積極推進(jìn)BIM設(shè)計技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

米杰

中國電建集團(tuán)重慶工程有限公司 重慶 400000

國家的發(fā)展，生活水平的提高，都在不斷的要求社會基礎(chǔ)資源的投入加大。市政工程作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也是發(fā)展中的重要組成。它的非贏利性，對人民生活的服務(wù)性，都要求市政工程建設(shè)要更加的完善。市政工程建設(shè)，不僅要保證質(zhì)量，還要減少假設(shè)施工過程對人民日常生活的影響，要做到快速完工，質(zhì)量確保，影響最小。所以，對于市政工程的技術(shù)應(yīng)用方面必須做到道路的不斷探索，用更好的技術(shù)去督促更好的工程建設(shè)，從而發(fā)揮市政工程在國家發(fā)展中的最大價值作用。

1 什么是BIM技術(shù)

BIM技術(shù)對于大多數(shù)人還是比較陌生的，但對于從事建筑工程的人來說，它可以稱之為一種“福音”，利用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對工程的設(shè)計、建筑以及管理。在實(shí)施市政給排水工程的時候，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠真實(shí)地反映出各個工程部分之間的關(guān)系，有利于保證建筑信息的真實(shí)性。要想實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的有效進(jìn)行，必須嚴(yán)格掌握好工程的建設(shè)工期，做好決策工作。即使是工程建設(shè)不同崗位的員工也可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的查詢工作，并能夠?qū)崿F(xiàn)彼此之間的信息共享，有利于工作上的溝通和協(xié)調(diào)。特別是在進(jìn)行市政給排水工程設(shè)計的時候，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠反映出建筑構(gòu)件的整體特性，并且將不同工程設(shè)計之間的關(guān)系全部展現(xiàn)出來，有效地規(guī)避了不同崗位設(shè)計之間的重復(fù)，保證市政給排水工程的施工質(zhì)量能夠滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。一般來講，BIM技術(shù)主要有兩方面的特征。第一種特征是實(shí)現(xiàn)了所有數(shù)據(jù)信息的共享。數(shù)據(jù)信息的共享是BIM技術(shù)的主要特征，在對建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，最常用的方法是建立模型，建模技術(shù)對于工程設(shè)計來說是非常有用的，能夠收集到所有結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)的信息，還能夠?qū)λ占降臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行整合和運(yùn)用。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，各部門的設(shè)計人員可以同時利用BIM技術(shù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了各部門設(shè)計目標(biāo)的一致性[1]。

2 BIM應(yīng)用影響因素分析

在BIM應(yīng)用推廣的研究中，國內(nèi)學(xué)者采用不同的研究方法對存在的困難和問題進(jìn)行了分析和探討。徐冰通過對技術(shù)接受路徑的研究，指出政策環(huán)境對BIM的應(yīng)用起著決定性的作用，分析了國家、行業(yè)和企業(yè)不同層面的影響因素，并提出了建議。通過定量分析，徐友泉等人認(rèn)為BIM標(biāo)準(zhǔn)影響最大。不完善的標(biāo)準(zhǔn)會直接影響組織、技術(shù)等法律因素，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)效益和外部支持。何慶華等人從行業(yè)宏觀角度認(rèn)為，現(xiàn)有行業(yè)體制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差異是需要突破的障礙，并指出缺乏完善的綜合應(yīng)用模式是項(xiàng)目后期運(yùn)維階段應(yīng)用較少的主要原因。馬志良梳理了影響因素，梳理了相關(guān)因素的重要性。他認(rèn)為，阻礙因素可分為經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律和經(jīng)營四大類，其重要性逐步降低。還有很多研究者從政府機(jī)構(gòu)、業(yè)主、設(shè)計、施工、科研機(jī)構(gòu)、咨詢服務(wù)企業(yè)等不同角度，分析了現(xiàn)階段我國BIM應(yīng)用和推廣面臨的障礙，并從政策、組織、技術(shù)、法律等方面提出了一些有益的建議，經(jīng)濟(jì)等方面。

