BIM技術在某工廠污水處理站房施工中的應用

王小龍，夏征勇

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 工程概況

某工廠污水處理廠房，地下1 層、地上2層，建筑總面積19827m2，日污水處理量為50000 噸。該工廠生產工藝較多，不同生產工藝排出的廢水的水質不同，因此需要的污水處理系統不同，該項目共有10條常規管線系統和34 個污水處理系統，污水處理工藝系統較復雜。由于污水處理系統工藝不同且種類和數量龐大，傳統的二維施工圖紙已經不足以表達施工建設的各方面信息，非常容易造成信息傳遞偏差使施工過程中出現工序碰撞和沖突，最終導致工程返工，造成工期和成本的浪費。另外，污水處理系統施工時，管道工程和機電項目工程量大，材料設備較多。本項目通過引入BIM 工程控制技術進行污水處理項目的施工，對項目施工涉及的建筑專業、結構工程、機電安裝和管道施工搭建參數化模型[1-2]。

BIM 技術主要的優點之一就是對施工項目的整體情況進行模擬演示，通過對施工全過程進行演示可以及時發現各工序環節的協同性，通過對施工過程中工序排布、管道碰撞進行優化設計實現對施工過程最優排布，同時可以根據模型實現不同施工階段的工程量計算輔助現場各項施工安排。因此，BIM技術可以對污水處理建設等大型施工項目提供良好的技術支持[3]。

2 具體應用

2.1 工藝管道系統核對

該污水處理項目污水處理系統龐大且涉及的管道施工較多，傳統的二維設計和施工技術圖紙表達信息有限，很難全面展示現場施工細節，核圖效果較差，不易發現圖中存在的問題。由于二維圖紙的平面性限制，在同一空間上最多可以展示8層管道，且每層在平面上單獨體現，因此不易核對出設計圖紙的表述完整性。基于BIM 技術采用Revit 軟件進行建模，搭建的三維立體模型可以直觀形象的展示出各層管道的模型。通過三維模型可以比較直觀地核對系統設計的完整性和正確性，核對施工圖中標注信息的正確性，及時發現系統設計的缺陷及不合理之處，確保模型搭建過程中的完整性[4]。

2.2 空間管理

機電安裝工程是污水處理項目的主要部分，機電安裝工程涉及的污水處理設備較多，污水處理的管道形狀結構復雜、數量較大。如何將復雜的管道設備比較合理美觀的安裝在規定的建筑空間內是對機電安裝的一項挑戰，因此管道施工之前的綜合管理工作至關重要。傳統的管線綜合工作主要是通過經驗技術和專業能力較強的人員進行人工審圖，及時發現施工過程中的專業沖突，并通過分析局部剖面及時調整管線施工方案，但這種方式過分依靠人工經驗和技術，可以解決比較明顯的沖突問題，容易遺漏或者帶來其他問題。本污水處理項目工程量巨大，傳統的方法已經無法滿足工作需要。本污水項目通過BIM 技術將復雜的三維模型組織為二維輸出，并為此建立了多套視圖樣板，形成多套出圖體系，對電子圖紙的分類匯總，保證迅速查找所需圖紙，提高了電子文檔與圖紙檔案并存的高效管理模式。同時，二維圖紙可與模型實時聯動，在模型變更的同時，圖紙可自動更新，進而滿足各專業BIM 模型與二維施工圖一致的需求，無需設計人員逐一進行手動更改，減少因設計變更而引起的工作量，最大程度降低錯誤率。因此，通過虛擬的三維模型演示功能實現施工過程的協調施工，可以直觀形象地演示建筑結構與機電安裝的相對位置以及機電安裝各個管道之間的關系（見圖1）。

圖1 局部三維剖面圖

針對管道較多且施工復雜的區域進行剖面演示，還可以利用Revit 軟件直接導出剖面圖，并且針對施工較復雜的位置可以生成多方向的剖面圖，進行施工細節查詢和管道位置調整。由于建筑空間有限，應對設備的安裝位置進行合理規劃，確保其安裝位置和檢修位置充足。對采購的設備進行安裝設計時，按照類型尺寸創建設備族，并導入項目模型中，對設備的機電和管道穿墻部分進行位置確定，并在建筑結構施工時預留穿墻洞口，確保后續安裝時位置、尺寸的合理匹配（見圖2）。

圖2 機房管線模型

基于BIM 技術的各種輔助功能并建立三維模型，最大程度降低施工碰撞。在BIM模式下設計三維立體管道圖，能有效展示10 條常規管線的空間位置，給人清晰印象，同時，相比傳統設計模式，BIM模式下能有效避免設計沖突，找出設計不合理性，并及時進行修改。此外，隨著技術的不斷更新發展，還能利用BIM軟件模擬碰撞試驗，從而檢測其功能質量，最大化貼近施工標準。

2.3 工程量統計

施工前需要對工程的各施工階段進行工程量統計，并據此和施工進度合理安排工程設備和材料進場，目前對簡單的工程項目，管理人員還是習慣采用原始的方法進行工程量測算。基于BIM 技術采用Revit軟件搭建項目三維模型包含了工程項目各階段的所有參數信息，根據項目明細表可以統計出項目模型包含的所有材料信息，管理人員可以根據專業軟件進行工程量的計算。基于該污水處理項目的BIM 技術，涵蓋了項目相關各種數據，管理人員可以結合施工現場情況，實現對機電安裝的全過程管控。通過明細表可以直接掌握對應施工階段的材料消耗量并據此得出資金利用情況，通過對不同施工階段的模型拆分，可以得到各個施工階段的材料需求情況以及資金計劃，并按照現場施工進度科學制定物資供應計劃，動態調整物資材料，大大提高資金利用率。

在施工過程中，因為相關因素動態調整施工計劃，若相應的材料供應無法及時跟進，將會影響現場施工。BIM技術搭建的項目模型可以隨著計劃變更及時調整相關數據，使各種計劃同步更新，避免因信息傳遞不及時造成經濟損失。機電安裝過程中BIM 技術實現了物資材料的智能化管理，確保項目施工成本的可控性。

3 結語

①基于BIM技術采用Revit軟件搭建的項目三維模型，可以更加直觀具體地展示各結構、設備的位置、尺寸、形狀等情況，項目模型搭載了施工相關的各參數信息，實現了各參建方的數據共享和信息交流。

②管理人員通過基于BIM 三維模型進行流程演示，可以對施工過程和工藝進行沖突碰撞測試并對施工過程優化調整，獲取最優設計和施工方案，減少工程返工產生的成本支出。

③通過BIM 技術的明細表可以實現對工程量的統計計算，實現與物資供應、設備機械進場、人力資源等優化配置。

未來各類大型建筑及復雜工程項目將會越來越多，隨著BIM技術和功能的不斷成熟與拓展，將會提高各類大型項目的施工質量和效率。