探索基于BIM 技术的市政给排水管线设计及应用

2020-05-19崔美花

建材与装饰 2020年13期

崔美花

（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明 650000）

0 前言

相较于传统的市政给排水管线设计，基于BIM 技术的设计具备多方面优势，如实现管线工程量的更准确计算、构建更加完整的管线三维模型、更快更好的管线设计出图。为保证BIM 技术较好服务于市政给排水管线设计，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1 市政给排水管线设计中BIM 技术的基本应用路径

1.1 总体应用

在市政给排水管线设计，BIM 技术主要用于管线协同设计，由此基于管线开展BIM 模型的建设及总装等工作，配合针对性的模拟检测，即可保证初期设计要求更好达成，二维、三维设计任务也能够高效率、高质量完成。在BIM 技术的具体应用中，围绕BIM 解决方案开展的全局角度衡量极为关键，以此结合BIM 技术应用基础，即可对三维协同设计的项目目标进行针对性设置。受到较为繁杂的目标内容影响，需做好给排水管线及相关设施的三维模型构建，围绕单一模型开展的总装处理也不容忽视，随之对各专业间模型碰撞问题进行检测，即可整合给水、中水、雨水、污水四类管线的模型数据信息，BIM 技术可由此自动生成二维平面的剖面图及平面施工图纸。为展示三维可视化工程，可采用动画渲染形式，以此结合市政给排水管线设计需求针对性丰富族库。总的来说，基于BIM 技术的市政给排水管线设计中需做好设备、构筑物特殊井、管线、地形的三维模型分别设计工作，由此开展模型的总装、二维出图、碰撞现象检测、相关内容统计、报表编制、动画渲染、设计校审，高质、高效的设计工作即可随之完成[1]。

1.2 三维设计

需基于BIM 技术在市政给排水工程中的应用标准确定管线模型的深度，名称设置需分别围绕已经交付的信息模型开展，这一环节需遵循基本的文件命名规则。在具体实践中，项目序号的设置极为关键，分区系统处理直接基于序号开展，随之还需要做好专业代码填写、管线模型描述工作，以此为单位名称总装提供支持，并基于颜色划分管线设计工作涉及的性能，这一过程需关注精细化的各类节点及阀门管理和设计，四类管线的总装工作需由此实时开展。

1.3 碰撞检查

作为BIM 技术应用的关键环节，由此开展的市政给排水管线内部碰撞检查不容忽视，碰撞检查报告的编制需严格基于实际状况开展，模型及设计需严格遵循碰撞检查结果进行调整，以此进一步完善工程施工图纸，更好发挥BIM 技术的指导效用。在碰撞问题处理时，雨水的高程位置必须明确，并以此针对性调整再生水及给水的高程，同时重点检查重力管线和压力管线，重力管线与压力支线的交互问题也需要得到重点关注；还应基于市政给排水管线工程实际开展管线碰撞交叉检查，如利用REVIT-MEP 软件等进行自动检索，各类问题即可及时发现并针对性优化，设计错误问题可有效规避。相较于人工检查的复杂繁琐过程，BIM 技术的自动碰撞检查功能可较好提升设计科学性，BIM 技术的数据自动分析集成功能在其中发挥的关键性作用也不容忽视[2]。

1.4 工程量统计

市政给排水管线设计中BIM 技术的应用可配合选用SUE 软件，以此开展管道的相关报表编制，报表的内容可轻松进行格式转换，报表需涵盖给排水管道各阶段的长度、规格等数值信息，以此为工程量统计工作提供依据。相较于传统二维人工统计，基于BIM 技术与SUE 软件的精确度较高且较为便利，可对每个检查井标高、管道平均覆土进行准确统计和精确计算，管道平均覆土估算不够精确的传统问题可由此解决。

2 基于BIM 技术的市政给排水管线设计实例

2.1 工程概况

为提升研究的实践价值，本文以地下市政管网建设工程作为研究对象，规划总长1068m，涉及多个专业领域的地下沿线管线，本节主要围绕给排水管网开展相关研究。

2.2 软硬件配置

为开展基于BIM 技术的市政给排水管线设计，工程采用了Windows7 系统计算机及BIM 技术相关软件，包括用于管网建模和CAD 图纸输出的Revit2015，用于碰撞检测、进度模拟、漫游动画的Navisworks Manage2015，用于工程量统计的广联达GMA，用于成本预算的广联达GBQ4.0，图1 为BIM 技术的应用框架。

图1 BIM 技术的应用框架

2.3 模型建设

为开展BIM 建模，技术人员首先做好了选择项目样板、创建标高和轴网、创建中心文件和工作集等准备工作，并针对性构建了BIM 道路模型。在具体的给排水管线模型建设中，首先采用Revit 软件并在其中载入给排水相关的二维图纸，随后参照CAD 底图在平面视图内进行管道绘制，并随之选择管长、管材、管径等信息，管道间的自动连接需采用软件的“自动链接”功能实现。

在具体设计中，需重点关注雨水管道、污水管道等重力管道的坡度设置，以此手动设置管道坡度或采用软件的管道坡度设置功能，配合“视图”中“平面”、“立面”、“剖面”开展同步建模，更加精准的管道定位即可较好服务于设计的推进。具体设计还需要构建新的构件族库、开展针对性的BIM 模型调整和优化，以此创建施工信息和BIM-4D 模型。

2.4 BIM 模型的调整和优化

为调整和优化BIM 模型，需首先进行碰撞分析，工程因此选用了软件Navisworks Manage，该软件具备可整合完整的项目模型、实时可视化、精确度较高等优势，由此针对性建立特征集合、创建设计及施工规范，即可保证碰撞分析的效率和精度。在具体的碰撞分析过程中，需将“.NWC”格式的文件由Revit 软件导出，并将其载入碰撞分析用软件，以此即可通过针对性的碰撞分析生成碰撞报告，具体的模型冲突检测需采用软件的ClashDetective 功能，以此针对性选择碰撞系统类别、碰撞类型，即可逐步完成初步检查和全部排查，碰撞点信息也能够准确的以碰撞报告形式展示，由此可确定排水管道系统和给水管道系统检存在碰撞点71 个。进一步的优化需围绕碰撞点的修改展开，以此基于碰撞信息进行碰撞点的检查和调整，碰撞点定位可基于碰撞元素ID 的手动输入实现，具体优化需结合相关规范要求，并遵循“可弯曲管线让不易弯曲管线、分支管线避让主干管线、压力管线避让重力自流管线、小管让大管”的基本避让原则，以此逐个修改、优化全部碰撞点。

2.5 施工信息及BIM-4D 模型的创建

考虑到BIM 模型中蕴含大量的地下市政管网建设工程信息，但考虑到BIM 模型与国内工程量计算规则存在的一定差异，为更好控制成本，设计环节的施工信息创建应基于国内自主研发的分析软件开展，以此开展针对性的工程量统计等工作，如采用Project、广联达、相应的定额库等；BIM-4D 模型的创建需基于BIM 模型与具有4D 功能的软件进行信息整合实现，以此将进度数据与3D 模型整合，即可创建4D 施工模型并开展针对性的4D 虚拟建造，设计可由此更好服务于地下市政管网建设工程，具体施工也能够更好得到BIM 技术提供的指导支持，图2 为BIM-4D 模型的构建方法，由此可更深入了解BIM 技术的应用价值。