探究BIM技術在市政建筑安裝工程管理中的應用

毛 鴻 煜

(太原理工大成工程有限公司，山西 太原 030025)

1 概述

BIM是建筑工程建立三維模型所采用的計算機輔助設計技術，可以將建筑工程信息進行高度集成，實現對工程項目全壽命周期數據的動態管理。4D BIM的應用，可以建立起市政建筑工程電子沙盤、實現高效的進度管理、資料管理和質量管理，對工程管理實現可視化協同，提高項目管理效率。也可以進行深化設計，應有可視化設計成果來進行施工技術交底，避免出現返工現象。本文將結合實際的工程案例，對BIM技術在市政建筑安裝工程管理中的應用進行分析與探討。

2 工程概況

康樂街雨水泵站和調蓄池建設工程位于汾河公園的兒童沙灘和綠化草坪，占地7 610 m2。該泵站工程建成以后將會服務637.3 hm2的市政區域范圍內的雨水沉降處理。由于工程項目緊臨汾河公園，對景觀有著更高的要求，需要將泵站及蓄水池采取全地下結構，可以降低對工程項目附近環境的影響，泵站區域不設置有圍墻，地上構筑物采用綠化灌木進行隔斷。地下水位較高，地層結構是細中沙，在進行基坑開挖作業時易存在流沙、突涌等危險，而且，地下管線保護、改遷難度比較大，地下邊續墻中中壓煤氣管線，由于施工年代久遠，建設竣工資料不齊全，只能了解大致的管線走向，埋設深度在7 m～13 m。施工作業工程量比較大，對工期有著嚴格的要求，開挖土方量約為14萬m3，由于工程位于城市主干道，白天不允許渣土車輛通行，土方的外棄處理是施工組織識別的難點，因此，需在采用BIM技術來對該工程項目進行管理。

3 BIM技術在市政建筑安裝工程管理中的應用

3.1 發現圖紙中存在的問題

采用傳統的二維CAD圖紙，工程信息以復雜的平面圖、立面圖和剖面圖來實現傳遞，地下管線容易出現管線碰撞和錯位。項目的設計圖紙會多達成百上千張，每個圖紙都是單獨的構成部分，圖紙信息需要專業的工程技術人員進行分析，方整合出更為全面的圖紙信息。每項設計內容進行處理，實現各專業間的協同配合，需要建立起數據庫來對工程信息進行整合處理，才能更為準確地體現出設計要求。BIM具備中央數據庫功能，可以將工程實體的特征準確地體現出來，項目的整合度與協同度有著很大的提升。可以將雨水、污水泵房結構更為直觀地體現出來，閘門、污水格柵、污水泵、除污機等位置以三位圖表現出來，還可以將地下水位、土質、煤氣管線、每天外棄土方量等進行模擬，對設計方案進行優化后可以驗證工程穩定性和管線是否出現打架等問題，不同施工專業配合、協調也會得到提升，防止施工圖紙出現錯、漏等問題，可以及時發現并解決問題。

3.2 管線碰撞檢查

由于雨水泵房與調蓄水池項目工程量較大，設計圖紙比較復雜，采用BIM技術對施工中碰撞進行檢測比較便利。建立起BIM模型可以對建筑物設計、施工進行推演，可以發現設計過程中存在的問題，比如，雨水管線是否與煤氣管線存在干涉與碰撞，采用傳統的設計審核手段是無法發現的。BIM技術可以將不同專業整合到一個模型當中，檢查不同專業間是否存在碰撞。三維模型可以對任何部位進行剖切，對位置關系調整更為方便，還可以對每個專業沖突進行全面檢查，將檢測結果反饋給設計人員。對雨水、污水管線定位標高進行明確，查看建筑物內設施與管線的分布情況，及時對存在問題部位進行優化設計，避免出現管線碰撞問題。對經過碰撞檢測和修改后的圖紙進行技術交底，可以避免施工過程中出現浪費，還可以提高施工進度。

