談BI M在市政綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張欣宇，吳芝奇

（1.中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，成都610081；2.內(nèi)江市水務(wù)有限責(zé)任公司，四川 內(nèi)江641000）

1 BI M技術(shù)特征介紹

1.1 BI M技術(shù)的含義

BIM 技術(shù)隸屬建筑信息模型范疇，以實(shí)體信息為基礎(chǔ)，將三維數(shù)字成像技術(shù)作為原理，依托IFC，進(jìn)行多種建模工具的集成，通過(guò)數(shù)字信息進(jìn)行建筑物信息的模擬操作，獲取工程項(xiàng)目的相關(guān)參數(shù)、信息等。BIM 以建筑物為研究目標(biāo)，代表了工程管理中的信息化管理技術(shù)，既可以發(fā)揮立體模型的功能，強(qiáng)化對(duì)過(guò)程項(xiàng)目管理的效果，又能與諸多參建主體進(jìn)行合作，收集過(guò)程管理的多方面信息，結(jié)合自身管理水平，進(jìn)行信息的目的性提醒，在很大程度上提高工程信息的共享水平[1]。

1.2 BI M技術(shù)的先進(jìn)性

依托BIM 技術(shù)的管理方式，項(xiàng)目建設(shè)效率大大提升，BIM應(yīng)用模式主要以3 種形式體現(xiàn)，即設(shè)計(jì)方為核心的模式、以管理方為主導(dǎo)的模式以及以施工方為主導(dǎo)的模式。新型模式支持6D運(yùn)作方式，能夠融合模擬、虛擬以及信息化系統(tǒng)于一體，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)多種信息進(jìn)行最大限度的整合，平臺(tái)交互作用突出，也是降低成本的重要手段，有力地維護(hù)了施工效率與施工質(zhì)量。

2 BI M在市政綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用環(huán)節(jié)

對(duì)于綜合管廊，鑒于空間有限，類(lèi)型繁多，多學(xué)科知識(shí)需要體現(xiàn)其中，需要進(jìn)行多方優(yōu)化與完善。依托BIM 技術(shù)，能夠增強(qiáng)各參與方之間的協(xié)同設(shè)計(jì)，整合不同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足?；贐IM 協(xié)同平臺(tái)的綜合管廊設(shè)計(jì)，按工作內(nèi)容主要分為管廊工藝設(shè)計(jì)、管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、管廊機(jī)電設(shè)計(jì)、管廊容納專(zhuān)業(yè)管道設(shè)計(jì)。這些內(nèi)容相互影響，要在設(shè)計(jì)過(guò)程中相互參照、相互協(xié)同[2]。

2.1 管廊工藝設(shè)計(jì)

在工藝設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行平面路由設(shè)計(jì)。主要是結(jié)合道路板塊以及交叉的地下部分，進(jìn)行設(shè)計(jì)工藝的設(shè)計(jì)。為了明確路由，準(zhǔn)確判斷其與建筑物的存在狀態(tài)，需要借助BIM 軟件，融合二維與三維一體化方式，結(jié)合平面圖，充分參考道路線路，確定管廊平面路徑，形成BIM 模型。其次，進(jìn)行橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在BIM 軟件中，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)圖集，可以針對(duì)性地對(duì)設(shè)計(jì)中的橫斷面進(jìn)行修改。借助多種操作，任意進(jìn)行艙室組合形式的選擇。針對(duì)管道位置，以水平與豎向定位為模式，合理進(jìn)行艙室規(guī)格調(diào)整，無(wú)須進(jìn)行管道位置的變化，管廊設(shè)計(jì)效率更高。再次，針對(duì)交叉井室以及附屬物設(shè)計(jì)，依據(jù)不同時(shí)期，采取差異化的方式，以簡(jiǎn)易與精細(xì)化設(shè)計(jì)為主。前者能夠快速獲取BIM 模型，參數(shù)輸入量不多，操作簡(jiǎn)單。后者主要集中在施工圖以及深化設(shè)計(jì)階段，借助腳本模式進(jìn)行附屬物等的構(gòu)建，綜合利用多種參數(shù)，形成BIM 模型，處理相互之間的關(guān)系，同時(shí)，落實(shí)細(xì)部的完善。BIM 軟件以縱斷面可視化為特征，更加明確與直觀地程序管廊在穿越過(guò)程中的標(biāo)高，結(jié)果會(huì)同步更新到模型之中。豎向設(shè)計(jì)借助物體移動(dòng)、局部調(diào)整等得以實(shí)現(xiàn)。

2.2 管廊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先，創(chuàng)建BIM 結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合綜合管廊設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)化多種構(gòu)件屬性添加，而后應(yīng)用到結(jié)構(gòu)之中，實(shí)現(xiàn)受力分析，最后出圖。其次，進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。為了真實(shí)反映結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，需要以管廊為整體，進(jìn)行內(nèi)力的有效計(jì)算。