3 BIM設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于市政工程

3.1 市政道路路基優(yōu)化設(shè)計

在擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)妥善處理碰撞問題，在應(yīng)用 BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模時，通過創(chuàng)建工程項(xiàng)目三維模型即可充分展示出工程項(xiàng)目施工信息。在該市政道路施工前，通過對工程項(xiàng)目三維模型進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，施工過程中擋土墻結(jié)構(gòu)與道路工程電纜結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，如果協(xié)調(diào)控制不當(dāng)，則在實(shí)際施工中即可引發(fā)很多施工問題，進(jìn)而對施工的順利進(jìn)行造成不良影響。對此，在BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，可在市政道路三維模型的基礎(chǔ)上對擋土墻結(jié)構(gòu)邊緣進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，避免擋土墻施工對周圍環(huán)境造成不良影響，同時保證擋土墻施工質(zhì)量。在碎石樁排布方面，可利用 BIM 技術(shù)的虛擬功能以及可視化功能對施工圖紙進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，模擬碎石樁的排布形式，對于不合理位置進(jìn)行調(diào)整。另外，BIM 技術(shù)還具有統(tǒng)計功能，可對碎石樁進(jìn)行統(tǒng)計分析，制訂碎石樁排布方案[2]。

3.2 市政給排水的模型設(shè)計

在完成大概模型建立之后，利用BIM技術(shù)的有關(guān)檢測功能能夠?qū)崿F(xiàn)對管道布局情況的檢查，還能夠依照檢測數(shù)據(jù)對其管道布局進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。BIM技術(shù)系統(tǒng)檢測中可以輸入現(xiàn)有管道或地下結(jié)構(gòu)的信息，對于現(xiàn)有的管道都可以進(jìn)行信息的輸入，以保證有關(guān)檢測的全面性。一般進(jìn)行市政給排水工程建設(shè)的時候，對施工周期的要求較嚴(yán)格，如果使用傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行管網(wǎng)的設(shè)計工作，很難在規(guī)定時間內(nèi)完成工作，并且會影響城市交通等的正常運(yùn)行。但是，利用BIM技術(shù)進(jìn)行管道設(shè)計的時候，可以將管道設(shè)計圖與檢測結(jié)果相結(jié)合，這樣就能夠產(chǎn)生整體碰撞，針對碰撞強(qiáng)烈的地點(diǎn)，就可以進(jìn)行抽樣檢查，通過這種方法能夠幫助設(shè)計人員快速地掌握地下管網(wǎng)布局的實(shí)際狀態(tài)，為市政給排水工程的設(shè)計打下基礎(chǔ)。值得一提的是，BIM技術(shù)的應(yīng)用，有利于幫助設(shè)計人員不斷優(yōu)化設(shè)計方案，保證市政管道的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 道路工程的多專業(yè)設(shè)計校核

