BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉興龍

(蘭州路友公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，甘肅 蘭州 730000)

BIM技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用過程中能發(fā)揮出非常大的作用，但是目前我國在市政道路設(shè)計(jì)中對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用還較少，存在著缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)人才，投資收益難以確定的現(xiàn)狀，這對(duì)于其技術(shù)的推廣明顯是不利的。而BIM技術(shù)究竟有何特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在哪些方面，在市政道路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用內(nèi)容又有哪些，正是本文的寫作目的所在。

1 特點(diǎn)研究

1.1 可視化

BIM技術(shù)最顯著的一個(gè)特點(diǎn)便是可視化，通過可視化可以讓不同領(lǐng)域不同專業(yè)的人員提高對(duì)項(xiàng)目的理解，直觀立體地看到整個(gè)項(xiàng)目模型的全貌。對(duì)于模型構(gòu)建中所出現(xiàn)的問題，也能通過其技術(shù)自身的智能化分析而得出，促進(jìn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。傳統(tǒng)的施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方式則很難做到立體可視化，對(duì)于一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)布置，在二維圖紙上很難得到清晰的體現(xiàn)，就極易出現(xiàn)一些工程上的失誤，進(jìn)而影響到項(xiàng)目的質(zhì)量。除了在市政道路設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)可以發(fā)揮出很大的作用外，在其他階段也能有效促進(jìn)工作效率的提高。

1.2 協(xié)同化

BIM技術(shù)的應(yīng)用還有一個(gè)特點(diǎn)便是協(xié)同化。在市政道路建設(shè)過程中，所涉及到的領(lǐng)域、部門、專業(yè)都非常多，想要保證其設(shè)計(jì)的合理性，就需要加強(qiáng)之間的溝通，確保各方都能充分了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容。而BIM技術(shù)就能將其信息實(shí)時(shí)地進(jìn)行分享，通過3D模型也能充分地展現(xiàn)項(xiàng)目施工的現(xiàn)狀，因此在交流的及時(shí)性上起著非常重要的作用，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離的溝通交流，聽取各方的相關(guān)意見，提高不同領(lǐng)域、不同部門、不同專業(yè)之間的合作，提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)的合理性[1]。

1.3 參數(shù)化

參數(shù)化不僅指的是構(gòu)建項(xiàng)目工程模型，還指的是通過參數(shù)模擬施工過程中出現(xiàn)的情況，對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)對(duì)可能出現(xiàn)的狀況做好應(yīng)對(duì)措施，對(duì)不合理的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整。而根據(jù)參數(shù)的預(yù)測(cè)，也能實(shí)現(xiàn)工程量的精確化管理，并且還能提高施工參數(shù)的準(zhǔn)確性。

2 優(yōu)勢(shì)分析

2.1 項(xiàng)目可視化

過去在施工圖設(shè)計(jì)的過程中，一般所采用的是線條加數(shù)字的方式來對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行表達(dá)，這就要求施工人員有著非常強(qiáng)的理解能力了解其具體的設(shè)計(jì)意圖。隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用，使項(xiàng)目施工圖的設(shè)計(jì)向可視化方向轉(zhuǎn)變，而3D設(shè)計(jì)圖能充分展現(xiàn)市政道路建設(shè)中許多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要求，避免了建設(shè)過程中施工問題的發(fā)生，施工準(zhǔn)確率提升的同時(shí)效率也得到了提高。

2.2 表達(dá)設(shè)計(jì)意圖

傳統(tǒng)的施工圖紙由于自身的局限性，難以在二維平面上體現(xiàn)一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)，所以在施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行理解時(shí)也會(huì)產(chǎn)生很多曲解。而BIM技術(shù)的應(yīng)用則能構(gòu)建出3D的模型，相比傳統(tǒng)的二維平面來說，更加立體，所展現(xiàn)出的數(shù)據(jù)信息量也更大，更便于施工人員理解其設(shè)計(jì)意圖。

