探索基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

崔美花

（中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 云南昆明 650000）

0 前言

相較于傳統(tǒng)的市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)，基于BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)具備多方面優(yōu)勢(shì)，如實(shí)現(xiàn)管線(xiàn)工程量的更準(zhǔn)確計(jì)算、構(gòu)建更加完整的管線(xiàn)三維模型、更快更好的管線(xiàn)設(shè)計(jì)出圖。為保證BIM 技術(shù)較好服務(wù)于市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)，正是本文圍繞該課題開(kāi)展具體研究的原因所在。

1 市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的基本應(yīng)用路徑

1.1 總體應(yīng)用

在市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)，BIM 技術(shù)主要用于管線(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，由此基于管線(xiàn)開(kāi)展BIM 模型的建設(shè)及總裝等工作，配合針對(duì)性的模擬檢測(cè)，即可保證初期設(shè)計(jì)要求更好達(dá)成，二維、三維設(shè)計(jì)任務(wù)也能夠高效率、高質(zhì)量完成。在BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用中，圍繞BIM 解決方案開(kāi)展的全局角度衡量極為關(guān)鍵，以此結(jié)合BIM 技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)，即可對(duì)三維協(xié)同設(shè)計(jì)的項(xiàng)目目標(biāo)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)置。受到較為繁雜的目標(biāo)內(nèi)容影響，需做好給排水管線(xiàn)及相關(guān)設(shè)施的三維模型構(gòu)建，圍繞單一模型開(kāi)展的總裝處理也不容忽視，隨之對(duì)各專(zhuān)業(yè)間模型碰撞問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，即可整合給水、中水、雨水、污水四類(lèi)管線(xiàn)的模型數(shù)據(jù)信息，BIM 技術(shù)可由此自動(dòng)生成二維平面的剖面圖及平面施工圖紙。為展示三維可視化工程，可采用動(dòng)畫(huà)渲染形式，以此結(jié)合市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)需求針對(duì)性豐富族庫(kù)。總的來(lái)說(shuō)，基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)中需做好設(shè)備、構(gòu)筑物特殊井、管線(xiàn)、地形的三維模型分別設(shè)計(jì)工作，由此開(kāi)展模型的總裝、二維出圖、碰撞現(xiàn)象檢測(cè)、相關(guān)內(nèi)容統(tǒng)計(jì)、報(bào)表編制、動(dòng)畫(huà)渲染、設(shè)計(jì)校審，高質(zhì)、高效的設(shè)計(jì)工作即可隨之完成[1]。

1.2 三維設(shè)計(jì)

需基于BIM 技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)確定管線(xiàn)模型的深度，名稱(chēng)設(shè)置需分別圍繞已經(jīng)交付的信息模型開(kāi)展，這一環(huán)節(jié)需遵循基本的文件命名規(guī)則。在具體實(shí)踐中，項(xiàng)目序號(hào)的設(shè)置極為關(guān)鍵，分區(qū)系統(tǒng)處理直接基于序號(hào)開(kāi)展，隨之還需要做好專(zhuān)業(yè)代碼填寫(xiě)、管線(xiàn)模型描述工作，以此為單位名稱(chēng)總裝提供支持，并基于顏色劃分管線(xiàn)設(shè)計(jì)工作涉及的性能，這一過(guò)程需關(guān)注精細(xì)化的各類(lèi)節(jié)點(diǎn)及閥門(mén)管理和設(shè)計(jì)，四類(lèi)管線(xiàn)的總裝工作需由此實(shí)時(shí)開(kāi)展。

