基于BIM技术的市政污水处理工程措施

文｜中国城市建设研究院有限公司 曲振军 邝爱玲

引言

BIM 技术最核心的特征在于直观化信息模型的构建，可直接将设计图纸内容转化为多维模型，同时将各类信息数据进行统筹管理，从不同角度完善信息模型，为工程施工管理提供依据。因此，BIM 技术在市政污水处理工程设计阶段、施工阶段中发挥着重要作用，其可借助BIM 技术进行质量管理、进度管理、安全管理等工作，在BIM 技术的帮助下确保市政污水处理工程能够有序推进。

1 BIM 技术在市政污水处理工程中的优势

现代化城市发展期间不可避免地会产生工业污水与生活污水，且随着生活水平的提高，污水规模日渐扩大，污水成分愈发复杂，城市污水处理工程面临较大挑战，在此形势下，市政污水处理工程需积极引入先进技术，并进行更新换代，而在市政污水处理工程更新换代期间，可借助BIM技术等先进手段确保工程项目稳定推进[1]。

市政污水处理工程综合性较强，不仅涉及基础性建筑建设工作，还需按照市政污水处理规划情况做好管线设计与铺设，为避免管线碰撞等传统问题的出现，可于市政污水处理工程管理期间引入BIM 技术。对BIM 技术在市政污水处理工程中的优势进行总结，具体如下：一是借助BIM 技术将市政污水处理工程设计图纸转化为直观化模型，实现工程设计可视化，并以BIM信息模型为依据检查设计可行性，以此规避部分设计失误，提高工程设计质量，避免因设计失误问题而引发工程变更或返工问题。二是BIM 技术的应用有助于控制工程成本，根据BIM 信息模型进行预算控制，减少非必要性工程支出，继而实现节约成本的效果。此外，BIM 技术能够极大提高市政污水处理工程建设质量，可促进市政污水处理工程降本增效目标的实现。三是在正式施工前，能够通过BIM 技术获得可视化信息模型，使工程项目相关管理人员及施工作业人员从可视化信息模型中了解技术要点，并依托于BIM 信息系统展示模拟施工情况，帮助项目人员更好地把握施工进度。除此之外，还可将BIM 信息模型作为施工监控依据，对工程现场施工情况进行精准化监督管理，及时发现施工问题，避免问题扩大[2]。四是BIM 技术可有效细化市政污水处理工程项目中的各个细节，能够对工程项目进行精细化质量控制及安全控制，可提升工程管理有效性，降低管理难度，为市政污水处理工程的高效稳定开展奠定良好基础。

2 市政污水处理工程中BIM 技术的具体应用

为增强BIM 技术应用分析实效，本次以某市政污水处理工程为例展开讨论，案例市政污水处理工程为某污水处理厂工程项目，为提高工程施工质量，案例工程引入了BIM 技术。

2.1 构建信息模型

市政污水处理工程建筑类型繁多，结构复杂，传统化二维图纸可能无法良好展现工程设计思路，容易产生理解误差，不易发现管线冲突等问题，且可对设计纠错、计算工程量、作业协调等工作产生较大局限。为规避上述问题，案例市政污水处理工程积极引进BIM 技术，运用Revit软件搭建BIM 信息模型，以可视化信息模型为载体传递工程数据，以此良好处理管线、单体结构、机电安装等专业设计细节，避免协调错误等问题的出现[3]。BIM 技术最显著的特点在于信息模型的构建，引入BIM 技术后，可将二维图纸上传至BIM 系统，直接生成可视化信息模型，并可同时做好二维图纸与信息模型之间的数据对应，使相关人员可直观化了解建筑虚拟参数，了解市政污水处理工程建成效果，形成良好的视觉认知效果，案例项目BIM 建模效果如图1所示，工程项目人员无需对照二维图纸进行识图，便于施工人员理解设计思路。

图1 案例污水处理厂局部区域BIM 建模效果图

在市政污水处理工程中，二维图纸无法直观化展现预埋件、预留孔洞的位置及规格参数，此时可运用BIM 技术，将预埋件、预留孔洞信息直接显示在BIM 信息模型上，按照模型比例进行还原，并运用软件的剖面框功能将预埋件、预留孔洞的模拟结构直观化展现出来，图2为案例污水处理厂配水井多剖面模型效果，可直观了解将预埋件、预留孔洞的位置及尺寸，给市政污水处理工程高效施工提供了便利，此外，还可将多剖面模型作为工程复核检查的依据[4]，有效控制工程施工质量。结合上述分析不难看出，BIM 技术的应用及信息模型的构建降低了二维图纸识图难度，管理人员及施工人员可直接通过信息模型了解工程要点，并在信息模型的帮助下形成整体意识，明确工程施工关键参数，以此确保市政污水处理工程施工顺利，规避返工及设计变更问题。

图2 案例污水处理厂配水井多剖面模型效果

2.2 计算工程量

若市政污水处理工程尚未引入BIM 技术，仍使用传统图纸，这就需要消耗较多时间精力进行识图并计算工程量，步骤繁复且容易失误，此时可借助BIM 技术进行优化，构建BIM 信息模型，并于模型建立期间，将材料、型号、尺寸规格等参数直接赋予给构件模型，同时凭借可视化便捷条件进行构件模型参数的细致检验及调整，以此确保BIM 信息模型所导出的设备及材料参数的精准性。在案例市政污水处理厂项目中，将BIM 信息模型直接导出的数据参数直接应用到了物资筹备计划及工程预算控制工作中，在一定程度上避免了传统方法所产生的复杂测算步骤，防止超算、错算、漏算等失误问题影响工程量计算准确性，极大提高了市政污水处理工作物资筹备计划速度及工程预算控制效果。

