BIM 技術在某住宅小區市政工程中的應用

劉春暉，鄭 曉，張 偉，胡 迪

（1.寧波市海曙開發建設投資集團有限公司，浙江 寧波 315000；2.寧波華聰建筑信息科技有限公司，浙江 寧波 315000）

近年來，我國經濟發展日新月異，城市建設也進入了快速發展時期，大規模的新建開發小區如雨后春筍一般拔地而起。其中，住宅小區市政配套工程在建設中起著舉足輕重的作用，直接影響著房地產開發項目的品質，亦是衡量一個小區是否宜居的重要標準。

住宅小區市政配套工程包含給排水管道、電力排管、通信管道，燃氣管道及建房之外的所有水系、景觀綠化、道路、車位等，是由多部門、多專業共同參與的系統工程。其作為整體項目開發過程中相對復雜的子工程，尤其是在設計周期短、工期緊張、室外敷土高度有限等情況下，如何搞好住宅小區市政配套工程成為很多房產開發單位亟須解決的命題[1]。BIM 具有三維可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性5大特點。很多復雜工程中都應用了 BIM，如大型綜合商業體、大型市政工程、小區地下室綜合管線排布、室內精裝修等工程，并且起到了非常好的應用效果。但在住宅小區市政配套工程中，BIM 應用相對較為少見。

1 現狀分析

目前很多房企為了控制投資成本，將小區覆土高度控制為 1.0～1.2 m，導致實際施工過程中，很難在滿足規范要求下充分合理利用有限的地下空間，使得工程管線在小區地下空間中未處于合理的位置，一些疊拼、洋房等小區市政管線眾多的項目中此類情況尤甚[2]。

同時，又由于配套工程專業眾多，各專業均由不同設計單位承擔，且部分管線專業設計圖紙滯后，在考慮本系統規范要求的同時卻忽略了專業間的交叉問題。此外，在管線施工前，多數未進行全面有效的管線綜合布置，各種管網重疊嚴重，導致現場隨意變更現象較為普遍。很多隱蔽工程隨意施工，無法滿足規范要求，且存在延誤工期、增加成本、小區品質下降的問題，也極大地提升了后期維護管理的難度。目前現場較為常見問題主要包括陰陽井蓋現象（井蓋分別處于兩車位之間、道路與路肩或綠化之間等）、贈送花園內井蓋布置不均勻導致后期投訴、無空間進行套管保護實施、結構梁上翻導致的問題（管線無空間穿越，尤其是重力管無坡度或坡度不夠，喬布種植深度不夠、排水不暢等）、管線與海綿系統或化糞池的沖突等[3]。

2 主要應用點

基于上述問題，提出在設計階段引入 BIM 技術，并在施工階段進行輔助。將復雜錯亂的二維圖紙轉化為多專業三維可視化立體模型，提前預判發現工程中隱藏的施工難點與問題，優化管線及井蓋的布置，降低施工難度，避免返工等現象。

2.1 管線設備碰撞檢查

通過 BIM 技術而建立的三維可視化立體模型，針對檢修井的位置、管線排布、室外敷土厚度以及施工空間等因素，提前對管線設備進行碰撞檢查。包括管線之間碰撞、設備與管線的碰撞、管線與結構框架的碰撞、檢修井與景觀之間的沖突。

（1）管線之間碰撞。因成本控制，其室外敷土厚度空間多非常有限，且雨、污水管為重力管，其在敷設過程中需要滿足最小坡度的要求。在有限的敷土層中，就會造成雨、污管線之間或者雨、污水管與電力排管的相互碰撞，如圖1所示。

圖1 管線之間碰撞

（2）室外設備與管線的碰撞。這種現象主要出現于電力排管與室外設備，主要原因是各個子項設計單位的不一致，各種信息對接不上。在有限的水平空間上，管線排布存在碰撞，如圖2所示。

