BIM技术在市政给排水工程中的应用探析

王勇

中铁二十三局集团第一工程有限公司 山东日照 276800

随着我国国家经济发展脚步日益加快，建筑行业在发展中面对越来越多的技术难题和管理问题。工程量增大、规模扩大、质量要求严格，需求多样化，这些无一不给建筑行业的发展带来了不小的阻力。而BIM技术在建筑行业的应用恰巧解决了这些问题。特别是市政给排水工程比较复杂，净水、污水、管网等管理困难，这就需要引入BIM技术，从而提高市政给排水施工和管理的质量和效率。

1 BIM技术在市政给排水中的优点

1.1 表达清晰、明了

在过去市政给排水工程的设计人员，在设计图纸时，通常都是将三维数据的内容绘制成二维图纸，而在三维转化二维的过程中会丢失大量的三维数据，使得市政给排水工程的数据不够完整，设计人员也很难将自己的设计内容完整地表达出来，而施工人员在给根据图纸施工的过程中，由于图纸内容不完整，施工人员很难理解设计人员的想法，从而标准化、规范化施工，这最终影响了市政给排水工程的整个质量。而BIM技术正是将三维数据内容，通过建模的形式表达出来，在设计的过程中没有数据的损失，并且能够通过模型将最后的竣工形态展示出来，施工人员能够很容易明白设计人员的意图[1]。

1.2 善于建模和分析

BIM技术可以帮助市政给排水工程的施工人员提前对工程完工后的形态进行建模分析，便于设计人员及时对工程进行优化和调整。当发现问题后也能及时对问题进行修改。避免出现边施工边修改。

1.3 工程误差小

在过去的市政给排水工程中，施工图纸内容有一部分是按照经验进行估算的，偏差在不可控的范围内。而BIM的应用使得工程有模拟的数据模型，不需要人为的干预，进而降低了工程的误差。

2 BIM技术在市政给排水工程污水处理的实例应用

某市的市政给排水工程单位承包了污水处理项目，污水的处理量要求在100000m3/d。污水排水的水质必须达到国家要求的排放标准，即要求排放出的水里CODcr小于等于30mg/L、氨氮小于等于3mg/L。市政污水处理流程比较复杂，涉及的环节较多，而主要的处理场所也不少，如粗细格栅、过滤池、沉降池、化合反应池等。

2.1 BIM在设计中的应用

（1）总设计图和管网优化。污水处理项目单位在设计中可以将各个污水处理场所的信息收集起来，集中到总的设计图上，进行模拟布置，之后根据污水处理的具体情况进行总图纸和管网的优化。BIM技术中常用的软件为Revit、Navisworks、广联达场布GCB等。设计单位可以通过这些软件对污水处理环节中各个建筑的信息进行收集，之后利用MagiCAD进行总设计图的模型建立，设计人员可以根据污水项目的具体要求和施工环境情况，通过科学的规划，在考虑污水处理效益的同时，也通过管网布置的优化，降低污水项目施工的成本。城市污水处理中心一般和居民实际排污的管道距离偏远，设计人员可以通过建立模型的方式，提前发现污水管网的对接口，进行优化。本次污水项目中，总设计图和管网优化建模结果发现，模拟图中需要处理的问题为13出，对接口5处，提前建模的形成能够在施工前全面了解污水项目中存在的难题，提前对这些难题进行优化，从而避免施工中出现问题，重新更改图纸的现象出现[2]。

（2）碰撞检验、洞口汇总。在BIM技术中，设计人员需要对污水处理项目工程的土建模型的建立和集成。常用的软件为Revit、Navisworks，同时这款软件还可以进行碰撞检验，并通过相关的建模数据，自动分析生成科学、合理的洞口。在对本次污水项目使用Revit、Navisworks进行碰撞分析后发现，单个土建模型中图纸存疑的地方有48处，碰撞的地方有20处，自动分析生成的洞口有213处。通过BIM模拟建模，可以提前对这些信息进行汇总，设计人员对已发现的问题进行解决，同时，施工单位也可以根据图纸在项目工程施工中更好地完成污水处理项目工程。

（3）管网规划。设计人员可以利用MagiCAD对设计总图纸中的管网进行分批次的设计，在设计中，按照具体地段的不同，对这些地段的管网进行标注，同时罗列出这些不同地段管网所采用的管材、尺寸、规格等，和总的设计图相应，便于设计人员的后续修改和施工单位施工。通过这种清晰的设计方式，污水项目的施工单位在采购的过程中可以对管网进行整体采购，根据图纸上标记的不同地段的施工要求，对管材物料进行投放，作业人员按照图纸标记的内容进行施工，施工更加有序，提高了作业人员的效率，避免施工中出现物料投放错误或者返工带来的工程损失。