2.3 優(yōu)越的協(xié)同效果

由于市政道路建設(shè)自身的復(fù)雜性，需要一些專業(yè)領(lǐng)域的人才進(jìn)行協(xié)作才能達(dá)成預(yù)期效果，否則很難達(dá)成設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)和施工過程中也會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題。而過去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于一些其他專業(yè)的人員來說很難做到充分的理解，因此在協(xié)同合作方面也會(huì)存在著一些問題，實(shí)際的協(xié)同效率就會(huì)很低，難以做到深層次的合作，可能會(huì)對(duì)市政道路建設(shè)的質(zhì)量造成影響。而如今隨著城市的發(fā)展，無論是交通線還是地下管線都變得越來越多，而這些道路管線都是維持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，因此在市政道路建設(shè)中必須要對(duì)其進(jìn)行考慮。而只有運(yùn)用BIM技術(shù)才能更直觀、更立體地展現(xiàn)這些復(fù)雜的信息，促進(jìn)各專業(yè)、各部門、各領(lǐng)域之間的協(xié)同合作[2]。

2.4 提高施工效率

市政道路建設(shè)的影響因素有很多，除了氣候環(huán)境因素的影響外，社會(huì)因素也會(huì)對(duì)其造成影響，如城市拆遷、地下管線分布，以及施工過程中噪音投訴的問題等。而正是由于這些因素的影響，造成了其建設(shè)進(jìn)程緩慢的問題。而BIM技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上則可以緩解這一問題，因?yàn)?D建模能充分展現(xiàn)出項(xiàng)目整體的狀況，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提前處理，從而避免了施工過程中因?yàn)橐恍┮蛩氐挠绊懚鴮?dǎo)致施工停滯的現(xiàn)象發(fā)生。

2.5 實(shí)現(xiàn)集約化管理

BIM技術(shù)除了能建立3D模型為施工提供支持外，還可以配合模擬分析技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)其項(xiàng)目質(zhì)量的提升。這樣就能將復(fù)雜的工程通過數(shù)據(jù)模擬的形式來完成其設(shè)計(jì)工作，更容易找到其設(shè)計(jì)階段所存在的問題并及時(shí)進(jìn)行解決。對(duì)于其中的重點(diǎn)難點(diǎn)問題，還可以提前制定專門的解決方案，保障項(xiàng)目施工的質(zhì)量。

3 應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

雖然BIM技術(shù)有著非常多的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中目前還存在著應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足的狀況。在相關(guān)人才的培養(yǎng)方面，相較于國外還是有著很大的差距，不僅是數(shù)量缺乏，而且在培養(yǎng)方案的制定上也十分落后。目前我國主要的BIM技術(shù)應(yīng)用人才還主要是部分企業(yè)重點(diǎn)培養(yǎng)，因此存在著很大的人才空缺。加之在市政道路設(shè)計(jì)過程中，其環(huán)境狀況和管線分布也都非常復(fù)雜，如果對(duì)BIM技術(shù)掌握不到位，就會(huì)忽略很多因素的影響，進(jìn)而就很難發(fā)揮出BIM技術(shù)實(shí)際的作用，對(duì)其道路建設(shè)的質(zhì)量和效率都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

3.2 道路工程應(yīng)用較少

我國目前在BIM技術(shù)的應(yīng)用方面，在房屋建筑中應(yīng)用的比較多，而在道路建設(shè)領(lǐng)域運(yùn)用的則非常少，而導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因也與其市政道路建設(shè)的特點(diǎn)有很大關(guān)系。首先，市政道路建設(shè)所涉及的范圍非常大、影響因素也特別多，因此需要非常多的數(shù)據(jù)來進(jìn)行處理，在三維模型的構(gòu)建方面也會(huì)存在著很大的難度，如果其BIM技術(shù)掌握程度不高就很難發(fā)揮出其實(shí)際的作用；其次，在推廣方面，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益所起到的作用還不明確，并且很多單位也缺乏BIM技術(shù)所配套的相關(guān)硬件，而對(duì)于相關(guān)人才的培訓(xùn)和一些硬件的引進(jìn)導(dǎo)致成本增加，因此很難確定投資收益；最后，市政道路建設(shè)所涉及的部門、專業(yè)以及領(lǐng)域都非常多，而BIM軟件的品牌也會(huì)存在著差異，目前也尚未實(shí)現(xiàn)BIM平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)更加困難。

