探讨基于BIM的市政道路优化与设计

王旭良，袁有生，杨万伟，秦玉欢，吴红

（中国十七冶集团有限公司）

1 BIM技术概述

所谓BIM技术（建筑信息化模型技术），是通过数字化信息仿真建筑物正式信息，通过对工程项目的各个阶段的信息进行收集与整合，形成可以对工程进行虚拟建造的完整信息模型。为实际施工提供一定的参考和依据，推动施工项目的顺利完成。

2 BIM技术的特点

2.1 可视化

BIM技术具有可视化的显著特征。利用BIM技术，将传统的抽象线条转换为更为具体的设计图，在此基础上形成一个三维设计图，从而将项目的图纸更为清晰的展现出来。在BIM环境中，可视化表达项目设计、施工和运营全过程，方便更好的进行的沟通、讨论和决策。

2.2 模拟性

BIM技术的模拟性不仅可以将道路优化方案进行模拟和呈现，还可以模拟无法在真实世界中呈现出来的一些事情。如在整个项目的施工设计阶段，设计人员就可以依据施工需要，借助BIM技术进行4D模拟。在市政道路优化中，通过模拟道路交通的相关情况，来判断优化方案是否可行。

2.3 优化性

在项目全寿命周期内，都可以借助BIM技术进行优化。项目实施初期，利用BIM技术对时间、环境、信息等数据进行收集，以保证数据准确性。在项目施工后期，利用BIM技术计算施工成本，协助工作人员进行特殊项目设计优化，进一步降低工作人员施工难度，便于工程顺利展开。

2.4 协调性

BIM技术有着很强的协调性。能够及时发现施工问题，并通过平台协调各部门的沟通效率，促进项目稳步进行，保证施工顺利完成。

2.5 可出图性

BIM技术的可出图性质对建筑物进行展示、协调和优化后生成的综合设计施工图，包括综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等实用的施工图纸。

3 BIM技术对于市政道路的优化设计

3.1 BIM技术在市政道路路基的应用

3.1.1 对于挡土墙碰撞的问题处理

在施工过程中，以挡土墙为支撑抵抗路基由于水流、承载等问题而产生变形。然而在实际施工中，挡土墙与现有道路、地下电缆的碰撞是引起施工进度、质量的主要原因。利用BIM可视化和模拟性，提前对挡土墙应用进行模拟，降低挡土墙对周围环境的影响，减少施工阶段的变更设计，缩短工期并且提高施工质量。

3.1.2 优化碎石桩的排布

碎石桩施工时，因不同的排布方式和顺序不当时严重影响整个道路的施工质量。利用BIM技术的虚拟施工和可优化性，事前进行优化排布和虚拟施工，保证后续施工顺利进行。同时利用BIM技术中统计功能，对优化后的结果进行统计，根据统计数据制作关于碎石桩排布平面定位图。

3.1.3 优化临时施工道路

图1 人行路线图

图2 罐车行进路线图

在项目施工过程中，临时施工道路往往因材料堆放、施工车流较多、行人穿行、交通拥堵导致现场安全隐患较大，安全文明施工较差。利用BIM技术来表现施工的效果、检查碰撞、调整布局，按照规范要求、方案要求和具体过程情况，形成合理的道路方案。

例如，马鞍山郑蒲港新区金蒲电子产业园工程占地20.4万㎡（306亩），建筑面积37.7万m2。包含15栋标准化厂房和1栋综合办公楼。施工道路在新陶路设出入口，所有综合管网提前预埋过路管道。但由于当地工程场地狭窄、单体较多，给临时道路布置，材料堆放，施工平面管理、文明施工带来一定难度。而借助BIM技术，在道路修建之前对设计的方案进行了模拟，发现其中存在的问题，并及时对施工方案进行了整改和优化，进而满足了实际施工的要求。同时，对于提前填埋管道出现的问题，借助这一技术还可以增加管道填埋的深度，降低填埋管道之间的发生问题的概率。优化后的人行和罐车行进路线（见图1、图2）。

3.2 BIM技术在市政管网中的应用与优化

3.2.1 设计思路优化的应用

将BIM技术运用于设计阶段的方案设计、初步设计、施工图设计，论证拟建项目的技术可行性和经济合理性，借助可视化管理平台，让设计与施工做到无缝对接，从源头解决图纸问题，减少设计变更，提高施工效率。在方案设计阶段利用BIM的数字化表达，确保市政工程、工艺、技术经济指标有机统一。在初步设计阶段深化模型并分析核查，利用BIM对各专业空间关系和可实施性进行检查。在施工图阶段生成施工图纸和模型，表达图纸设计意图和设计效果作为项目施工的依据。

3.2.2 市政道路施工环境设计与优化

拟建模型结合原地貌和建筑物，在三维中进行总体性施工组织可视化推演分析、多方案比选、多方论证、择优实施、统筹组织协调。结合周边道路车流量数据信息，分阶段进行交通转换模拟分析，辅助制定交通转换专项方案，保障现场主体施工和市政交通通行互不干扰，周边交通顺畅、有序，交通转换方案达到最优。在BIM模型中可视化模拟分析拆迁关键区域，辅助制定分期征地拆迁方案，制定合理的出土线路和机械配置方案。确保工期、安全的同时，降低实施难度（见图3）。

4 结语

图3 交通转化方案图

总而言之，BIM技术作为市政道路建筑工程中的重要施工技术，对其进行技术以及应用方面的探讨，不仅可以确保道路施工的顺利展开，还可以使得整个建设过程充分发挥自身效益。BIM技术的应用还可以实现对整个施工过程的质量以及效率控制，在图纸设计阶段、施工准备阶段，实际施工阶段以及施工验收阶段借助于这一技术可以有效避免传统技术工作中出现的弊端，为推进道路交通事业发展提供了有效的借鉴。