BIM技术在市政水厂复杂构筑物设计中的应用研究

BIM技术在市政水厂复杂构筑物设计中的应用研究

吴娅   

深圳市深水龙华水务有限公司   518131

摘要：针对市政水厂中活性炭滤池间处理量大，结构多样化，工艺流程复杂，质量控制严，建设进度紧，信息化管理要求高等特点通过建立可视化、仿真度高的三维BIM模型，进行管线碰撞检查，施工虚拟模拟，动态漫游等技术应用，可有效验证设计成果的一致性、合理性，进一步提高现场的施工效率，为市政工程水厂BIM技术应用提供了借鉴。

关键词：市政水厂;BIM技术;碰撞检查;施工效率

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）是以建筑工程项目各项信息的集成为基础，将各种项目信息整合在一个三维模型的数据库中。项目各参与方包括设计，施工，安装，建设方等都可以基于BIM进行协同工作，有效提升工程的设计、施工水平，从而进一步提高工程质量和投资效益。

市政水厂中构筑物与其他工程设计明显区别在于通常具有结构形式多样，工艺流程复杂，周期长，多专业协作，多地下工程，室内外管线布置复杂等特点。传统的二维图纸不具备极高可视化性能的技术，难以将复杂的设计呈现出来，对设计的一致性进行验证，从而进一步指导现场施工。目前，基于BIM技术的有效运用，通过将二维图纸与三维图纸进行快速转换，可以将BIM技术的可视化，可模拟，可优化，可制图等优势展现出来，同时还可以将三维模型以一个更加直观的视角展现给各参与方，从而达到对设计准确性进行验证，加快施工效率，提升项目的工程质量的目的。

1市政水厂工程施工难点

1.1工程量大，结构复杂

构筑物属于半地下工程，深度较深，工程量大，管道交叉频繁，不利于现场的组织施工。同时根据工艺要求，池体内部局部出现上下多格水池，内部管道走向复杂，池底与地面设置上下连通楼梯，底板布置设备工艺设备较多，整个单体施工难度大，容易造成漏缺、工程返工、管道碰撞等质量问题。

1.2配合专业较多

整个单体项目涉及结构，暖通，建筑、电气、工艺专业。每个专业之间都需要共同协调设计方案，整个设计过程中存在方案调整，修改的过程，设计图纸是否符合现场施工要求还有待进一步验证。

1.3工期紧，目标高

与其他工程相比，市政水厂工程项目通常结构比较复杂，体量大，参与方众多，工期要求更为紧张，建设方对混凝土成型精度要求较高。

2采用BIM技术的原因

（1）可视化程度高，不仅能实现三维效果图的展示，而且还可指导施工方案的编辑。

（2）协调性好，在建筑物建造前对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据与方案。

（3）模拟性强，施工模拟与施工组织方案的结合，能够使劳动力分配等工作变得更为有效、经济。

3 BIM技术应用分析

3.1模型构建要求

由于该构筑物结构复杂，各专业工程技术人员在BIM三维模型构建之前需要做如下准备工作。

（1）各专业包括建筑、工艺、结构、电气需要通用的项目样板，模型轴网，比例，标高等其他参数统一。（2）采用多用户模式工作，每个工程技术人员负责自己相对独立的区域互不干扰。（3）简化场地地形，不考虑地形起伏的影响，基于Revit平台直接建立场地。

3.2模型建立

基于建立好的各专业参数化族库，各专业技术人员在Revit平台上对活性炭滤池间可以进行一系列的建模操作，包括池壁，顶板，室内楼梯，栏杆，管道，设备布置等工作，最后各专业在同一平台上进行模型组装，完成最终模型的创建。

3.3碰撞检查

单体工程活性炭滤池间包含大量的管道敷设、安装工作等，传统的二维设计，即使对图纸进行深化设计，也只是简单的将各专业平面进行简单的叠加，各种系统管线的位置准确性难以保证，因此，设计碰撞的问题没有从根本上得到解决。在实际现场施工时，往往会发生已完成的工程，发现漏管，管道安装位置错误，管道相互碰撞等情况。此时的变更需要消耗大量的人力和物力，严重影响了现场的工程进度。

Revit自带碰撞检查的功能，基于各专业模型应用BIM技术进行冲突检测，可以在施工前期预先检查各类管道之间的碰撞，高效快速地自动生成碰撞检测报告，工程技术人员可以根据检测报告中的碰撞信息对碰撞部位进行分析及修改。整个碰撞检测流程如图1所示。

3.4虚拟施工

大型自来水厂中复杂构筑物普遍空间布局紧凑，现场施工交叉作业多，往往导致现场工程建设施工组织难度较大，为此，可以应用BIM技术进行4D施工模拟，对现场的施工组织进行优化部署，从而实现现场各施工工序，机械设备、劳动力等资源合理配置。

（1）施工准备阶段BIM应用

场地优化布置，现场多个单体同时施工，工作面交叉重叠，采用BIM技术进行三维综合布置，使整个施工流程顺畅有序，同时实现环保、节能的目标；全专业建模：对于门卫、综合楼、平流沉淀池、砂滤池、反冲洗泵房、管廊、清水池、二级泵房、配电间-吸水井、污泥浓缩池、综合加药间，创建了相应的土建及机电设备模型；模型审查：将各专业、各单体模型整合并进行实时漫游查看，检查出错、漏、缺等图纸问题119个，及时出具图纸问题报告并反馈给设计院。

（2）施工过程阶段BIM应用

三维技术交底：单体造型复杂，工艺要求精密，运用BIM模型对技术人员进行三维交底，把每个单体拆分为单个构件逐一进行讲解。让管理人员更好的理解项目特征和重难点；BIM虚拟建造：在BIM5D中根据施工进度计划进行流水分区的划分，并将模型和工期关联，进行施工模拟，对施工方案进行验证优化，以确定最优的施工部署方案；质量、安全管理：现场管理人员发现质量安全问题后，通过手机拍照对质量安全问题进行记录，并直接发送给问题责任人，责任人对问题进行分析整改，并上传整改后的照片，验收通过后关闭问题。项目领导可通过PC端或者Web端进行查看，每周例会对重大质量安全问题进行集中分析解读，追踪落实整改情况，并设置奖惩制度。

4结束语

综上所述，基于BIM技术可以有效的提升大型自来水厂中复杂构筑物设计过程中的准确性，以及出图效率，为今后市政工程的顺利开展奠定基础。因此，BIM技术在市政工程领域内的应用具有良好推广价值。

参考文献

[1]卜彩华，张俊，刘光远，等.浅谈项目设计阶段的BIM应用概况[J].建筑热能通风空调，2017，36（09）

[2]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术，2010，2（04）

[3]徐忠天，陈伟.浅谈BIM技术在建筑工程管理过程中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2016，8（04）