市政综合管网中的BIM技术应用研究

罗建

［摘 要］市政综合管网是保证城市系统运输状态正常稳定的基础性工程，同时也是现代化城市建设的重点配套设施，对我国社会经济的稳定发展具有重要作用。为了保证BIM技术在市政综合管网中的合理应用，并解决好BIM技术应用过程中存在的问题，本文首先阐述了市政综合管网的建设特点与意义，介绍了市政综合管网中应用BIM技术的优势，简要分析了市政综合管网中BIM技术应用存在的问题，并提出了市政综合管网中BIM技术的具体应用，以供参考。

［关键词］市政综合管网；BIM技术；应用研究

［中图分类号］F23文献标志码：A

随着我国城市化进程的不断推进，城市人口密度持续增加，城市的建设规模不断加大，对市政综合管网的规划和建设提出了更高的要求。市政综合管网是集多种管道、线路于一体，综合布线建设的构筑物，对于城市的发展和建设具有深远影响。在市政综合管网中应用BIM技术，利用其所具有的三维模型能够解决市政综合管网建设中存在的问题，不但能够实现市政管道工程三维设计，还能够有效强化设计结果的精确性，促进市政综合管网设计与施工水平的有效提升，从而更有利于市政综合管网的建设效率提升与成本控制。

1 市政综合管网的建设特点与意义

在城市化建设不断推进的背景下，市政综合管网作为集中进行管理的重要市政基础设施，能够有效提升城市建设质量，确保城市的稳定运行，在现代城市的建设中起到了非常重要的作用。市政综合管网建设不仅将地下基础设施的建设放在了第一位，同时也考虑到了地上建筑物的使用，平衡城市规划和工程建设的长远发展，达到一次投资、长期获益的效果。市政综合管网建设，使城市地下空间得到更好的开发与利用。目前，我国的城镇化取得了很大的成就，大量的人口向城市集中，对城市的基础设施要求也越来越高。因此，应加强对市政综合管网的管理，采取优化措施，缓解城市发展带给基础设施的压力。除此之外，市政综合管网将给排水、燃气、电信电缆等管线整合在一起，利用BIM技术，能够加强对市政管网综合的运营、监测、维修，全面提升基础管线设施的运转效率和质量，有效避免突发灾害和人为的破坏，并且能够降低基础设施的维修难度，对于城市经济发展具有重要的推动作用［1］。

2 市政综合管网中BIM技术的应用优势

2.1 仿真模拟

在市政管网综合设计过程中，通过BIM技术的仿真设计可以更加直观地呈现出设计成果，再借助对管网的仿真模拟演练，能够更加明确地掌握具体的施工流程及情况，及时准确地找出设计过程中存在的问题并进行修改和优化，避免后续施工存在隐患问题，确保市政综合管网建设的顺利开展。BIM技术的信息模型涵盖大量数据信息，能够为数据的模拟分析提供全面数据支撑，以此保证最终构建的仿真模型的科学性及完整性［2］，大大提升了市政综合管网的设计质量和效率，促进市政综合管网建设水平的全面提升。此外，仿真模拟还可以有效降低管道处理的难度，保证整体市政综合管网工程施工的效果。

2.2 加强协同设计

随着城市的不断发展，对市政综合管网设计与建设水平提出了更高的要求，所涉及的内容也越来越多，BIM技术的协同设计功能能够更为完善地对相关数据信息进行汇总和分析，从而加强了各个部门之间的沟通与协调，保证市政综合管网的设计与建设能够顺利实施，为高质量的市政综合管网工程建设提供重要保证。在市政综合管网中应用BIM技术，相关设计人员可以更为全面和直观地了解具体的设计内容，在模型内完成设计工作，并不断优化和完善市政综合管网的设计方案和模型，保证设计方案的合理性与可行性。此外，利用BIM技术还能够更为准确地对相关数据进行深入分析和调整，并对数据进行反复核对，以此确保市政综合管网设计工作的质量与效率。

2.3 实现数据互用

在市政综合管网项目的规划、施工以及运营等各个环节中应用BIM技术，能够实现对市政综合管网设计、施工、运营等环节的有效集成和互用［3］，从而加强市政综合管网项目从设计、施工到运营管理的全生命周期中的协调和信息共享。因此，需要在应用BIM技术的基础上，不断研发和创新各种应用分析软件，从而更好地辅助BIM技术的有效应用。在BIM模型中，可以使用标准的数据接口，进行各种数据的交换和调用，并借助BIM平台，使各个项目的数据信息无缝对接，有序、高效地共享，从而有效解决市政综合管网建设过程中存在的“信息断层”以及“信息孤岛”等问题，保证市政综合管网建设信息的高效传递。

