BIM技术在地下市政管网建设中的应用

崔琳琳

（承德石油高等专科学校， 河北 承德 067000）

1 地下市政管网建设现状

随着城市化的进程加快，大大小小的市政工程拔地而起，这对市政工程建设能力提出了更高的要求。而地下市政管网是城市赖以生存和发展的基础设施，日夜肩负着整座城市信息传递和能量运送等重要任务，是城市不可或缺的重要组成部分。市政管网系统中涉及到的地下管线种类繁多、分布错综，伴随着地下市政工程建设规模的扩大，其管理和维护的难度也日益增大，管线长期安全有序的正常运行是城市可持续发展的重要保证。地下市政管网具有以下特点：

1.1 管线种类繁多

地下市政管网是个复杂而庞大的系统，常见的市政管线类型就包括给水、污水、雨水、供电、供热、通信、燃气等几大类，超过20多种管线类型。每种管线在地下敷设的位置、敷设时施工要求等都各不相同，管理难度极大。除此以外，地下管网工程中还包含了大量的附属基础设施及各类市政设备，分别与各类管线相连辅助运行，地下空间分布复杂。

1.2 线路独立规划

地下市政管线涉及多个专业，设计人员往往要根据专业进行分工，这样就容易造成不同专业设计人员的方案在整体上无法充分协调。而传统的二维设计方式多借助平面图、断面图及节点图表达单一截面或者局部信息，尤其是空间排布上，不同类型管线在地下空间中容易出现碰撞和位置交叠而不能被及时发现，导致施工过程中的停工、返工，影响项目工期及质量。

1.3 缺乏信息管理

大规模的市政管线产生了海量数据，管线设计、建造及运营管理资料没有专门部门进行统一采集和管理，不能对已有数据进行有效的共享及交换，各专业管线的改、扩建及维护行为等均靠对路面反复开挖实现，造成资源浪费的同时还容易在开挖过程中造成对非目标管线的损害。

2 BIM技术介绍

BIM（Building Information Model），即建筑信息模型。是指通过三维数字化手段对建筑工程各相关信息建立模型，从而使工程相关信息表达的更加详尽。目前国内建筑工程常用的BIM建模软件有Revit、Achi-CAD等。BIM技术具有以下典型特点：

2.1 可视化

可视化即“所见即所得”，打破利用传统二维 CAD平面图纸指导设计、施工过程，以三维立体形式展示工程构件或工程整体，包括各构件属性信息均与实际一致。通过BIM技术建立工程模型，让各方人员可以直观看到工程全寿命周期内各个环节的建设过程及完成成果，为多方人员的有效沟通和科学决策提供一个交流共享平台。

2.2 模拟性

BIM 技术的模拟性不仅仅是模拟出建筑的信息模型，还可实现建设工程全生命周期各阶段的模拟操作。例如在设计阶段，BIM可以对在设计上需要进行确认的一些参数进行虚拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟等；在施工阶段，可以针对现场施工条件进行场地优化模拟，确定合理的场地布置方案来指导施工；在运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如消防人员疏散模拟等。

2.3 优化性

建设工程设计过程是一个不断优化的过程，借助BIM软件平台提供的模型综合数据信息，可以对复杂项目进行方案分析及优化，得到更合理、更有效的优化成果。由于市政工程管线设计的规模往往较大，通过BIM技术对总体设计方案、细节设计方案、特殊部位设计方案等进行综合优化有更大的实践空间。

3 BIM技术在地下市政管网工程建设中的应用优势

城市地下管网由于安全事故频发、管线运营维护对城市环境影响大、管线资料不全、以及缺乏统一的管理协作平台等问题，致使传统地下管网的建设和管理出现诸多问题，BIM技术的引入为解决地下管网的现状难题提供新的方法。

3.1 BIM技术提供地下市政管网工程信息共享平台

地下市政管网项目参与方众多、涉及专业较广，以往各专业自行规划、设计、管理的建设模式使项目信息交互受阻，造成各参与方信息沟通不及时、信息传递延误等现象较为严重。BIM技术提供的综合信息平台，囊括业主方、设计方、监理方、总包方、分包方及政府监管机构等多个部门，各方人员通过同一平台进行分工协作和工程信息共享。

BIM模型是工程所有数据的载体，将项目从规划、设计、施工、运维等各阶段全过程的数据整和共享，各专业人员经由BIM 平台输入本专业数据，查看其它专业数据，方便的进行数据交换、调用，实现各工程数据信息在模型中无缝对接及有序共享，能够有效避免城市地下管线工程各专业、各阶段相关数据出现“信息断层”和“信息孤岛”现象。

3.2 BIM技术提供地下市政管网工程模拟平台

地下市政管线工程一个显著特点就是工程管线在地下空间交错分布，为了避免管线碰撞、控制埋深，管线间的避让是不可避免的。传统的二维施工图很难精准表达出管线在地下的空间排布形式及位置所在，而BIM技术提供的三维协同设计模式将多专业设计过程在同一模型上操作，在建模的过程中及时观察各专业管线间的空间关系并予以调整，在局部区域完成建模后，使用BIM软件的碰撞检测功能，发现并消除碰撞，可大幅度减少各专业间的碰撞和错漏问题。通过三维BIM模型使得精确地调整管线高度成为可能，为满足敷设要求及埋深控制，在多管交汇的地方可以进行精细的实体避让。

更重要的是基于BIM技术创建的工程模型具有关联修改功能，即当项目内某一构件的任一设计参数发生更改时，整个模型内与之相关的所有关联参数数据都将随之更新，不需人为调整，极大地减少了改图的工作量。

3.3 BIM技术提供地下市政管网工程辅助施工平台

传统的设计方法是采用二维图纸来指导施工，这种图纸很难直观表现不同层次管线的立体层次感。具有丰富经验的施工人员也很难做到完全没有遗漏，施工碰撞无法完全避免。尤其是在现代城市市政管线工程中，市政工程的管线规模更大、种类更多、布局更为复杂，管线间经常存在着互相干扰碰撞，或者与其他建筑物、管线冲突的情况，仅靠施工人员理解和观察，很难完全保证工程顺利实施。

利用BIM技术三维可视化功能，在模型中加入时间维度信息，可以进行虚拟施工。例如在市政给排水管线工程中进行模拟施工，可以随时直观查看工程进展情况，并与施工计划进度进行对比，工程各参与方都能对工程实际建设过程有最直观的了解和掌握。这样通过BIM技术结合施工方案及施工模拟，将模型进行动画编辑，形成动态视频，通过视频展示预先演示施工现场的现有条件、施工顺序、复杂工艺以及重点难点解决方案，大大减少了工程质量问题、安全问题，减少工程返工和整改。

此外，施工模拟中参与方的角色是可视的并且具有交互性。参与方可以在同一个平台同一个视角里面讨论问题，有效的协助项目管理者管理现场的施工进度、施工质量控制，达到节约成本，缩减工期的目的。

[1]韦巍.BIM 技术在市政给排水构筑物设计中的应用[J].中国市政工程，2014（5）：42-43

[2]陈露坤.BIM技术在市政工程项目中的应用管理[J].建材发展导向，2017（12）：27-29

[3]程雨婷等.基于BIM的市政工程施工进度管理研究[J].施工技术，2016（6）：768-771

[4]刘铭等.BIM技术在市政工程设计中的应用[J].市政技术，2015（4）：195-198