BIM 技术在某住宅小区市政工程中的应用

刘春晖，郑 晓，张 伟，胡 迪

（1.宁波市海曙开发建设投资集团有限公司，浙江 宁波 315000；2.宁波华聪建筑信息科技有限公司，浙江 宁波 315000）

近年来，我国经济发展日新月异，城市建设也进入了快速发展时期，大规模的新建开发小区如雨后春笋一般拔地而起。其中，住宅小区市政配套工程在建设中起着举足轻重的作用，直接影响着房地产开发项目的品质，亦是衡量一个小区是否宜居的重要标准。

住宅小区市政配套工程包含给排水管道、电力排管、通信管道，燃气管道及建房之外的所有水系、景观绿化、道路、车位等，是由多部门、多专业共同参与的系统工程。其作为整体项目开发过程中相对复杂的子工程，尤其是在设计周期短、工期紧张、室外敷土高度有限等情况下，如何搞好住宅小区市政配套工程成为很多房产开发单位亟须解决的命题[1]。BIM 具有三维可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性5大特点。很多复杂工程中都应用了 BIM，如大型综合商业体、大型市政工程、小区地下室综合管线排布、室内精装修等工程，并且起到了非常好的应用效果。但在住宅小区市政配套工程中，BIM 应用相对较为少见。

1 现状分析

目前很多房企为了控制投资成本，将小区覆土高度控制为 1.0～1.2 m，导致实际施工过程中，很难在满足规范要求下充分合理利用有限的地下空间，使得工程管线在小区地下空间中未处于合理的位置，一些叠拼、洋房等小区市政管线众多的项目中此类情况尤甚[2]。

同时，又由于配套工程专业众多，各专业均由不同设计单位承担，且部分管线专业设计图纸滞后，在考虑本系统规范要求的同时却忽略了专业间的交叉问题。此外，在管线施工前，多数未进行全面有效的管线综合布置，各种管网重叠严重，导致现场随意变更现象较为普遍。很多隐蔽工程随意施工，无法满足规范要求，且存在延误工期、增加成本、小区品质下降的问题，也极大地提升了后期维护管理的难度。目前现场较为常见问题主要包括阴阳井盖现象（井盖分别处于两车位之间、道路与路肩或绿化之间等）、赠送花园内井盖布置不均匀导致后期投诉、无空间进行套管保护实施、结构梁上翻导致的问题（管线无空间穿越，尤其是重力管无坡度或坡度不够，乔布种植深度不够、排水不畅等）、管线与海绵系统或化粪池的冲突等[3]。

2 主要应用点

基于上述问题，提出在设计阶段引入 BIM 技术，并在施工阶段进行辅助。将复杂错乱的二维图纸转化为多专业三维可视化立体模型，提前预判发现工程中隐藏的施工难点与问题，优化管线及井盖的布置，降低施工难度，避免返工等现象。

2.1 管线设备碰撞检查

通过 BIM 技术而建立的三维可视化立体模型，针对检修井的位置、管线排布、室外敷土厚度以及施工空间等因素，提前对管线设备进行碰撞检查。包括管线之间碰撞、设备与管线的碰撞、管线与结构框架的碰撞、检修井与景观之间的冲突。

（1）管线之间碰撞。因成本控制，其室外敷土厚度空间多非常有限，且雨、污水管为重力管，其在敷设过程中需要满足最小坡度的要求。在有限的敷土层中，就会造成雨、污管线之间或者雨、污水管与电力排管的相互碰撞，如图1所示。

图1 管线之间碰撞

（2）室外设备与管线的碰撞。这种现象主要出现于电力排管与室外设备，主要原因是各个子项设计单位的不一致，各种信息对接不上。在有限的水平空间上，管线排布存在碰撞，如图2所示。

图2 化粪池与管线的碰撞

（3）设备管线与结构框架的碰撞。因梁上翻梁或者局部结构板凸出，设计阶段并未考虑周全，导致管线标高设计有误，从而发生碰撞，如图3所示。

图3 管线与结构框架的碰撞

（4）管道检修井与景观之间的冲突。由于室外景观设计具有延后性，室外管线的设计单位只在原室外道路的基础上进行检修井的排布设计，则会出现检修井设计在景观道路的边缘，从而造成阴阳井的出现，如图4所示。

图4 检修井与景观之间的冲突

2.2 施工图设计信息复核

根据构建的模型，检查复核设计中隐藏的问题，如设计不合理、阴井盖布置不合理、乔木种植与其他构件冲突、海绵设计与其他构件冲突等。

2.3 检修井优化

阴阳井的出现必然会影响整个小区的品质，因此合理有效地排布优化检修井是小区市政工程优化的重点之一。

（1）优化井盖位置。对于井盖分别处于两车位之间、道路与路肩或绿化之间等情况而言，此类井盖优化至一侧车位或者绿化带，避免出现阴阳井。

（2）合理布置检修井。对于拥有叠拼别墅的高端小区而言，业主常对赠送花园内井盖数量和位置的要求比较苛刻，若相邻住户存在一多一少的情况，势必会遭到业主的相关投诉。通过 BIM 平台，提前合理排布检修井。

（3）优化井盖数量。设计阶段布置室外雨、污水、电力管道井时相对不规则，比较凌乱，影响室外道路、铺装的美观。通过管线、管井的优化，减少不必要的管井，控制项目成本，提升项目品质。

2.4 管线安装空间分析

室外管线常是多家单位同时设计，管线及管井水平位置存在相互重叠。有些区域通道狭窄，管线类别较多，水平空间排布紧张，且覆土厚度紧张，电力排管无法多层布置，容易出现问题。

对于覆土厚度且有电力管线排布区域而言，电力管线双层布置常会与其他管线碰撞，此时建议可将电力管线进行单层布置，以满足施工要求，如图5所示。

图5 管线排布综合优化

2.5 主要工程量计算

工程建设施工本身是一个较长的过程，在这个过程中很多不确定的因素都会影响项目的工程量，如设计变更、业主要求等。但 BIM 技术可通过建造的模型导入一些与造价相关的建模软件，从而能够科学、准确地计算出工程耗量，也减小了因设计改动而导致的量单返工或修改之类不必要的麻烦，增加了预算价格对工程的贴合性。

2.6 优化出图

与传统 CAD 相比，由于 BIM 技术采用三维的方式进行设计复核，最后提交设计成果的方式也有别于以往的管线综合设计。在传统表达的基础上，即管线综合平面图、局部剖面大样等，对管线较复杂的局部辅以三维轴侧视图，使综合管线排布更具层次。且当模型修改后，模型中图纸会自动更新，这在一定程度上也会提高设计质量及效率。

2.7 隐蔽空间设备管理

市政管线全部隐藏于地下，表面能够看到的只有井盖。对于室外设备而言，也只能通过购买的原材料查看产品信息，而 BIM 技术则可以将产品信息录入到模型中。由此为管理者提供了多维度的检查平台，从而使建设单位脱离旧图纸，以更快捷的方式获取更多的维护信息。

3 结语

近年来，小区市政工程中所存在的问题日益突出，尤其是海绵城市概念的引入，使得室外综合管线系统更加复杂，考虑的问题也更加多样化。因此 BIM 技术的引入，不仅可以为设计人员提供三维可视化的研究分析，也为施工人员提供便捷施工服务，更为业主单位能够控制施工成本，从而使得项目工程能够提早顺利完工，也为后期管理维护提供便捷。