4 具體應(yīng)用

4.1 地形圖處理

在市政道路建設(shè)的過程中，地形圖是支持整個(gè)工程系建設(shè)順利開展的重要基礎(chǔ)條件，地形圖在實(shí)踐應(yīng)用中要求市政道路建設(shè)工作人員首先從自身出發(fā)，對(duì)于市政道路建設(shè)的工作開展引起充分的重視。同時(shí)，在地形圖本身的質(zhì)量把關(guān)上也要引起充分的重視，若在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)地形圖本身存在誤差和質(zhì)量問題，則整體的地形圖也需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和完善。在具體的工作開展中，在小市政道路建設(shè)時(shí)，需要對(duì)其線路上的地形結(jié)構(gòu)和土壤狀況進(jìn)行了解，確保其線路規(guī)劃的合理性。而在這方面，BIM技術(shù)主要起到的作用是繪制出3D地形圖，來對(duì)其線路方案進(jìn)行不斷地完善，避免施工過程中線路變更的情況發(fā)生。

4.2 場(chǎng)地規(guī)劃分析

在市政道路工程建設(shè)的過程中，整體的場(chǎng)地規(guī)模和場(chǎng)地運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于整體的工程項(xiàng)目建設(shè)所造成的影響也是非常突出的。在具體的場(chǎng)地規(guī)模規(guī)劃的過程中，一方面要考慮正式的工程項(xiàng)目建設(shè)是否能夠在規(guī)范的場(chǎng)地內(nèi)有序運(yùn)行；另一方面，也需要考慮場(chǎng)地規(guī)模和位置是否會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成過多的不良影響。結(jié)合具體的項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域要求以及質(zhì)量要求做好整體的場(chǎng)地規(guī)劃，對(duì)于取得更好的工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量效果有非常重要意義，場(chǎng)地規(guī)劃是市政道路建設(shè)中比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，合理的場(chǎng)地規(guī)劃有利于保障道路建設(shè)的質(zhì)量。而BIM在場(chǎng)地規(guī)劃的應(yīng)用中，能直觀地展現(xiàn)出其場(chǎng)地內(nèi)外的具體情況，從而有利于相關(guān)人員完成場(chǎng)地布置的工作。而且還能構(gòu)建出場(chǎng)地狀況的3D模型，在具體的工作量上提供精確的指導(dǎo)，還能顯示出地下水管的分布情況，優(yōu)化道路建設(shè)的布局，提高其設(shè)計(jì)和施工階段的自動(dòng)化水平[3]。

4.3 道路附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)用

市政道路建設(shè)不僅要注重其道路建設(shè)的質(zhì)量，還要確保其相關(guān)的功能正常地為市民提供服務(wù)，如路燈、橋梁、管線等設(shè)施也要布置合理。而這些設(shè)施的建設(shè)也要和道路建設(shè)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，確保其功能的展開相互不受干擾，那么就需要在BIM技術(shù)應(yīng)用的過程中，繪制出一個(gè)綜合性的3D模型，找出其中可能會(huì)出現(xiàn)互相干擾或布置不合理的地方。從而使其道路質(zhì)量得到保障的同時(shí)，確保其他的相關(guān)功能正常運(yùn)行。

