基于BIM技術的市政工程智慧建造技術研究

翟寧

摘 ?要：通過三維建筑模型，可實現工程監理、物業管理、設備管理、數字化加工、工程化管理等功能，被業界視為繼CAD之后建筑行業的第二次革命。BIM技術在建筑領域起步較早，且已取得了一定的成效，但在市政工程領域的應用和研究卻相對較少。本文就此展開了分析。

關鍵詞：BIM技術;市政工程;智慧建造技術

1BIM技術在智慧建造中應用方向

目前，BIM技術在建設項目智慧建造中已經可以實現施工階段的全過程應用：在施工準備階段，通過BIM技術的應用可以使現場施工場地的規劃更加合理;通過BIM模型對工程量、材料用量等進行計算等，可優化項目施工階段的物資管理;通過BIM模型對各施工工藝進行提前模擬、檢查，可以加強施工工藝的科學性，發現并解決工藝問題，減少錯誤率;通過BIM云平臺系統可加強現場信息化管理，減少信息不對稱造成的矛盾和沖突。BIM技術可應用于施工過程的各個方面，但由于不同工程中對工期計劃和成本計劃的要求各異，當壓縮了設計和計劃階段的工期或成本計劃較少時，就無法實現BIM技術的全方位應用，這就要求對一些應用效果相對較好、相對重要的環節或方面進行優化應用，即分析影響智慧建造管理的關鍵，以提高BIM技術在智慧建造中的應用效率。

2市政工程智慧更新建造

進入新世紀，我國進入了高速發展時期，智能建造概念也逐漸出現在相關研究中。有學者對CRTS雙塊式無砟軌道智能化建造設備進行研究，徹底顛覆了傳統施工工法，從根本上提高施工功效和施工質量精度，降低了施工成本。有人對異形結構的智慧建造進行研究，利用無人機、Hololens全息眼鏡、智能放樣機器人以及三維激光掃描儀等智能建造設備，整合出了一套質量控制全過程全過程質量控制的解決方案。國內學者在智能建造的研究目前還處在一個起步階段，還未形成全流程的智慧建造應用;如何采用智慧建造手段減少施工對城市的影響也較少考慮。目前，城市建設進入了一個新的階段，城市基礎設施的能源輸送能力、交通通行能力以及環境承受能力已遠遠不能滿足當前城市需求，急需對城市市政設施進行更新改造。但是城市內人口、房屋、管線密集，人員、建筑、管線互相影響嚴重，給城市的更新改造帶來了難以想象的困難[1]。在現有的復雜受限城市環境下，如何快速、安全的進行施工建造，如何解決施工帶來的交通擁堵，如何保證各工程之間互不干擾，是城市內快速建造需要解決的問題，故急需對受限市政工程快速更新建造智能裝備開展研究。

3基于BIM技術的市政工程智慧建造技術應用

3.1圖紙審查

對于復雜橋梁、大型綜合管廊等結構物，在設計時往往由于各分項工程設計師之間溝通不夠及時充分，導致出現相互之間的碰撞問題。因此，圖紙審核是復雜結構施工中的重點內容。采用BIM技術可以大大提高施工圖審核的效率和效果，通過BIM模型在建造前對各分項工程的碰撞問題進行協調分析，生成碰撞數據，使得設計與施工緊密結合。

3.2模型深化

根據模型的使用范圍采取建立不同精度的模型，確定各類別構件拆分要求和精細度要求，避免過度建模。通過管廊全專業模型的建立，提前發現土建、機電碰撞問題;針對管廊預埋件安裝精度高，深化預埋件安裝圖紙，確定每一個機電支架位置，保證其安裝精度[2]。比如，某項目中的五連拱Y型墩柱至下而上每根環形箍筋尺寸都在變化，利用BIM模型對箍筋逐根放樣，確保箍筋尺寸精確。魚腹式鋼結構橋異型墩柱采用定型鋼模板，鋼模板在加工過程中采用BIM模型進行了輔助放樣，有效提高了模板尺寸的精確性。