（4）模型处理。在污水项目设计的过程中，常常会出现某些临时性的附加要求，如果设计人员想要满足项目方的要求，按照传统的方法进行设计修改，不仅需要耗费大量的人力、物力，也非常容易在二次设计中出现项目缺陷。而采用BIM技术，设计人员只需要在模型加添加“模型处理”选项，当污水项目在施工的过程中需要修改设计时，设计人员只需将需要修改的参数录入模型中，软件就可以根据参数内容和建模关联，快速生成新的污水项目模型。同时，BIM建立的模型可以作为污水竣工的参考依据，当污水处理项目完工后，可以通过设计模型和建造模型进行比对。

（5）三维图表达。污水项目工程比较复杂，中间涉及的环节较多，设计人员如果只是进行二维图纸的设计，不便于自己后期修改的同时，也给污水项目施工单位增加了施工难度。而BIM技术在设计中的应用，可以将二维图纸转变为三维形态，给出三维轴测图，设计人员可以更好地将自己的设计意图表达出来。这样提高设计人员工作效率的同时，也方便污水项目施工中图纸修改的便捷，从而及时满足污水项目工程的工程需求。

2.2 BIM在施工中的应用

（1）施工现场布局。污水项目施工单位可以根据项目的总设计图，在保证施工质量和效率的同时，利用BIM技术的建模软件Revit、Navisworks、广联达场布GCB等，对施工的现场进行科学、合理地规划，从而对作业区域、管理办公区域、生活区域等现场内容进行建模，在保证合理性的同时，也可以考虑增加美观性。

（2）三维设计现场管理。施工单位可以根据设计人员给出的三维设计模型，对现场施工的过程进行全面的监督和指导，通过三维模型设计，指导人员和作业人员能够清晰地明白设计人员的意图，帮助施工单位对施工的难点和重点加强认识和理解，从而保证污水项目施工的质量。

（3）部件管理.在污水项目施工中，可以对工程中一个部件添加二维码，方便施工人员的管理。管理人员可以对设计内容，现场施工情况进行合理管控，从而使得施工更加细致，提升施工单位的管理能力。

（4）现场安全管控。施工单位的管理工作人员在现场安全管理中，可以对现场的施工问题进行信息收集，长传至安全管理中心，中心根据问题信息内容的识别、分析，将内容传至工程管理工作的相关负责人，负责人对问题处理后反馈，最后由安全管理工作人员对问题进行核验，核验没有问题关闭该问题项目，如果还有问题，继续整改。这样，在现场安全管理的过程中，相关的问题内容和管理流程都得到了保存，便于施工单位对出现的问题进行汇总、分析，不断提升自己的施工技术和管理水平。而在本次污水项目施工的过程中，对重点区域和易发生危险的区域进行防护，对35个内容的安全进行重点巡查，如消防设施、配电设备等进行定期检查，通过严密的制度，对日常的巡检落实到位，最终保障工程安全不会出现问题[3]。

（5）项目进度跟踪。施工单位可以根据污水项目的施工计划，将项目相关信息上传至软件，通过施工计划和模型进行联系，从而使得项目的进度通过模型的方式显示出来，便于施工单位的管理人员对施工进度进行全面跟踪。同时，施工管理人员也可以利用软件进行进度的检查和预测，对影响工程进度的因素进行分析，便于管理人员及时消除不良因素，确保工程能够按照约定时间交付完成使用。

（6）工艺数据库应用。市政施工单位可以自己建立自己的工艺数据库，将BIM技术建立的模型与之关联。现场的技术人员可以通过模型能够更容易对工程施工的情况进行监督和指导，技术管理人员在对工程质量进行检查的过程中也不需要依靠自己的经验对工程质量进行鉴别，而是依靠工艺标准进行检验，这使得工程质量评价更加客观、公正，数据化的管理更加高效。同时，施工单位在施工的过程中也可以将实际中遇到的工艺问题及解决方法汇总，上传至工艺数据库中，便于施工单位工艺经验的积累和优化。

3 结语

近几年，我国经济发展速度加快，城市的规模不断扩容。而市政给排水工程是城市居民重要的生活保障，但随着工程量的增加，城市环境施工复杂性的提高，加之工程质量要求更高，这就增加了给排水工程从设计到施工的难度。而将BIM技术引入到市政给排水工程中，可以提高工程设计质量和施工效率。