2.4 精确指导施工

在市政综合管网中应用BIM技术的三维模型设计，能够实现对施工过程的模拟和精确施工。利用BIM模型输出的施工图，能够提供市政综合管网的设计深化图，准确标注每段管线的标高，准确指导施工单位开展施工［4］。建设单位仅需要按照深化图就可以灵活安排施工顺序，无需考虑因标注不全而导致的随意施工等问题。同时，还能够直观地展现出市政综合管网的模拟施工，便于各参建单位合理安排施工顺序，这对于大型市政管网工程施工尤其是多专业同时施工极为有利，能够合理安排施工流程，从而有效缩短工期并减少变更量。

3 市政综合管网中BIM技术应用存在的问题

3.1 缺乏完善的应用标准

由于我国BIM技术发展时间相对较短，对BIM技术的应用优势缺乏一定的了解，因此BIM技术广泛推广应用难度较大。当前，BIM技术在市政综合管网项目规划和设计中的应用，需要统一的BIM数据转换标准，用于数据共享，但当前我国的标准无法满足实际的应用要求。在市政综合管网建设过程中，存在着施工工期紧的难题，在这样的情况下，急促地应用BIM软件，有可能发生误工问题，还会导致市政综合管网缺乏对BIM技术的应用动力，影响BIM技术的应用效果。

3.2 BIM技术应用程度低

当前，市政综合管网中BIM技术的应用程度较低，难以实现各个部门的协同配网，三维模型与实际建设存在一定问题。为了能够在市政综合管网中充分发挥BIM技术的应用优势，必须加强项目各方的协同配合，然而在实际的BIM技术应用过程中，对BIM技術的掌握不够充分，导致BIM技术难以完全符合市政综合管网的建设要求。另外，由于市政综合管网项目建设施工都在地下进行，在设计过程中需要对项目的地质情况及地下的工程结构物有较为准确的了解，但是实际的市政综合管网设计中，管网建设区域的地质以及地下建筑物等信息的完整度不足，也加大了BIM技术在市政综合管网中的应用难度。

4 市政综合管网中的BIM技术应用

4.1 建立健全市政综合管网施工管理系统

当前，城市中的市政综合管网项目的建设通常都会应用到BIM技术的三维模式，这种三维立体模型技术，能够对建筑的标高进行明确标注，更加符合最初方案设定的施工标准。在应用三维模型技术时，能够更加全面地掌握所有参与建设的施工部门提供的详细信息，确保市政综合管网各个建设环节的施工尺寸信息能够得到进一步完善和优化。因此，在实际的施工过程中，需要对所有现场施工人员提出更高的要求，以此保证一线工作人员都能够充分参考设计方案中设定的标高尺寸，避免由于部分施工人员自身的判断问题造成施工故障，影响到后续阶段的施工质量和施工效率。在将BIM技术与现代化物联网技术进行结合的过程中，还能够更加全面地对市政综合管网的施工任务进程进行全面监测。与此同时，还能够为不同的监管地段提前设置相应的传感器设备，模型中能够通过传感器的作用对不同环节的施工点位变化进行准确呈现。对于市政综合管网的日常运营管理而言，通过BIM技术模型的有效运用，能够做到对所有部位管网进行实时监测［5］，对可能出现的各种安全风险，提前做好准备，确保在安全事故发生时能够及时利用BIM模型对发生安全事故的管段位置进行准确判断，全面了解事故产生的原因及事故相关参数，从而更好地提升检修工作的质量与效率。此外，技术监督人员还能够将gis作为系统判断的核心信息平台，对BIM模型提供的所有数据和gis提供的位置信息进行汇总，更加精准地找到故障地点和段位，保证维护工作更加及时。技术人员还需要针对不同的碰撞类型及位置制订出相应的处理方案，当建设模型经过优化后，利用BIM技术能够协助组织人员完成组织作业，通过现代化的信息传递方式，将相关信息传递到主机系统中，提升信息传递的效率，从而实现市政综合管网的高质量管理。

