BIM技術(shù)在市政給排水管線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索

趙建偉 鄒婷婷

(長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130000)

0 引言

市政給排水設(shè)計(jì)階段對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義，設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)對(duì)給排水管線分布情況以及給排水設(shè)計(jì)階段存在的問題進(jìn)行深入分析，并探索有效的措施及方法。BIM技術(shù)支持模型的建立和應(yīng)用，通過對(duì)以往給排水設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，可以保證工程的有序進(jìn)行，為項(xiàng)目的建設(shè)提供了良好的基礎(chǔ)條件，因此，深入的策略研究分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 市政給排水管線設(shè)計(jì)影響因素

市政給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，有許多因素需要考慮。對(duì)于降水量較大的地區(qū)或沿海地區(qū)，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)條件和氣候條件，加強(qiáng)給排水設(shè)施建設(shè)，防止路面嚴(yán)重積水。設(shè)計(jì)給排水管線時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，確保給排水管線結(jié)構(gòu)與排水管線布置合理，并合理設(shè)置排水檢查井、給水閥門井、排水泥井等設(shè)施。管道排布設(shè)計(jì)中，還應(yīng)遵循相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)管道支架等結(jié)構(gòu)，保證管道排布有序，避免因排布混亂或接口部分質(zhì)量不合格而影響市政給排水管線的正常使用。但在許多市政工程給排水設(shè)計(jì)過程中，未能充分考慮設(shè)計(jì)影響因素，且部分設(shè)計(jì)人員缺乏專業(yè)知識(shí)，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏了解，導(dǎo)致設(shè)計(jì)過程中存在諸多漏洞。除人為因素外，在給排水管線設(shè)計(jì)過程中，傳統(tǒng)技術(shù)存在很大的局限性。CAD設(shè)計(jì)模式下，在設(shè)計(jì)圖紙中只能體現(xiàn)平面信息，且受繪圖精度和標(biāo)注錯(cuò)誤的影響，容易干擾實(shí)際施工。此外，傳統(tǒng)的市政給排水管道設(shè)計(jì)方法存在設(shè)計(jì)效率低下的問題。尤其對(duì)于一些大型工程，排水溝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更容易影響設(shè)計(jì)的效率和可靠性。為此，應(yīng)積極探索城市給排水管線設(shè)計(jì)的技術(shù)創(chuàng)新途徑，依靠先進(jìn)的技術(shù)手段，不斷提高城市給排水管線設(shè)計(jì)水平。

2 在市政給排水管線設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)出圖環(huán)節(jié)

BIM技術(shù)能為設(shè)計(jì)階段的出圖工作提供良好的基礎(chǔ)條件。這時(shí)設(shè)計(jì)者需要將管線應(yīng)用情況與設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，在BIM技術(shù)中輸入各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)管線設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，為以后的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。在給排水管線設(shè)計(jì)中，在制定了具體的設(shè)計(jì)方案后，還需要做好各種資料的分類匯總和應(yīng)用，把各個(gè)環(huán)節(jié)的圖紙準(zhǔn)備好。因?yàn)樵谥茍D應(yīng)用過程中，管線周圍的環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，因此在制圖過程中，不少工作人員會(huì)習(xí)慣性地使用紙張材料，畫出綜合管線的平面圖。該方法相對(duì)比較傳統(tǒng)，整體工作效率也難以保證。采用BIM技術(shù)的方式，將管道中相對(duì)復(fù)雜的局部區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，并加入三維軸的側(cè)視圖，使員工對(duì)整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃的意圖有更直觀的認(rèn)識(shí)和了解。

城市給排水管線設(shè)計(jì)中，還包括建筑設(shè)計(jì)和規(guī)劃，就給排水的構(gòu)建物設(shè)置，應(yīng)考慮地形、規(guī)格等因素的要求，設(shè)計(jì)時(shí)要慎重，盡量避免對(duì)排水管線造成不利影響。采用BIM技術(shù)，還可以將虛擬模型構(gòu)建工作落到實(shí)處，從源頭上控制建筑構(gòu)件安裝過程中可能出現(xiàn)的交叉、碰撞等問題。所以BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)出圖環(huán)節(jié)中，能充分展示其自身的價(jià)值和作用。

2.2 確定工程量

城市給排水管線設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)，可以提高工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性和針對(duì)性，使設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以有效地獲取各種數(shù)據(jù)信息，在確定了給排水管線的具體長(zhǎng)度后，可以根據(jù)工程的實(shí)際情況有一個(gè)全面地了解。在BIM的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)人員對(duì)給排水管線進(jìn)行合理的分類，此時(shí)BIM的應(yīng)用可以保證工程量的準(zhǔn)確性，通過計(jì)算分析后，可以通知設(shè)計(jì)人員所做的無效工作，使以后的各項(xiàng)工作都能按計(jì)劃方案進(jìn)行。

