基于BIM技术的市政工程地下管线综合应用研究

基于BIM技术的市政工程地下管线综合应用研究

叶可仁

天津盛昌工程建设有限公司

摘要：在市政道路地下管线建设中，由于线路长，各种管线繁多，就会让其中的不同管线彼此多次出现交叉的情况，整个管网比较凌乱，使管线铺设变得比较困难。近年来，随着电子信息技术的发展，BIM技术的重要性逐渐凸显出来，并且大量应用在道路设计中，进一步推动了市政道路建设的良好发展。在本文中，利用该技术，针对性的设置了相应的地下管道三维模型，并且开展了碰撞验证，对其中管线的排布进行了合理的改良，使效率得到了进一步提升，使工程质量得到了保障，可为类似项目提供参考。

关键词：管线综合；BIM技术；碰撞检查

0、引言

当前，随着国民经济的发展，群众的生活品质也在持续提升，国内的基础建设工作同样在持续推进之中。正是因为如此，群众也更加重视市政道路，对此也有了更高的标准，对道路设计的要求也更加严格。BIM 技术正是在这种背景下产生的，它可以让设计效率、水平有非常显著的提升。城市内市政管线通常有着比较大的面积，整个管网比较凌乱、复杂，使管线铺设变得比较困难。而其中的各个环节，往往也需要用到各种专业的人员，所以，在具体的建设期间，还存在沟通协调方面的问题，也会让其中的管线较为混乱，存在彼此碰撞、交叉的情况。一旦需要返工，就会花费更多的时间，让工程进度受到严重影响，使成本进一步增加，严重的情况下，还会对其品质产生不利影响。所以，在还未施工的时候，设计工作一定要完善且细致。将 BIM 技术在具体的设计、施工中进行良好的使用。一是能够进行碰撞分析、对排布进行优化，二是能够利用可视化模型，进一步优化设计、管理程序，这样就能让这项工程能够更好的推进，节约大量的时间、成本。

1、国内外应用现状

建筑信息模型（building Information Modeling,BIM）最早在国外起步，至今已有20年左右。BIM 技术由于其先进性得到了广泛传播，BIM 技术也得到了进一步的改进。在我国，BIM 技术领域方面的研究比较落后。不过，近几年随着国家对信息技术的重视，也有了非常快的成长，在整个项目的过程中，BIM 技术都可以发挥重要的作用。在基础设施领域也逐渐开始引入BIM技术，相对于其他领域，基础设施领域尤其是市政领域的BIM技术应用起步比较晚，但是BIM技术肯定会在这个领域得到快速发展。市政道路地下管线工程属于隐蔽工程，呈线状布置，且与地质密切接触，因此地下管线工程面临更多的未知因素以及在狭小的空间内进行资源分配的挑战。

市政道路管线众多，分属各个专业，各专业设计工程师由于经验不足或者专业协调问题，在管网设计中过度参照以往案例，时有与现场实际脱节的现象发生，导致施工单位拿到图纸后无法完全照图施工，施工单位被迫针对现场情况进行二次深化设计，会导致工程延长和成本的增加。考虑到市政地下管线种类繁多，同时布局又非常错综复杂，各个管线交错布置，各管网、设备容易发生碰撞，传统AutoCAD对工程信息的表达是二维的，抽象表达方式难以直观的展示结构的几何信息和位置关系，尤其是处理众多地下管线的时候，更突出了二维信息表达方式的不足。需要利用BIM建立三维模型检验管线碰撞，实现管线综合优化。

2、BIM 在管线综合中的应用过程

在传统的二维管网设计过程中，管网的平面位置是利用线条来表示的，管道的标高和管径大小是利用字母和数字来表示的，这种表示方法相对简单，虽能表示出相对的管网平面位置，确实表示不出各种管线和桥架之间的标高变化和交叉情况，因此无法判断这些管线的布置是否可行，管网是否发生碰撞。所以急需建立三维管道模型能直观显示管道位置与标高。市政管线工程利用BIM 技术的流程，首先建立地下管线模型利用Revit 专门软件，其次依据相应图纸的标准，调整管线，并且通过Navisworks软件，通过碰撞验证的方式，检验相应的管道模型，排查其中的碰撞点，按照具体的结果，对方案进行调整。保证地下管线满足图纸设计并能保证实施，最后制定相应的综合图纸。