圖2 化糞池與管線的碰撞

（3）設備管線與結構框架的碰撞。因梁上翻梁或者局部結構板凸出，設計階段并未考慮周全，導致管線標高設計有誤，從而發生碰撞，如圖3所示。

圖3 管線與結構框架的碰撞

（4）管道檢修井與景觀之間的沖突。由于室外景觀設計具有延后性，室外管線的設計單位只在原室外道路的基礎上進行檢修井的排布設計，則會出現檢修井設計在景觀道路的邊緣，從而造成陰陽井的出現，如圖4所示。

圖4 檢修井與景觀之間的沖突

2.2 施工圖設計信息復核

根據構建的模型，檢查復核設計中隱藏的問題，如設計不合理、陰井蓋布置不合理、喬木種植與其他構件沖突、海綿設計與其他構件沖突等。

2.3 檢修井優化

陰陽井的出現必然會影響整個小區的品質，因此合理有效地排布優化檢修井是小區市政工程優化的重點之一。

（1）優化井蓋位置。對于井蓋分別處于兩車位之間、道路與路肩或綠化之間等情況而言，此類井蓋優化至一側車位或者綠化帶，避免出現陰陽井。

（2）合理布置檢修井。對于擁有疊拼別墅的高端小區而言，業主常對贈送花園內井蓋數量和位置的要求比較苛刻，若相鄰住戶存在一多一少的情況，勢必會遭到業主的相關投訴。通過 BIM 平臺，提前合理排布檢修井。

（3）優化井蓋數量。設計階段布置室外雨、污水、電力管道井時相對不規則，比較凌亂，影響室外道路、鋪裝的美觀。通過管線、管井的優化，減少不必要的管井，控制項目成本，提升項目品質。

2.4 管線安裝空間分析

室外管線常是多家單位同時設計，管線及管井水平位置存在相互重疊。有些區域通道狹窄，管線類別較多，水平空間排布緊張，且覆土厚度緊張，電力排管無法多層布置，容易出現問題。

對于覆土厚度且有電力管線排布區域而言，電力管線雙層布置常會與其他管線碰撞，此時建議可將電力管線進行單層布置，以滿足施工要求，如圖5所示。

圖5 管線排布綜合優化

2.5 主要工程量計算

工程建設施工本身是一個較長的過程，在這個過程中很多不確定的因素都會影響項目的工程量，如設計變更、業主要求等。但 BIM 技術可通過建造的模型導入一些與造價相關的建模軟件，從而能夠科學、準確地計算出工程耗量，也減小了因設計改動而導致的量單返工或修改之類不必要的麻煩，增加了預算價格對工程的貼合性。

2.6 優化出圖

與傳統 CAD 相比，由于 BIM 技術采用三維的方式進行設計復核，最后提交設計成果的方式也有別于以往的管線綜合設計。在傳統表達的基礎上，即管線綜合平面圖、局部剖面大樣等，對管線較復雜的局部輔以三維軸側視圖，使綜合管線排布更具層次。且當模型修改后，模型中圖紙會自動更新，這在一定程度上也會提高設計質量及效率。

2.7 隱蔽空間設備管理

市政管線全部隱藏于地下，表面能夠看到的只有井蓋。對于室外設備而言，也只能通過購買的原材料查看產品信息，而 BIM 技術則可以將產品信息錄入到模型中。由此為管理者提供了多維度的檢查平臺，從而使建設單位脫離舊圖紙，以更快捷的方式獲取更多的維護信息。

3 結語

近年來，小區市政工程中所存在的問題日益突出，尤其是海綿城市概念的引入，使得室外綜合管線系統更加復雜，考慮的問題也更加多樣化。因此 BIM 技術的引入，不僅可以為設計人員提供三維可視化的研究分析，也為施工人員提供便捷施工服務，更為業主單位能夠控制施工成本，從而使得項目工程能夠提早順利完工，也為后期管理維護提供便捷。