3.3 優化管線綜合排布

雨水泵站和調蓄池項目中的管線比較多，涉及到給排水、電氣等管線等安裝工程。采用BIM對安裝工程進行管理，可以建立起安裝BIM模型，對管線碰撞進行檢測以后，再對BIM模型進行調整，這樣就可以確定出不同專業管線的優先級，還可以合理確定支、吊架位置、安裝空間等。對雨、污水管線進行模擬安裝，可以為后續管道安裝工作創造條件，圖1為采用BIM模型優化前后的雨、污水管線設計圖。

在前期的給排水、電氣等管線專業模型的碰撞結果，可以為管線綜合排布提供前提條件，通過三維模型來進行管線設計，可以更為準確地了解管線間的對應關系，方便對工程內部設計進行檢查，對管線行走路線進行調整。

3.4 預留洞口定位和復雜節點交底

雨水泵房與調蓄池項目安裝管道，需要結合工程實際進行預留洞口，如果沒有在設計時預留好，會對后續施工帶來很大障礙。采用BIM技術可以更為準確地確定預留洞口位置，還可以向班組進行技術交底，防止出現二次開孔，對建筑物的結構造成破壞。結合管線優化結果，對預留洞口位置進行復核，把問題解決在BIM模型當中。采用BIM模型可對工程復雜節點、重點部位進行立體顯示，采用可視化模型來進行技術交底，可以避免返工現象的發生。

3.5 工程量數據和進度管理

采用BIM可以準確、快速地計算出工程量，滿足對工程量的控制要求，還可以減少預算時間。本項目的土方外棄工作受到白天禁行的制約，采用BIM技術對土方量進行合理控制，可以避免土量出現大量堆積而無法外運的情況。調用BIM數據支持功能，可以根據施工進度情況來制定物資采購計劃，合理控制資金流動。

采用BIM技術對施工進度進行管理，可以及時發現工程進度存在的偏差，對工程進度計劃進行合理調整，確定出進度的關鍵路線。科學合理的安排施工工序，準確制定出每道工序所需要的時間，對施工進度進行實時監測。對影響進度的原因進行分析，采取有效的進度控制措施來進行糾偏，保證工程項目按照合同約定工期交付業主。

3.6 施工成本

采用BIM對施工成本進行模擬，可對資源、進度和資本等情況進行調用和查看，進行工程量計量支付、施工材料和設備的采購租賃、成本核算等管理工作。將工序維與時間維進行對比，將BIM模型和時間維度進行有機結合，把時間信息賦給每個建筑構件，將某時間段成本和預算進行對比分析，可以提前發現和處理成本超支問題，將工序成本數據提供為成本定額，為成本管理提供更為有效的數據。采用BIM自動算量功能，可以更為快速和準確地確定出某個施工階段的工程量，優化配置各項資源。調用BIM參數化功能，如果項目出現設計變更，可以及時對進度計劃、WBS和資源計劃進行調整，防止出現資源浪費和閑置問題。建筑物構件、工序和資源使用量，也可以通過BIM模型進行統計，得知施工現場資源的使用情況。

根據工程項目的進展情況，需要及時對施工方案進行調整和優化，BIM技術可以預先發現每個施工階段可能存在的問題，制定出預防和應對措施，盡可能實現零碰撞、零返工，這樣才能更為有效地節約施工成本。采用零庫存管理方式對施工成本進行分析，采取限額領料方式來控制材料的出庫，制定出資金控制目標值，為成本控制提供依據，可對將來資金使用情況進行預測，防止出現資金浪費現象，可以最大程度地節約施工成本。

4 結語

采用BIM技術可以進一步提高對市政建筑安裝工程的管理水平，為工程技術人員提供更為完整的項目數據，對進度、質量和成本進行可以化管理，開展深化設計工作，通過可視化協同來提高管理效率。