1.3 碰撞檢查

作為BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由此開(kāi)展的市政給排水管線(xiàn)內(nèi)部碰撞檢查不容忽視，碰撞檢查報(bào)告的編制需嚴(yán)格基于實(shí)際狀況開(kāi)展，模型及設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵循碰撞檢查結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以此進(jìn)一步完善工程施工圖紙，更好發(fā)揮BIM 技術(shù)的指導(dǎo)效用。在碰撞問(wèn)題處理時(shí)，雨水的高程位置必須明確，并以此針對(duì)性調(diào)整再生水及給水的高程，同時(shí)重點(diǎn)檢查重力管線(xiàn)和壓力管線(xiàn)，重力管線(xiàn)與壓力支線(xiàn)的交互問(wèn)題也需要得到重點(diǎn)關(guān)注；還應(yīng)基于市政給排水管線(xiàn)工程實(shí)際開(kāi)展管線(xiàn)碰撞交叉檢查，如利用REVIT-MEP 軟件等進(jìn)行自動(dòng)檢索，各類(lèi)問(wèn)題即可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并針對(duì)性?xún)?yōu)化，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤問(wèn)題可有效規(guī)避。相較于人工檢查的復(fù)雜繁瑣過(guò)程，BIM 技術(shù)的自動(dòng)碰撞檢查功能可較好提升設(shè)計(jì)科學(xué)性，BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)自動(dòng)分析集成功能在其中發(fā)揮的關(guān)鍵性作用也不容忽視[2]。

1.4 工程量統(tǒng)計(jì)

市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用可配合選用SUE 軟件，以此開(kāi)展管道的相關(guān)報(bào)表編制，報(bào)表的內(nèi)容可輕松進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，報(bào)表需涵蓋給排水管道各階段的長(zhǎng)度、規(guī)格等數(shù)值信息，以此為工程量統(tǒng)計(jì)工作提供依據(jù)。相較于傳統(tǒng)二維人工統(tǒng)計(jì)，基于BIM 技術(shù)與SUE 軟件的精確度較高且較為便利，可對(duì)每個(gè)檢查井標(biāo)高、管道平均覆土進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)和精確計(jì)算，管道平均覆土估算不夠精確的傳統(tǒng)問(wèn)題可由此解決。

2 基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)例

2.1 工程概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，本文以地下市政管網(wǎng)建設(shè)工程作為研究對(duì)象，規(guī)劃總長(zhǎng)1068m，涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的地下沿線(xiàn)管線(xiàn)，本節(jié)主要圍繞給排水管網(wǎng)開(kāi)展相關(guān)研究。

2.2 軟硬件配置

為開(kāi)展基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)，工程采用了Windows7 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)及BIM 技術(shù)相關(guān)軟件，包括用于管網(wǎng)建模和CAD 圖紙輸出的Revit2015，用于碰撞檢測(cè)、進(jìn)度模擬、漫游動(dòng)畫(huà)的Navisworks Manage2015，用于工程量統(tǒng)計(jì)的廣聯(lián)達(dá)GMA，用于成本預(yù)算的廣聯(lián)達(dá)GBQ4.0，圖1 為BIM 技術(shù)的應(yīng)用框架。

圖1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用框架

2.3 模型建設(shè)

為開(kāi)展BIM 建模，技術(shù)人員首先做好了選擇項(xiàng)目樣板、創(chuàng)建標(biāo)高和軸網(wǎng)、創(chuàng)建中心文件和工作集等準(zhǔn)備工作，并針對(duì)性構(gòu)建了BIM 道路模型。在具體的給排水管線(xiàn)模型建設(shè)中，首先采用Revit 軟件并在其中載入給排水相關(guān)的二維圖紙，隨后參照CAD 底圖在平面視圖內(nèi)進(jìn)行管道繪制，并隨之選擇管長(zhǎng)、管材、管徑等信息，管道間的自動(dòng)連接需采用軟件的“自動(dòng)鏈接”功能實(shí)現(xiàn)。

在具體設(shè)計(jì)中，需重點(diǎn)關(guān)注雨水管道、污水管道等重力管道的坡度設(shè)置，以此手動(dòng)設(shè)置管道坡度或采用軟件的管道坡度設(shè)置功能，配合“視圖”中“平面”、“立面”、“剖面”開(kāi)展同步建模，更加精準(zhǔn)的管道定位即可較好服務(wù)于設(shè)計(jì)的推進(jìn)。具體設(shè)計(jì)還需要構(gòu)建新的構(gòu)件族庫(kù)、開(kāi)展針對(duì)性的BIM 模型調(diào)整和優(yōu)化，以此創(chuàng)建施工信息和BIM-4D 模型。