3.3BIM+無人機應用

管廊施工存在區域線路長，周邊既有道路少，工期緊張，多點同時開工等難題。在管廊施工前，使用高精度無人機采用傾斜攝影技術，對地形、地貌進行勘測，測定原始高程數據，進行實景建模，對模型進行抓取，明確場地平整挖填方量，選取最優施工便道，提高測量工作效率[3]。采用無人機傾斜攝影技術，結合BIM模型，突破時空限制，實現未來產品與現狀地形的無縫對接，優化臨設布置和設計方案。

3.4三維場地布置

管廊區域現場施工障礙多，拆遷工作量大，地塊交叉施工多，施工場地狹窄，利用三維模擬周邊環境與項目部的空間關系，綜合考慮場地布置的制約因素。合理規劃項目部、鋼筋加工棚、安全體驗區、1：1地下綜合管廊模型區等區域，最大限度地滿足文明施工安全生產要求。

3.5三維可視化交底

綜合管廊進行1：1三維建模，通過BIM模型對各預埋件、各部位進行詳細展示，現場工人可按此施工;對科智路跨貓貓溝拱梁分離系桿拱橋，橋面吊裝進行動畫演示，工人對橋面拼接順序進行掌握，提供施工時的溝通效率[4]。通過BIM模型對各預埋件、各部位進行詳細展示，對現場管理人員進行技術交底。

3.6協同平臺

將橋梁工程、綜合管廊工程等BIM模型集成于該平臺，由技術、工程、質量、安全等多系統在施工全過程實施BIM協同管理。

3.7施工區域交通智能分流導控系統

3.7.1超高超限預警系統

施工區域超高超限預警系統監測對象主要針對進入施工區域一定范圍的車輛、設備及人員。其系統主要由激光車輛超高檢測系統及紅外感應語音提示系統組成。激光車輛超高檢測系統通常由激光發射機，激光接收機等部分構成，激光發射機發出激光束并被激光接收機接收，當有超過限制高度的車輛通過時激光束被阻斷，接收機立即發出報警信號，同時還可以啟動其他報警或控制設備，在橋梁、隧道口等施工限高區域或其他有高度限定的地方前一定距離處安裝激光車輛超高檢測器，當超高車輛進入時，檢測器報警，輸出報警信號，超高控制報警主機，由超高報警主機觸發報警警號，對超高車輛報警，警告其停止前進。激光超高車輛檢測示警系統分為四個部分：①激光檢測——通過激光對射檢測方式對超高車輛進行準確檢測;②誘導警示——運用LED顯示屏對超高車輛進行安全行車路線誘導;③視頻抓拍——對駛入限高區域的超高車輛檢測并進行抓拍圖片或錄像;④信息管理——對上傳的圖片及車輛超高事件信息進行統一合理化管理。

3.7.2施工區域通行人員紅外感應語音提示系統

主要是在施工危險區域及工程設備工作范圍內一定距離設置M6紅外探測語音提示器。M6紅外探測語音提示器采用九芯電子智能PM3音樂播放芯片為處理核心，TF卡存儲器開發的語音播放器材。當探測器探測到有人進入施工危險區域或工程設備一定距離內時，會自動感應播報定制的語音信息，從而提醒工地施工、安全管理人員注意，同時也提醒設備操作人員注意過往人員的安全[5]。M6紅外探測語音提示器具有感應范圍大、探頭靈敏度高、音質好、音量大、掉電可長期存儲等特點，因此可廣泛應用于施工區域及施工設備上，對市政工程快速建造起到了很好的支撐作用。

結束語：

綜上所述，在市政工程中，通過BIM技術的應用，大量減少了綜合管廊機電安裝管道、設備之間的碰撞，提高了橋梁鋼結構加工制作精度。

參考文獻：

[1]徐亞娟.智慧交通在市政工程設計中的應用[J].中華建設，2021（01）：125-126.

[2]朱銀樂.市政工程BIM技術應用關鍵影響因素分析及對策[J].城市道橋與防洪，2020（11）：189-193+23.

[3]胡琳.市政工程設計中BIM技術的發展前景[J].居舍，2020（17）：89-90.

[4]高展望，呂寧，蘇錦耀，胥富萍，吳貝.BIM+AR智慧建造技術在市政工程項目中的應用[J].城市住宅，2020，27（03）：197-198.

[5]楊楠，孫俊華，韓鮮紅.智慧市政理念及其在規劃中落實的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2019（08）：183.