2.3 构件有序施工

在市政污水处理工程中存在不同类型的构件结构，如钢结构、门窗结构、弯头结构、机电管道等，此时可运用BIM 软件绘制工程结构加工图，采用表格窗口的形式罗列各结构的加工尺寸及预制数量，以此避免盲目施工，防止材料浪费。在案例污水处理厂工程项目中，运用BIM 系统整理了各构件的长度、尺寸、高程等参数，为构件的加工预制奠定了良好基础，此外，在统筹整理管段、构件时设置相应的编号，管段与构件完成加工后可按照编号进行有序运输，并按照施工应用顺序进行分类堆放，以此避免管段、材料误用。在案例污水处理厂工程中，依托于BIM 系统进行构件管理，有效规避了材料浪费问题。此外，案例工程项目中，运用BIM 技术模拟了管道布置情况，以模拟结果为基础展开针对性优化，尽可能将管线布置得科学合理，防止浪费。图3为案例污水处理厂管线模型，在实际施工期间，以管线BIM 模型为依据进行现场施工指导，以此确保了管线安装质量，并实现了对工程人力资源的合理配置。

图3 案例污水处理厂管线模型

2.4 管线复核检查

如图3所示，市政污水处理工程管线复杂，且交叉密集，工程施工后可能出现管线碰撞等现象，给工程施工造成较大阻碍，需消耗额外时间精力进行改线，并增设弯头，费工费力。在案例污水处理工程项目中，为防止出现上述现象，借助BIM技术于施工前组织了周密的碰撞检查工作，并以碰撞检查结果为依据逐步优化管线布置情况，最大限度避免管线碰撞问题，杜绝返工，以最根本的方法降本增效。

2.5 工程模拟施工

对于市政污水处理工程而言，工程进度可决定污水处理厂综合效益，为有效控制施工进度，案例工程项目以BIM 系统为载体进行了严格的进度管理，将传统化进度控制文字及表格数据转换为可视化进度模型，根据工程实际情况添加时间参数，为施工模拟奠定基础。除此之外，BIM 系统平台可提供进度模拟情况及实际施工进度，便于管理人员进行对比分析，立足于实际进行工程进度控制。工程施工模拟以BIM 技术的可视化功能为基础，添加时间维度，并综合考虑各类情况，尽可能模拟出符合实际的施工过程。模拟施工可将实际施工进度对比，客观分析出现进度差异的原因，并针对模拟施工中出现的问题进行有效规避，防止意外事故的发生。在案例市政污水处理厂工作项目中，运用BIM技术进行了模拟施工，并对施工现场进行了全面监测，遏制了施工问题的发生，在整个工程项目期间尚未发生返工问题。

2.6 具象化质量控制

市政污水处理工程施工体量大，构件复杂且类型多样，稍有疏忽则会出现的质量问题，案例工程在质量管理期间应用了BIM 技术，总结以往工程经验，对工程项目常见的质量问题进行细化处理，制定预防应对方案，效果显著。信息模型作为BIM技术最显著的特点，在案例工程中搭建了各类构件的BIM 可视化模型，用于质量检查及缺陷管理，以此清晰直观地了解构件质量情况。在传统的工程管理模式下，质量问题往往采用书面报告的方式进行上报，导致构件质量问题仅可采用文字及图片的形式进行展现，在一定程度上限制了质量缺陷的表达，不利于解决处理质量问题。经过案例工程项目的应用，确定了BIM 技术在质量管理方面的优势，当质量缺陷输入至BIM 系统平台后，可将构件质量缺陷具象为可视化模型，为施工现场质量问题的发现与解决提供便利。为避免造成额外工作量，BIM 系统完成质量缺陷直观化转换后，应由监理单位及质量管理人员进行审核，检查质量问题的判定依据，以此避免出现质量问题错判的情况。BIM 技术在市政污水处理工程的质量控制工作中表现出良好效果，尤其在混凝土工程、模板工程、隐蔽工程的质量检查中表现优异，借助BIM 技术完成质量检查验收后，将自动生成验收记录，该验收记录将作为工程质量控制资料存储在BIM 系统平台内。

2.7 项目安全管理

BIM 系统在信息数据方面具有显著优势，在市政污水处理工程中，可凭借该优势进行安全管理，从危险源预控、风险点管理两个方面营造安全化工程建设环境，同时将施工进度、施工现场进行数据关联，设置标记点，以此为基础确保各类安全措施能够有效落实，对市政污水处理工程的安全问题进行预防。在案例工程中，BIM安全管理内容主要有：一是危险源预控。污水处理工程中的危险源较为复杂，尤其是在地下污水项目，且具有一定管控难度，地下空间等场所极易引发安全问题，继而引发安全事故。案例工程在施工前全面采集了施工现场所有数据，构建了施工现场模型，用于整体化了解工程项目，并依托于该模型进行危险源辨识与预控。二是风险点管理。对管道出入口位置进行BIM 模型转化，采用模拟的方式演示管线运行后的情况，以此便于发现安全隐患，并有效管理安全风险点。

结束语

综上所述，BIM 技术在市政污水处理工程项目中具有显著优势，有助于工程预算控制，减少设计失误，监控施工过程，提高工程质量，故在市政污水处理工程项目开展过程中，应结合实际情况应用BIM技术，并将BIM 技术融入到工程管理及施工的方方面面中，借助BIM 技术的优势保障工程效益，使市政污水处理工程能够在既定工期内高质量完工。