在實(shí)際應(yīng)用階段，BIM技術(shù)具有自身的可視化特點(diǎn)，將給排水管線的數(shù)據(jù)信息建立起來，建立可視化的虛擬模型，可以將管道設(shè)計(jì)運(yùn)行后存在的問題及時(shí)加以控制和處理。設(shè)計(jì)人員需要制定應(yīng)急預(yù)案，以避免工程建設(shè)和目標(biāo)規(guī)劃之間的偏差，從而保證工程的運(yùn)行質(zhì)量。針對(duì)現(xiàn)階段市政工程實(shí)際情況，在進(jìn)行給排水管線施工時(shí)，由于管線數(shù)量較多，因此在進(jìn)行各種管理和布置工作時(shí)，還需對(duì)管線運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使管線的運(yùn)行效率不斷提高。因此在給排水工程量計(jì)算過程中，BIM技術(shù)在工程實(shí)際中的有效應(yīng)用，需明確各環(huán)節(jié)的具體要求，并將管線運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)信息應(yīng)用到位，使各相關(guān)人員在構(gòu)建應(yīng)用過程中能有章可循，三維模型有效地應(yīng)用于工程施工過程中，可以避免管線滲漏問題的產(chǎn)生，提高管線運(yùn)行的整體效率。由于給排水管線在市政工程中的分工不同，所以在水的流量、流速等方面都有一定的差異，此時(shí)設(shè)計(jì)者需要根據(jù)管線的設(shè)計(jì)情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化完善，從而保證設(shè)計(jì)的科學(xué)、有效。

2.3 三維模型構(gòu)建與應(yīng)用

BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)比較明顯，需要設(shè)計(jì)者對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化管理，然后才能開展時(shí)效性工作，保證每一階段的工作都能按時(shí)完成。這樣，設(shè)計(jì)者在實(shí)際工作中，總是能夠遵循目標(biāo)的要求，具有良好的技術(shù)支持條件。管道三維模型的優(yōu)化應(yīng)用，對(duì)于提高設(shè)計(jì)工作的整體效率具有積極的意義。三維模型能對(duì)管道的分布、應(yīng)用等進(jìn)行全面地反饋。對(duì)于提高設(shè)計(jì)工作質(zhì)量具有積極的作用。在應(yīng)用BIM技術(shù)過程中，根據(jù)現(xiàn)階段行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，有效地建立起三維模型，一方面可以使排水、供水系統(tǒng)的運(yùn)行安全性得到提高，另一方面又可以控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，從而為市政工程相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)奠定基礎(chǔ)條件。

掌握給排水管線在市政工程中的設(shè)計(jì)要求，確立給排水設(shè)計(jì)的基本要求，需要結(jié)合施工環(huán)境、使用要求等多方面進(jìn)行充分考慮。由于水壓、電流等因素的影響，給排水過程中容易出現(xiàn)運(yùn)行穩(wěn)定性問題。在進(jìn)行單一的設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)，會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)一定的疏漏，對(duì)整個(gè)市政工程的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。因此在建立三維模型過程中，需要優(yōu)化BIM技術(shù)，以施工圖紙和項(xiàng)目施工方案作為基礎(chǔ)條件，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度、質(zhì)量進(jìn)行控制，確保與給排水有一定聯(lián)系的市政項(xiàng)目的正常運(yùn)行不受影響。無論管道位置的設(shè)置，管道尺寸的區(qū)別，安裝的順序等，都可以通過模型的全面展示，數(shù)據(jù)的建模可以提高給排水管線設(shè)計(jì)的整體效率。

2.4 進(jìn)行管線碰撞檢測(cè)

BIM技術(shù)的主要功能之一是碰撞檢測(cè)，它對(duì)提高市政給排水工程的施工質(zhì)量有很大幫助。對(duì)于給排水、污水、雨水等專業(yè)管道，在具體操作過程中，可先進(jìn)行碰撞檢測(cè)，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整設(shè)計(jì)模型，為最終的施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)提供依據(jù)。例如，雨水管、污水管的管道高程基本穩(wěn)定，給水管道和再生水管線的高程應(yīng)根據(jù)其高程位置進(jìn)行調(diào)整。首次管道碰撞檢測(cè)時(shí)，由于高程分析工作尚未進(jìn)行，碰撞點(diǎn)可能比較多，需要逐個(gè)調(diào)整碰撞點(diǎn)。針對(duì)壓力管道與重力管道、支線管道和重力管道的碰撞檢測(cè)問題，做好管道碰撞檢測(cè)方法，能夠有效地識(shí)別設(shè)計(jì)中的不合理之處，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。此外，利用BIM技術(shù)的碰撞檢測(cè)功能，還可以對(duì)燃?xì)夤艿馈㈦娏艿赖痊F(xiàn)有管道及燃?xì)夤艿肋M(jìn)行碰撞檢測(cè)，以最大限度地減少對(duì)現(xiàn)有管道的干擾，制定科學(xué)的施工設(shè)計(jì)方案。

3 結(jié) 語

綜上所述，在市政給水管道設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)運(yùn)用BIM技術(shù)，可以幫助市政設(shè)計(jì)者優(yōu)化三維模型的建立和應(yīng)用，市政給水管道工程量確定后，做好與其他市政工程的協(xié)調(diào)管理，并可以根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)，進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、技術(shù)應(yīng)用。所以項(xiàng)目建設(shè)者需要明確工作要求，掌握給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用價(jià)值。