市政水廠復雜構筑物設計中BIM技術的應用研究

摘要：在市政水廠建設過程中，需要通過合理進行設計和布局的方式，保證水廠運轉能夠達到理想狀態，確保能夠為廣大民眾帶來穩定的水源供給。在此過程中如果遇到復雜的構筑物，一般會借助先進技術完成構筑物的設計，確保整體設計方案能夠與實際情況相符，可以為復雜構筑物整體工程建設提供可靠指導和依據。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技術具有可視化與操作簡便等優勢，會對復雜構筑物設計產生積極影響，是設計工作中常用的重點技術。鑒于此，在進行市政水廠復雜構筑物設計時，可以通過BIM技術完成相關設計任務，這也是研究的重點。

關鍵詞：管線施工復雜構筑物設計市政水廠三維模型碰撞檢查

中圖分類號：TP393

ResearchontheApplicationofBIMTechnologyintheDesignofComplexStructuresinMunicipalWaterPlants

LONGHuiCHENXiaojunLUSong

ChinaMunicipalEngineeringCentralandSouthDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.Wuhan，HubeiProvince，430010China

Abstract：Intheconstructionprocessofmunicipalwaterplants，itisnecessarytoensurethatthewaterplantcanoperateinanidealstateandprovidestablewatersupplytothegeneralpublicthroughreasonabledesignandlayout.Ifcomplexstructures/OTWNoRk49Gr5d+T7RhSeg==areencounteredduringconstructionprocess，advancedtechnologyisgenerallyusedtocompletethedesignofthestructures，ensuringthattheoveralldesignschemeisconsistentwiththeactualsituation，whichcanprovidereliableguidanceandbasisfortheoverallconstructionofcomplexstructures.（BuildingInformationModeling，BIM）technologyhasadvantagesinvisualizationandeasyoperation，whichwillhaveapositiveimpactonthedesignofcomplexstructures，anditisakeytechnologyusedindesignwork.Inviewofthis，whendesigningcomplexstructuresofmunicipalwaterplants，therelevantdesigntaskscanbecompletedthroughtheapplicationofBIMtechnology，whichisalsothefocusofthisarticle.

KeyWords：Pipelineconstruction;Designofcomplexstructures;Municipalwaterplants;3Dmodel;Collisioninspection

BIM技術會通過對三維信息技術的應用，對工程施工全生命周期展開管理，為設計以及施工等各項工作開展提供有效輔助。可以通過對該項技術的應用，高質量完成建筑物自身信息表達以及優化工作流程等任務，能夠利用各項數據信息完成數字化模型的建設，將相關內容以更加清晰直觀的方式呈現出來，方便設計人員以及施工管理人員進行應用。可以利用模型展開場地布置優化以及管線碰撞檢查等一系列操作，能夠為技術交底以及質量安全管理等各項工作開展提供詳細解決方案以及各項數據，能夠為復雜構筑物設計提供可靠支持和助力。

1工程項目基本情況

為更好地對BIM技術在復雜構筑物設計中的應用進行分析，在此將以實際案例為例，對技術應用進行研究。

本次工程為河南某地市政水廠建設項目，整體項目占地面積72500m2，包括清水池、門衛以及綜合樓等內容。在進行水廠建設過程中，需要重點做好凈水廠構筑物以及相關配套設施建設，完成112.839km供水管網的設置。保證在水廠建成之后，能夠完成城市生活用水以及生產用水的供給，各項建筑物能夠按照使用功能高質量完成建設任務，進而投入水廠運營之中。在實際進行設計時，由于構筑物結構相對較為復雜，所以將采用BIM技術為設計工作開展提供輔助。

2設計工作開展重難點分析

2.1設計與施工相脫節

本次工程設計需要涉及多個領域以及多種專業，各專業之間需要保持有效協調，保證設計方案能夠與實際情況相符，能夠為項目實際施工提供指導。但就實際設計施工方案而言，存在沒有和施工單位進行有效協調，設計圖紙內容和實際施工相脫節的情況，各圖紙設計合理之處有待提升，整體設計方案還需要優化。