道路工程設(shè)計包含橋梁、涵洞、隧道等多方面設(shè)計，一些特殊的道路工程其涵蓋設(shè)計專業(yè)也并不相同。傳統(tǒng)設(shè)計工作在設(shè)計階段結(jié)束后，仍然存在大量的設(shè)計改動及變更，流程較為復(fù)雜，影響最終設(shè)計對施工的指導(dǎo)效果。一些設(shè)計中的專業(yè)內(nèi)容，如橋梁構(gòu)件埋深、涵洞標(biāo)高、道路高程等，無法精確定位，現(xiàn)場施工中還存在諸多不確定因素。故在設(shè)計當(dāng)中應(yīng)落實(shí)可靠的設(shè)計校核，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，規(guī)避設(shè)計失誤，確保設(shè)計為施工提供的全方面指導(dǎo)。以a城市某段高速道路合縱段設(shè)計為例，其全線三維設(shè)計按照標(biāo)段劃分，選擇Bentley平臺結(jié)合2007版CAD三維平臺建模，為簡化建模過程，基于Revit平臺工具再次開發(fā)，最后以項(xiàng)目集成平臺，對各項(xiàng)BIM數(shù)據(jù)融合，提高模型功能性。設(shè)計階段利用實(shí)地地形及無人機(jī)攝影技術(shù)得到初步的BIM模型，設(shè)計人員考慮現(xiàn)場情況及道路建設(shè)要求，綜合設(shè)計模型，以綜合對比分析、路線限界校核、碰撞檢測等方式提高設(shè)計校核質(zhì)量。多階段的設(shè)計同步開展專業(yè)的設(shè)計校核，有效規(guī)避設(shè)計失誤、凈空不足等。優(yōu)化后的模型可為后續(xù)工程施工提供全面、準(zhǔn)確的參數(shù)支持，避免施工中出現(xiàn)諸多設(shè)計變更。

3.4 設(shè)計方案論證

設(shè)計方案論證需要從施工是否可行、規(guī)劃是否合理來展開論證。這一環(huán)節(jié)非常重要，若是設(shè)計方案不符合建設(shè)目標(biāo)便不能夠施工。利用 BIM 技術(shù)以后，能夠利用三維模型將設(shè)計展示出來，其中具有碰撞試驗(yàn)功能，可以將存在彼此影響的硬碰撞、軟硬碰撞等進(jìn)行體現(xiàn)，這樣縮短了論證時間。在市政工程的林園施工設(shè)計方案論證當(dāng)中，BIM 技術(shù)具有非常突出的作用。林園系統(tǒng)必須要考慮到改善小氣候這一因素，還需要考慮到其和周圍交通系統(tǒng)、城市基礎(chǔ)設(shè)施等是否存在沖突，這其中就需要利用 BIM技術(shù)來對熱島效應(yīng)、綠色施工、噪聲污染、海綿系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌安排，提高設(shè)計方案的可行性、科學(xué)性、系統(tǒng)性，能夠讓后續(xù)施工得到便利[6]。另外，利用BIM 技術(shù)的三維模型來構(gòu)造樹冠線以及林園空間層次，使得林園藝術(shù)性得到提升。

3.5 在市政給排水設(shè)計方案中的應(yīng)用

進(jìn)行市政給排水工程設(shè)計的時候，運(yùn)用 BIM 技術(shù)能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程建立基本模型。還能夠?qū)崿F(xiàn)工程的虛擬運(yùn)行，在虛擬運(yùn)行的情況下可以編輯有關(guān)施工設(shè)計的數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合組合管道的實(shí)際布局，保證最終的設(shè)計方案能夠達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。進(jìn)行市政市排水工程建造的時候會按照有關(guān)設(shè)計方案進(jìn)行。BIM技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用，可以直觀地檢查出結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中可能存在的隱患問題，這樣根據(jù)監(jiān)理的虛擬模型就能夠?qū)τ嘘P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時解決隱患問題。除此之外，利用 BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對其他結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的篩選工作。因?yàn)槔?BIM 技術(shù)能夠在其數(shù)據(jù)庫中找到所有有關(guān)此類模型的設(shè)計方案，這樣設(shè)計人員就可以輕松獲得有關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù)信息，有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)性，保證設(shè)計預(yù)算的合理性[3]。

4 結(jié)語

總的來說，BIM技術(shù)在現(xiàn)在的市政工程建設(shè)中有著不可磨滅的作用，它能夠極大的提高市政工程建設(shè)的效率，幫助市政工程更加高效的完成，同時也能夠保證施工的質(zhì)量。所以BIM技術(shù)應(yīng)大力推廣使用，但是在使用的過程中要不斷的完善BIM技術(shù)，讓BIM技術(shù)能夠在市政工程建筑領(lǐng)域有更加廣闊的前景[4]。