2.4 BIM 模型的調(diào)整和優(yōu)化

為調(diào)整和優(yōu)化BIM 模型，需首先進(jìn)行碰撞分析，工程因此選用了軟件Navisworks Manage，該軟件具備可整合完整的項(xiàng)目模型、實(shí)時(shí)可視化、精確度較高等優(yōu)勢(shì)，由此針對(duì)性建立特征集合、創(chuàng)建設(shè)計(jì)及施工規(guī)范，即可保證碰撞分析的效率和精度。在具體的碰撞分析過(guò)程中，需將“.NWC”格式的文件由Revit 軟件導(dǎo)出，并將其載入碰撞分析用軟件，以此即可通過(guò)針對(duì)性的碰撞分析生成碰撞報(bào)告，具體的模型沖突檢測(cè)需采用軟件的ClashDetective 功能，以此針對(duì)性選擇碰撞系統(tǒng)類(lèi)別、碰撞類(lèi)型，即可逐步完成初步檢查和全部排查，碰撞點(diǎn)信息也能夠準(zhǔn)確的以碰撞報(bào)告形式展示，由此可確定排水管道系統(tǒng)和給水管道系統(tǒng)檢存在碰撞點(diǎn)71 個(gè)。進(jìn)一步的優(yōu)化需圍繞碰撞點(diǎn)的修改展開(kāi)，以此基于碰撞信息進(jìn)行碰撞點(diǎn)的檢查和調(diào)整，碰撞點(diǎn)定位可基于碰撞元素ID 的手動(dòng)輸入實(shí)現(xiàn)，具體優(yōu)化需結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，并遵循“可彎曲管線(xiàn)讓不易彎曲管線(xiàn)、分支管線(xiàn)避讓主干管線(xiàn)、壓力管線(xiàn)避讓重力自流管線(xiàn)、小管讓大管”的基本避讓原則，以此逐個(gè)修改、優(yōu)化全部碰撞點(diǎn)。

2.5 施工信息及BIM-4D 模型的創(chuàng)建

考慮到BIM 模型中蘊(yùn)含大量的地下市政管網(wǎng)建設(shè)工程信息，但考慮到BIM 模型與國(guó)內(nèi)工程量計(jì)算規(guī)則存在的一定差異，為更好控制成本，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的施工信息創(chuàng)建應(yīng)基于國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的分析軟件開(kāi)展，以此開(kāi)展針對(duì)性的工程量統(tǒng)計(jì)等工作，如采用Project、廣聯(lián)達(dá)、相應(yīng)的定額庫(kù)等；BIM-4D 模型的創(chuàng)建需基于BIM 模型與具有4D 功能的軟件進(jìn)行信息整合實(shí)現(xiàn)，以此將進(jìn)度數(shù)據(jù)與3D 模型整合，即可創(chuàng)建4D 施工模型并開(kāi)展針對(duì)性的4D 虛擬建造，設(shè)計(jì)可由此更好服務(wù)于地下市政管網(wǎng)建設(shè)工程，具體施工也能夠更好得到BIM 技術(shù)提供的指導(dǎo)支持，圖2 為BIM-4D 模型的構(gòu)建方法，由此可更深入了解BIM 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)論

圖2 BIM-4D 模型的構(gòu)建方法

綜上所述，基于BIM 技術(shù)的市政給排水管線(xiàn)設(shè)計(jì)需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的BIM 模型的調(diào)整和優(yōu)化、施工信息及BIM-4D 模型的創(chuàng)建等內(nèi)容，則提供了可行性較高的BIM 技術(shù)應(yīng)用路徑。為更好發(fā)揮BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，各類(lèi)新技術(shù)、新軟件的積極應(yīng)用必須得到重視。