2.3 機(jī)電設(shè)計(jì)

對(duì)于BIM 基礎(chǔ)上的管廊機(jī)電設(shè)計(jì)，既要確定機(jī)電設(shè)備的參數(shù)與性能，又要明確位置。Revit MEP 以結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，深化對(duì)水暖電、照明以及管道系統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)，結(jié)合分析與核算，針對(duì)性地完成機(jī)電模型。一旦管廊平面與豎向設(shè)計(jì)出現(xiàn)變化，機(jī)電設(shè)計(jì)需要進(jìn)行大規(guī)模修改。依托BIM 軟件，能夠借助其專(zhuān)業(yè)功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備與管理變化的同步進(jìn)行，設(shè)計(jì)效率大幅提升，避免手改造成的誤差，設(shè)計(jì)質(zhì)量更高。Revit MEP 能夠?qū)⒛芎姆治?、?jì)算工具等導(dǎo)入其中，進(jìn)行模擬與分析[3]。

2.4 管道設(shè)計(jì)

在綜合管廊結(jié)構(gòu)與管線創(chuàng)建結(jié)束之后，需要進(jìn)行管線不足與支架的放置，鑒于管線、支架類(lèi)型的多樣性，尤其是交叉井室的存在，更是增添復(fù)雜性。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，更多依賴(lài)的是人員經(jīng)驗(yàn)，以空間想象為基礎(chǔ)。在BIM 技術(shù)的支持下，能夠模型開(kāi)展碰撞試驗(yàn)，能較為及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)期的問(wèn)題，有效處理數(shù)據(jù)，完善和修改設(shè)計(jì)，在施工時(shí)期難以處理具體遺漏問(wèn)題。如果沒(méi)有合理規(guī)劃，橫斷面沒(méi)有確定好，那么會(huì)影響設(shè)計(jì)效果。設(shè)計(jì)中，必須了解管道和管廊之間的關(guān)系，利用軟件來(lái)確定管道和支架、支墩之間的數(shù)據(jù)關(guān)系。BIM 軟件可以利用自動(dòng)化功能檢查細(xì)節(jié)問(wèn)題和舉例，這樣能夠完善布局和設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于交叉部位或者管廊拓寬部位，可以利用BIM 軟件來(lái)完善可視化設(shè)計(jì)，利用三維工具能夠進(jìn)行模擬操作，自由獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過(guò)自主調(diào)整視角，能夠解決數(shù)據(jù)處理問(wèn)題。

3 BI M在市政綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況

想要完善市政管廊設(shè)計(jì)，在這樣的施工設(shè)計(jì)中，必須在設(shè)計(jì)方面匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，得出合理設(shè)計(jì)方案。綜合專(zhuān)業(yè)部門(mén)需要整合數(shù)據(jù)，進(jìn)而利用科學(xué)思路設(shè)計(jì)和規(guī)劃方案。對(duì)于施工中可能產(chǎn)生的矛盾沖突，需要做好預(yù)測(cè)處理，有效改進(jìn)方案。返工處理很難避免。但是，BIM 技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)調(diào)對(duì)施工預(yù)測(cè)行為，借助預(yù)施工方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線鋪設(shè)的全面檢測(cè)，分析可能出現(xiàn)的問(wèn)題，而后進(jìn)行針對(duì)性施工設(shè)計(jì)，有效避免施工中出現(xiàn)不足，減少返工現(xiàn)象的發(fā)生，降低設(shè)計(jì)方案變更率。引入BIM技術(shù)之后，對(duì)施工方式進(jìn)行模擬，對(duì)設(shè)計(jì)方案中的參數(shù)進(jìn)行校正，減少施工過(guò)程中突發(fā)事件的發(fā)生。為此，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)υO(shè)計(jì)施工中時(shí)常被忽略的問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確界定，預(yù)估效果更強(qiáng)。BIM 技術(shù)突破2D 技術(shù)的制約，促使設(shè)計(jì)方案既能夠呈現(xiàn)工程現(xiàn)狀，又能將局部斷面以及道路縱橫交叉的狀態(tài)進(jìn)行反映，在保證二維設(shè)計(jì)目標(biāo)的同時(shí)，強(qiáng)化模擬功能。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，立足新的發(fā)展時(shí)期，BIM 技術(shù)應(yīng)用更加廣泛，在市政綜合管廊設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)更加突出，發(fā)揮了新型管線設(shè)計(jì)模型的功能。依托BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)工作更具精細(xì)化、智能化和規(guī)范化的特性。利用BIM 技術(shù)的專(zhuān)業(yè)協(xié)同性，整合各專(zhuān)業(yè)BIM模型，落實(shí)實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)。因此，一套成熟的BIM 實(shí)施系統(tǒng)有助于推動(dòng)綜合管廊的智能化建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理，提高施工質(zhì)量，對(duì)推動(dòng)市政建設(shè)發(fā)展意義重大。