4.4 在管線綜合優(yōu)化中的應(yīng)用

管線的綜合優(yōu)化在城市建設(shè)中雖然屬于隱蔽性較強(qiáng)的工程， 但管線建設(shè)對(duì)于整體城市建設(shè)中的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行安全具有非常顯著的影響。管線優(yōu)化的過程中，需要從宏觀方案的制定到細(xì)節(jié)性的完善角度進(jìn)行全面的分析和研究，確保優(yōu)化和完善工作的開展在具體的落實(shí)環(huán)節(jié)能夠穩(wěn)定有序的推進(jìn)，這也是充分發(fā)揮出管線積極作用的重要前提條件。尤其是隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)于管線建設(shè)的質(zhì)量和狀態(tài)更提出了非常嚴(yán)格的要求，在優(yōu)化應(yīng)用的過程中，需要結(jié)合管線的基礎(chǔ)質(zhì)量以及后續(xù)的管線建設(shè)宏觀要求做好前期的規(guī)劃管理。目前許多大城市每天正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，都得益于一些管道和線路的作用，而相對(duì)于地上電纜來說，地下管線的分布則具有隱蔽性，如果施工過程中對(duì)于其分布狀況不夠了解，或是施工圖標(biāo)識(shí)得不清楚，施工中就會(huì)對(duì)其造成破壞，影響其城市生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給人們的生活帶來困難。因此想要充分了解其管線的交錯(cuò)分布情況，原有的平面圖紙肯定很難對(duì)其表達(dá)清楚，而借助BIM技術(shù)的應(yīng)用，則能構(gòu)建出3D模型，充分展現(xiàn)出其立體面的情況，從而避免出現(xiàn)對(duì)其他系統(tǒng)造成影響的情況。而對(duì)于一些非常復(fù)雜的情況，在線路設(shè)計(jì)時(shí)也可以做出一些調(diào)整，優(yōu)化其道路和管線的布局。

4.5 參數(shù)設(shè)置方面的應(yīng)用

參數(shù)設(shè)置對(duì)于整體的工程項(xiàng)目建設(shè)來說所發(fā)揮的作用是非?；A(chǔ)的，有效的參數(shù)設(shè)置不僅能夠決定整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量水平，也是確保相關(guān)設(shè)備在實(shí)踐應(yīng)用中正常運(yùn)行的關(guān)鍵方法。在參數(shù)設(shè)置的工作開展中，應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，能夠通過嚴(yán)格控制參數(shù)的設(shè)置，為整體項(xiàng)目建設(shè)的準(zhǔn)確性和有效性提供幫助。在過去人工繪圖的階段，在許多參數(shù)的計(jì)算方面會(huì)存在著誤差的情況，進(jìn)而對(duì)道路建設(shè)的質(zhì)量造成一些影響。而BIM技術(shù)除了能繪制出3D模型圖紙外，還能進(jìn)行一些工程量的計(jì)算，對(duì)于一些參數(shù)的調(diào)整也是智能化的形式，因此在參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性上得到了很大的保障，既節(jié)省了一些人力和時(shí)間，也促進(jìn)了方案的整體優(yōu)化[4]。

4.6 促進(jìn)方案調(diào)整

在BIM技術(shù)的應(yīng)用下，其項(xiàng)目的調(diào)整也變得更為輕松。在對(duì)道路建設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員直接可以對(duì)已經(jīng)構(gòu)建好的3D模型進(jìn)行形態(tài)檢驗(yàn)和沖突的排查。對(duì)于一些存在沖突設(shè)計(jì)的地方，也可以直接對(duì)其進(jìn)行修改和完善，從而完成設(shè)計(jì)方案的調(diào)整。比如對(duì)已經(jīng)完成的一些模型可以直接導(dǎo)入到其軟件中，然后通過其自動(dòng)化模塊的檢驗(yàn)就能完成檢驗(yàn)結(jié)果，給出一些修改意見等。而對(duì)于已經(jīng)修改過的模型也能進(jìn)行重復(fù)的檢驗(yàn)，直到其沖突設(shè)計(jì)的地方完全消失。其方案調(diào)整的過程基本上都是智能化的處理，因此在效率上也得到了提升[5]。

5 結(jié) 語

綜上所述，BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在地形圖的處理、場(chǎng)地的規(guī)劃分析、道路附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)、管線綜合優(yōu)化和設(shè)計(jì)方案的調(diào)整上。而在具體應(yīng)用中也有著提高施工效率、項(xiàng)目可視化、實(shí)現(xiàn)集約化管理的作用。相信隨著BIM平臺(tái)的逐漸標(biāo)準(zhǔn)化、以及BIM技術(shù)相關(guān)的硬件逐漸完善，未來BIM技術(shù)在我國市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用將會(huì)得到進(jìn)一步地推廣和普及。