本文以雄安新区北部郊野公园市政道路及配套综合管线工程为例，本项目位于河北雄安新区北部郊野 公园范围，北部郊野公园范围南起在建容易线，北至南拒马河南岸生态堤，西起规划西边界路，东至在建京雄高速，南侧紧邻雄安在建容东片区。本项目在实施BIM信息化建设过程中，先后就项目BIM进行了总体策划，编制了《BIM实施方案》，并对项目BIM信息化需求进行了梳理。

2.1模型的建立

本项目在实施BIM信息化建设过程中，先后就项目BIM进行了总体策划，编制了《BIM实施方案》，并对项目BIM信息化需求进行了梳理。首先对CAD图纸进行详细分析并提取有效信息，利用Revit软件在CAD 图纸基础上分别建立各个专业管网模型、道路主体模型、道路附属物模型、三维地质模型等三维模型。管道碰撞类型包括管道和土建的碰撞以及各管线系统之间的碰撞，首先根据管线图纸建立管道模型。

本项目市政管线主要包含以下几种，分别是：电力、给水、燃气、通讯、交通等。各专业管道分别由各个专业设计人员绘制，并且将CAD 图纸导入Revit 软件，设置相应的管道模型。在建立管道模型的过程中，需要根据图纸设计说明中的标准，对其中的管道名称进行定义，对具体的材质进行设置，根据管线系统的不同，绘制相应的颜色。同时，调整管线期间，按照管道模型，对其中的不同系统进行划分，针对性的做出调整。

2.2初步管线综合

模型建立起来之后，把不同管线模型放置到Revit 中(图1)，依据综合原则，针对性的做出调整。包括横一路、横二路、纵三路、纵四路、纵五路、纵 六路、京雄高速辅道电力、燃气、通信、给水、排水等。

图 1. 管道模型

按照相应的设计说明，假设不同系统中，如果管线存在碰撞的情况，就要对管道系统与其位置进行确认，再根据规范和图纸说明的规定做出一定的调整：首先，保证排水管，有压管道让无压管道。其次，保证燃气管道，大管优先。在地下管网综合协调布置中，需要保证雨水及污水管道对管道坡度的要求，需要其他专业的管道或者线缆等构件给雨污水专业预留空间，还要保证雨污水专业的管道有检查空间，方便发生管道泄漏、堵塞等情况时检修人员嫩更顺利的排查及维修。按照以上原则，将应该进行避让的管道设置完善，之后按照碰触状态，对存在碰撞问题的管道进行设置，可以通过弯口、另行排布的方式处理，对图纸进行优化。

2.3碰撞检查及漫游

按照设计及管线避让原则，针对性的调整其中的管线，这样就可以让管线得到科学的设置，让其位置更加准确。用Navisworks 软件对管道模型进行碰撞检查及漫游，Navisworks软件的碰撞检查可以发现设计图中存在的缺陷，检测出管道各系统之间及管道与土建等各部分的碰撞，并能定位到碰撞点位置及检测碰撞类型，检测完成后能即时统计出碰撞个数。及时发现设计图纸中存在的问题，发现问题后并对设计图纸进行优化。

通过对各种类型的碰撞点进行分析及处理后，还可以通过效果图及漫游视频观看市政管网情况。在这个过程中， 可以非常形象而且直观的显示出地下管线的各种综合排布情况，并对于施工难度比较大的地方进行详细的观察分析，仔细检查是否预留足够的施工空间，并且能保证实际施工的切实可行性，帮助工程技术人员及工人对地下管线有更全面细致的了解工程情况，有利于现场施工管理及成本控制。

4. 结语

BIM 技术的重要性不言而喻，基于BIM技术下的地下管网设计，能更直观的为管网的设计及施工起到很好的针对性知道作用，能使项目质量得到有效提升，让公司的实力和效益进一步增强，应进行大力的推广与普及。

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