2.2施工場地存在限制

本次項目建設空間相對較小，建設用地和高速公路距離相對較近，存在大型機械進場困難以及建筑材料運輸困難等方面的問題。在進行設計時，需要對各方面問題進行充分考量，并制訂出有效方案，保證后續施工能夠順利實施。需要做好施工現場空間布置以及物料堆放等各方面內容的考量，避免因設計不當而導致后續施工無法開展。

2.3單體工程較多

本次工程項目建筑單體相對較多，需要做好管廊門衛以及沙濾池等各部分內容的設置。整體需要進行設計的構筑物達到11個，每個構筑物單體結構都存在體量較大且相對復雜的問題。由于是市政工程，整體工程精度要求相對較高，所以整體工程設計難度相對較大。在施工過程中可能會出現設計變更較多的情況，需要在規定時間內完成相關設計任務，且能夠按照實際情況對設計做出科學調整。

2.4管線施工較為復雜

本次管線施工周期相對較短，內外管線布置相對較為復雜，如果在進行設計時沒有進行科學處理，容易出現布局錯漏或者工程返工等方面的狀況。強調在進行設計時，需要做好整體布局檢查以及碰撞試驗檢測等各項工作。需要保證設計方案的可行性和有效性，確保設計不會出現缺漏問題，以便保證能夠在規定時間內高質量完成管線方面布置任務。

3市政水廠復雜構筑物設計中BIM技術的應用

3.1做好圖紙優化工作

為解決2D圖紙直觀性不足問題，在進行構筑物的設計過程中，需要通過對BIM技術的應用，對圖紙進行優化升級。需要在正式展開工程設計之前，對工程各項數據信息進行收集。掌握水廠建設各項情況以及通過進行前期勘察的方式，明確所在區域地質條件和水文條件等各項內容。利用軟件將各項信息輸入其中，完成數據化模型建設。當完成模型建設之后，需要運用軟件具有的智能化功能，對整體模型進行全面審核。設計人員需要通過對模型所呈現出設計方案的全方面分析，確定是否存在設計錯誤或者設計數據設置不合理的情況。通過精準進行調節的方式，做好設計優化。通過不斷對模型進行深化處理的方法，保證設置合理性，降低后續設計變更可能性。

3.2構建三維模型

需要利用軟件完成三維模型的建設（如圖1所示），以直觀、立體化的方式將水廠建設基本情況完全呈現出來。在進行三維模型的建設過程中，不僅要如上文所述，通過輸入各項數據的方式完成基本模型的建設，方便設計人員進行分析和研究，同時還要對各項細節以及各部分構筑物的具體設置方法進行模型設計。需要運用軟件自身具備的功能，通過對各項細節模型建設以及對整體模型進行建設的方法，確保能夠隨時利用模型對各部分細節進行優化處理。

3.3做好碰撞檢查

和其他工程施工有所不同，市政水廠施工需要做好大量管道設計和鋪設工作。強調需要通過對管線設計內容進行充分性分析和研究的方式，做好管線布置的協調工作。應通過構建模型的方法，利用模型自身具備的虛擬化功能，對管線施工各項情況進行綜合評估，通過展開碰撞檢查的方式，確定管線設置是否合理。如果在施工過程中發現一根管道完成施工之后出現和另一根管道發生碰撞的情況，需要耗費大量人力、物力進行改線處理，或者通過增加彎頭的方式解決該項問題。為避免類似問題發生，需要做好碰撞檢查。需要通過對模型的應用，對土建專業中的墻體以及梁柱等碰撞情況進行檢查，并且對水管管道以及其他管線之間的碰撞情況進行檢查。通過利用軟件自動生成碰撞檢測報告的方式，做好問題檢測。在本次工程中，需要通過構建模型的方式，利用軟件進行漫游檢查。通過進行三維模擬的方法，對管線碰撞以及錯漏問題進行全方位檢測。在檢測過程中發現存在多處管線設置錯漏以及碰撞等方面問題，設計人員需要根據問題產生具體原因，制定出針對性應對策略。在完成物理硬碰撞的檢測之后，需要對間歇碰撞、軟碰撞實時檢測。通過利用專用檢測軟件進行配置測試調節的方法，做好點線面的碰撞檢測操作。在檢測過程中發現梁和門相交位置存在碰撞問題，沒有做好陽臺雨棚部分的設置，在和有關單位進行積極溝通之后，完成了該部分問題的妥善解決。

