浅谈BIM 技术在管线施工中应用的经济效益

杜 娟 刘冰洋 宋朝祥 李 艳 吴佳懋

（海南大学土木建筑工程学院，海南海口570228）

0 引言

随着信息化建设的逐步推进，建筑信息模型技术，即BIM（Building Information Modeling）技术在三维管线综合和造价管理领域发挥了较大的作用。沈亮峰将BIM技术应用于地铁车站的三维管线综合设计[1]，王巴图将BIM技术应用于路桥工程的全过程造价管理[2]，李月香研究了BIM技术对绿色建筑增量经济效益的影响[3]。农村供水工程是我国深入推进农村饮水安全，进一步提高农村供水事业发展水平，促进城乡统筹发展的重要基础建设项目，将基于BIM技术的三维管线综合设计引入水厂项目管线施工，可以有效解决管线碰撞、工程变更和二次返工等问题，提高质量与效率，节省时间与投入。

1 工程概况

本水厂项目依据制水流程，布置孔室絮凝斜管沉淀池、重力无阀滤池、清水池、加药间、工作管理间，生产区与管理区之间用绿化带隔离。管道系统有供水管系统、污水管系统、雨水管系统、自来水管系统、加药管系统和各种阀门及电动泵。项目管道众多、节点数量较多，施工工艺复杂。

2 基于BIM的经济效益分析

2.1 优化图纸

工程项目中前期不确定因素和开发过程中突发因素较多，图纸变更是难以避免的问题。设计环节决定了工程项目70%的成本支出，设计变更所带来的成本问题不容忽视。设计单位对图纸中某些专业性较强的项目仅给出基本材料做法及形状，并无详细的节点做法。

将原始图纸三维化转换成立体模型后，可以更清晰地发现图纸问题，发挥施工单位在实施方面的专业优势，提高工程的功能、质量及结构性能，更好地满足设计及规范要求，同时达到利于施工的目的，减少施工过程中的工程变更。通过基于BIM技术的三维建模，发现了16处图纸问题，包括构件冲突、结构重复、空间不足等，可减少施工变更，根据工程设计成本和图纸内容，估算节省成本7.4%。

2.2 管线综合

在Revit模型中构造各专业管线，确保在施工前完成所有线路的综合处理。由于工程管道数量大，构造复杂，装配难度较大，其中电力、暖通等专业管道预装配超过10次，其他水管预装配也达到5次以上，综合预装配方案多达6个，通过对预装方案的逐步审理，找出最优方案，大大减少了施工中可能出现的问题。其中最终方案较初始方案约节省施工材料4%，占总成本的3.2%，如表1所示。

表1 预装配方案材料表

2.3 碰撞检查

管道图纸在2D平面图中都是以平面线的形式存在，也不同于建筑图纸，无法很好地用平面线表现出高度差，这样容易产生管道碰撞的问题。同时，由于管道图纸和建筑图纸是分开设计的，一般的建筑图纸都不会标注洞口，即使画好了预留洞口，也会有洞口位置不精确的问题，导致施工时要重新开补洞口，影响建筑物的整体性。

利用BIM的碰撞检测功能，可以迅速地将三维模型中的管道碰撞、管道和建筑碰撞检测出来，进行合理的优化修改和精准的洞口预留。同时能精准定位冲突点的构件，完成优化修改。根据碰撞检查冲突报告（表2），检测出管道之间有10个冲突点，并标记了管道编号。根据碰撞检查报告，将冲突部位一一纠正，计算节省的管道长度，约占施工总成本0.3%，如表3所示。

表2 管道碰撞检查报告

2.4 进度控制

工程建设是一个多工序搭接、多单位参与的过程，工程进度计划是由各个子计划搭接而成的。而在传统的进度计划控制技术中，各子计划间的逻辑顺序需要技术人员来确定，难免出现逻辑错误，造成拖延。

表3 碰撞检查节约材料

通过BIM技术的4D管理，可以对工程实现可视化安排。BIM可以按月、周、天直观地显示进度计划，不仅方便工程管理人员进行不同方案之间的比对，选择符合进度要求的施工方案，另一方面也便于管理人员发现各个子计划中的逻辑错误，及时进行调整，优化进度计划。通过多平台协同作业和Naviswork进度模拟，解决了大部分工程间冲突，将工期提前了2天，节约了施工成本3.33%。

工程整体经济效益如表4所示。

表4 整体成本控制

3 结语

综上所述，本工程通过Naviswork、Revit、Enscape等软件的综合应用，表现了BIM技术在水厂工程项目管线综合和造价管理中的显著成效。解决了施工过程中管线碰撞问题，避免了二次返工，提高了工程施工质量控制水平和效率，减少了施工成本约14.2%，大大降低了工程成本，为BIM技术在造价管理中的应用提供了一定的借鉴意义和参考价值。