BIM技术在管线迁改及新建中的应用

郭帅

（中交四航局第一工程有限公司，广东 广州 51042 0）

摘 要：管线迁改作为市政工程建设的重要内容,本文结合澳门垃圾焚化中心第三期扩建工程，利用BIM技术建立地下管线综合模型,实现对地下管线的信息分类,三维模拟和碰撞检查以指导施工。

关键词：BIM技术；管线迁改及新建；碰撞检测

1 工程概况

澳门垃圾焚化中心位于澳门氹仔北安工业区，是澳门现在唯一的城市固体废物处理设施，为整个澳门特别行政区提供垃圾处理服务。随着澳门本地经济迅速发展，人口、旅客人数的增长，以及多项大型设施落地启用，城市固体废物产生总量在近年来也持续出现增长，并对澳门垃圾焚化中心的运作构成压力。第三期垃圾焚化中心扩建工程主要基于现有垃圾焚化中心的运作压力，进行场地空间整合，建设新的垃圾焚化中心。

在第三期焚化中心扩建前，首先要完成厂区内雨水、污水、消防、给水、氨水、柴油、燃气管道以及电力、通信的迁改及新建工作。既有地下管网错综复杂，传统二维设计已经不能满足地下管网的迁改及新建工作，利用BIM技术能更高效快捷完成对既有管网物探检查复核，并对迁改及新建管网碰撞做出分析并提供建议。

2 BIM建模与碰撞检查分析

由于传统的二维管线综合存在先天的局限性，存在管线布置不合理及碰撞情况。澳门垃圾焚化中心第三期扩建项目利用BIM三维建模，且采用BIM技术中具有可视化模型及碰撞检测功能，对新建管线与既有管线、结构进行碰撞检查，更直观发现问题，及时调整，从而减少了施工中不必要的返工，从而达到工程对标高及施工质量的高要求。

2.1 BIM模型的建立

通过Revit软件结合厂区既有管线及物探图纸建立三维模型，如图1所示：

图1 既有管线综合模型

通过Revit软件将各专业迁改及新建管线图纸整合建立三维模型，如图2所示：

图2 迁改及新建管线综合模型

2 碰撞检测分析

2.2.1既有管线之间及与既有结构碰撞分析

结合既有管线图纸及物探报告完成BIM模型建立，并对已建立模型进行碰撞检查及分析，根据碰撞结果分专业及类别形成碰撞报告。报告中包括平面CAD图及模型视图，碰撞所属专业及类别，碰撞描述及分析。

1. 既有管线与既有结构碰撞
   既有管线与结构的碰撞主要集中在一期焚化中心西侧，该区域存在大量地下桩基及厚约1.5m结构筏板，通过模型建立，碰撞检测发现既有雨水井与结构筏板存在碰撞，具体情况如下图3所示：

图3 碰撞检测模型视图

根据碰撞检测定位CAD平面位置，如下图4所示：

图4 碰撞CAD平面图

结合BIM模型碰撞报告及现场实际勘察，发现地下桩基及筏板范围与厂区结构图纸及物探结果不符。根据该情况，对一期焚化中心西侧重新物探，更精准的锁定地下桩基及筏板范围。为后续该区域迁改新建管线路由的设计及施工奠定了坚实的基础。

2. 既有管线间碰撞

既有管线间的碰撞存在于厂区各个位置，主要分为两个方面：

①管线与管沟、管井碰撞。通过模型建立，以北匝道桥区域，YS58-YS59段雨水管与TX29通信井碰撞为例，碰撞模型显示雨水管横穿通信井，具体情况如下图5所示：

图5 碰撞检测模型视图

根据碰撞检测，定位CAD平面位置如下图6所示：

图6 碰撞CAD平面图

②管沟、管井与管沟、管井碰撞。通过模型建立，以2号出入口TX8通信井与YS52雨水井碰撞为例，碰撞模型显示雨水井与通信井位置重叠，具体情况如下图7所示：

图7 碰撞检测模型视图

根据碰撞检测，定位CAD平面位置如下图8所示：

图8 碰撞CAD平面图

通过对既有管线图纸及物探图进行整合建模，共发现22处碰撞问题，具体情况如表1：

表1 既有管线之间及与既有结构碰撞

结合BIM模型并对22处碰撞分析及现场实际勘察，发现既有管线图纸及物探存在多处遗漏、管线不明确及错误。项目内部在进行碰撞检测后出具碰撞报告和相关建议提交给承建方、设计方和顾问方审批，待审批后，针对该情况重新物探，并对既有管线图纸再次梳理，逐一解决22处碰撞问题。

2.2.2新建管线之间及与既有管线结构碰撞分析

设计单位完成综合管线的图纸后，因传统点线面的二维碰撞检查方式存在局限性，仍有管线碰撞的可能。通过BIM技术，对迁改及新建管线与既有管线图纸整合后建模，发现多处碰撞情况。

其中以一、二期焚化中心通道西侧位置为例，发现新建电缆井与已建雨水管及新建燃气管存在碰撞。根据碰撞模型显示，发现如下问题:

①新建电缆井底板与已建雨水管碰撞；

②新建燃气管横穿新建电缆井。

具体情况如下图9所示：

图9 碰撞检测模型视图

根据碰撞分析结果建议：

①新建电缆井底板与已建雨水管碰撞，建议调整电缆井底板标高，对已建雨水管避让；

②新建燃气管横穿新建电缆井，建议调整燃气管路由，避开新建电缆井。

根据碰撞报告及碰撞及分析结果建议，设计院对新建电缆井底板标高进行调整并对燃气管道路由进行优化，在设计阶段提前解决碰撞问题。

通过对迁改及新建管线与既有管线图纸整合后建模，共发现19处碰撞，具体情况如表2：

表2 迁改及新建管线与既有管线碰撞

针对发现的19处碰撞问题，项目内部在进行碰撞检测后出具碰撞报告和修改建议提交给承建方、设计方和顾问方审批，待修改建议审批后，设计做出调整及优化，现场根据调整进行施工。

3结束语

本项目利用BIM技术，根据既有管线图纸及物探图建模，对既有图纸及物探进行再次复核，通过碰撞报告及结果分析，找出错误、遗漏等问题，为后续迁改及新建管线路由的设计新建奠定了坚实基础。

同时根据迁改及新建图纸与既有管线、物探图纸整合建模，有效的发现碰撞问题，形成碰撞报告并给出分析结果及建议，提高了设计及施工的效率，为项目节省施工时间，同时避免不必要返工情况发生。

本项目通过BIM技术的应用，充分发挥了BIM技术的优点，解决了传统二维综合管线的局限性，对管线的布置存在问题及时反馈，给出最优布置方案。同时为施工方案的制定提出指导意见，提高了施工效率，避免不必要返工情况发生，为项目施工节省了更多时间。

参考文献：

[1] James Michael Tramel. Building Information Modeling and Simulation for the Mechanical, Conference on Computer Science and Automation Engineering,2011(3):77-80.

[2] 王琳,王静,王成国.基于 BIM 技术的建筑信息模型设计研究,第十四届全国工程设计计算机应用学术会议论文集,杭州,2008:215-218.