3.4做好場地布置與技術交底

因為在進行復雜構筑物的設計過程中，不僅要對整體構筑物細節進行合理設置，保證整體設計方案的科學性，同時還要通過對場地布置情況進行優化處理的方法，確保后續施工面可能會出現的交叉重疊問題能夠得到妥善解決，能夠保證后續施工可以順利進行。需要根據整體建設模型，對工具棚、線路等各部分設置進行全方面模擬，通過對現場布置情況進行綜合分析的方法，保證構筑物的整體場地設置能夠達到最優狀態。需要根據施工場地具體情況以及相關規定要求，科學展開辦公區域、安全區域等各部分的設置，做好資源分配工作，保證施工能夠有序進行。同時，需要利用模型展開技術交底工作，幫助施工人員通過對模型的分析和研究，掌握各部分施工重點和施工難點，確保整體構筑物的建設能夠達到預期目標，不會因為施工人員理解不當而出現錯誤操作的情況。

3.5展開關鍵施工工藝模擬

由于復雜構筑物整體建設相對較為復雜，在施工過程中可能會出現技術方面問題，所以在進行設計時還需要通過對施工工藝進行模擬的方式，通過和施工團隊進行密切溝通和配合的方法，對整體施工方案進行合理規劃，保證后續施工能夠順利進行，設計價值和優勢能夠發揮到最大。在完成建筑信息模型建設之后，需要將施工進度、關鍵技術等各項內容融入模型之中，通過展開施工模擬方法，對施工全過程進行模擬分析。確保能夠對復雜構筑物的各項施工設置、施工進度等各項情況有更加清晰的了解，并且能夠對其中存在的設計不當問題進行及時調解。

由于本次復雜構筑物對于斜屋面澆筑施工要求相對較高，所以，在此將重點對斜屋面澆筑施工模擬內容進行深度探討。本次工程在進行斜屋面澆筑過程中，對于混凝土成型精度有著較為嚴苛的要求。強調斜屋面部分施工不僅要嚴格控制預留施工縫數量，同時還要嚴禁出現滲漏等方面問題。為保證施工設計效果能夠達到最佳，需要在設計階段通過進行施工模擬的方式，確定斜屋面澆筑施工方案是否可行，各項參數設置是否合理。需要通過利用該項技術進行澆筑方案施工模擬的方法，對自重、坡度等影響造成混凝土流向指定位置的具體情況進行全方面模擬，確保能夠高質量完成下層柱、梁等各部分一次澆筑施工方案設計。

4結語

強調需要進一步加強對BIM技術應用的研究力度，按照市政水廠建設具體要求以及復雜構筑物整體布局等各方面條件，利用該項技術構建模型，通過對各項內容進行直觀分析的方式做好設計工作。應利用模型合理展開管線碰撞檢查以及圖紙設計變更等各項處理，通過對施工過程進行模擬的方式，確定設計方案是否可行，幫助施工團隊更好地對設計方案進行理解，保證設計方案能夠得到高質量執行，保證最終復雜構筑物的建設效果。

參考文獻

[1]張太浪.BIM技術在水廠工程建設管理中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2023（26）：44-46.

[2]程銘希.BIM技術在某水廠供水系統EPC管理中的應用探討[J].城市建設理論研究（電子版），2023（20）：24-26.

[3]王培成，鐘俊彬，周文斌，等.BIM技術在給水工程物化階段碳足跡評估中的應用研究[J].市政技術，2023，41（7）：221-227.

[4]陳波.基于BIM技術的市政專業設計難點及解決方案探究[J].中國設備工程，2023（8）：218-220.

[5]李妍蓓.工程項目運維階段BIM應用成熟度評價研究[D].長沙：中南林業科技大學，2022.

[6]岳疆陶.呼延水廠供水工程成本控制改進研究[D].西安：西安理工大學，2021.