4.2 市政综合管网项目的全寿命期BIM仿真模拟

在市政综合管网项目建设前期，各相关部门和相关专业要通过BIM技术进行协作，实现设计、施工等信息的共享，从而形成更具数字化要求的协同交流体系。在实施过程中，还要利用计算机辅助设计、施工、运行等方面的数字化信息仿真技术，提高市政综合管网系统的整体运作水平。在将BIM技术应用于市政综合管网项目的过程中，BIM仿真技术能够从模型构建、方案优化方面进行仿真模拟，根据现场实际情况对问题进行相应的调整，对于存在的问题及时进行调整和优化。在进行有限检验时，必须在设计阶段对市政综合管网的结构进行调整，采用BIM技术对市政管网项目的整个生命周期进行仿真模拟，以此确保BIM技术在具体施工过程中各环节的合理性，避免返工情况的出现，最大限度提升市政综合管网的整体质量。

4.3 计算机三维仿真软件的选择

BIM技术在市政综合管网中的有效应用，通常需要借助专业的三维仿真软件来辅助三维模型的设计工作，目的是保障市政综合管网数据信息的完整性以及有效性。当前，专业性能较强的三维仿真软件有绘图软件Autocad、三维建模软件3DsMax以及主要被应用于市政设备工程的设计软件Autodesk Revit MEP等。由于每个软件的应用范围以及使用环境各不相同，在使用的效果等方面也有一定差别。因此，为了保证BIM技术能够在市政管网综合中发挥应用优势，需要选择更为合适的三维仿真软件进行市政综合管网项目的建设，从而有效改善市政综合管网中较为常见的管道交叉以及碰撞等问题。在以上三个软件当中，Autodesk 3Ds Max最显著的功能优势是其在动画设计中显示的强大渲染能力，但由于该软件在附件等特殊的设计内容上，难以利用参数化与智能化建立三维立体仿真模型，所以无法应用于管道工程设计。而Autocad则可以用来制作三维图形，然而其在对三维图进行修改时操作较为复杂，并且无法实现模型的参数化。相较于以上两种绘图软件，MEP技术则是通过利用参数驱动搭建其BIM三维模型，并针对市政综合管网工程与各个市政配套设备工程的各个细节进行修改、完善，优化时十分适用的三维仿真软件。在市政管网综合设计中应用MEP技术，能够有效地改善管道碰撞与交叉等问题，大大提升了设计人员在应用BIM技术时的工作效率，促进市政综合管网设计水平的全面提升。

4.4 碰撞检测要点

在市政管网综合项目施工前，还需要利用BIM技术进行碰撞检测，对市政综合管网项目设计中存在的问题进行优化和调整。在传统的二维平面设计过程中，较为常见的问题是平、立、剖面图设计缺乏一致性，而此类问题最容易导致管网构件产生碰撞，造成返工问题，对市政综合管网工程的施工进度具有严重影响，还会产生施工材料的浪费。在市政综合管网中应用BIM技术能够及时且全面地检查设计中的不足之处，有效避免返工等问题，更好地保证市政管网综合设计能够符合工程建设需求。此外，碰撞检测按照专业进行划分，可以分为多专业碰撞检测与单专业碰撞检测两种。多专业碰撞检测主要是指建筑、结构和机电两个以上的专业碰撞检测，而单专业碰撞检测则是某一专业的碰撞检测，以此确定实际的碰撞点。其中，单专业碰撞檢测在市政综合管网中发挥了十分关键的作用，能够进行更为全面的碰撞检测，保证故障处理的质量。

5 结语

综上所述，随着BIM技术的不断发展和应用，其在各行各业都展现出了显著的应用优势，而市政综合管网作为城市建设的重要基础设施，将二者相结合，能够有效提升市政综合管网的建设水平。在市政综合管网中应用BIM技术，能够大大缩短市政综合管网的建设周期，加快城市建设步伐，还能够增强排给水管道、热力管道、电力电缆以及通信电缆等管线敷设的科学性与合理性，保证市政综合管网建设的整体质量，进一步促进城市的现代化发展。

参考文献

［1］叶雄明，韩龙伟，周书东，等. BIM在污水管网工程全过程应用研究［J］. 广东土木与建筑，2020，27（6）：76-79.

［2］陈邦. BIM技术在地下市政管网工程全生命周期中的应用研究［J］. 建筑与预算，2022（3）：76-78.

［3］王永文. BIM技术在市政管网施工中的应用研究［J］. 装饰装修天地，2020（4）：300.

［4］燕晓辉. 探析BIM技术在地下市政管网建设中的应用［J］. 中国设备工程，2019（14）：203-204.

［5］邓喜楹. 探析BIM技术在地下市政管网建设中的应用［J］. 中国战略新兴产业，2022（23）：92-94.