(yīng)用BIM技術(shù)對道路管線進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，可以通過空間漫游來體驗(yàn)空間效果，對管線凈空要求進(jìn)行有效滿足，并且給管線檢修預(yù)留出足夠的空間。

3.5后期應(yīng)用

城市道路管線綜合的BIM設(shè)計(jì)的成果，不僅可以在設(shè)計(jì)階段給設(shè)計(jì)人員以更直觀的三維立體感受，而且還能夠?qū)Φ叵鹿芫€的整體生命周期進(jìn)行完整的表達(dá)。其在后期的應(yīng)用中通常表現(xiàn)為：（1）通過BIM技術(shù)對管線的綜合設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型，可以使政府開展地下管線的綜合管理的信息平臺獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對管線的具體位置進(jìn)行真實(shí)反饋，并成為審查部門實(shí)施審查的重要依據(jù)。（2）在施工之后，可以按照覆土之前測量的數(shù)據(jù)，對原先的BIM模型實(shí)施精細(xì)化的補(bǔ)充及修整，以此對地下管線的屬性、空間位置等相關(guān)信息進(jìn)行更加準(zhǔn)確的掌握，同時(shí)，也便于管線的相關(guān)權(quán)屬單位對其實(shí)施維護(hù)、管理。

4結(jié)束語

綜上所述，在城市道路管線綜合設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以有效的解決傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)中存在的各種問題，如管線碰撞問題、管線間距問題、管線與構(gòu)建物的凈距問題、管線檢查井檢修空間問題等，真正實(shí)現(xiàn)對地下管線的準(zhǔn)確定位，同時(shí)也促進(jìn)傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)向三位設(shè)計(jì)的有效轉(zhuǎn)變。另外，應(yīng)用BIM技術(shù)對成本也有較多的節(jié)約，同時(shí)，BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)還是地下管線在運(yùn)行過程中開展有效管理的重要數(shù)據(jù)，將更多更有效的數(shù)據(jù)提供給管線管理部門。