BIM在市政管线综合中的应用.docx

bim在市政管线综合中的应用 孙同谦1 ， 徐峥2( 1 天津市市政工程设计研究院，天津 300051; 2 天津市排水管理处，天津 300202)摘 要:bim 技术在给排水工程设计中应用较少，与传统二维设计相比，将 bim 技术应用于市政管线综合设计具有更大的优势，现阶段市政管线综合设计中引入 bim 技术能够解决很多传统二维设计难以解决的问题。利用 archicad 软件构建管线综合 bim，通过 3d 模拟和碰撞检查能够 更加直观地在施工前完成对整个项目的“预施工”，从而减少不必要的资源浪费和返工。关键词:管线综合;bim;archicad中图分类号:文献标识码:文章编号:1000 4602( 2014) 12 0077 03tu991capplication of bim in comprehensive design of municipal pipelinessun tong-qian1 ， xu zheng2( 1 tianjin municipal engineering design and esearch institute，tianjin 300051，china; 2 tianjindrainage management office，tianjin 300202，china)abstract: building information modeling ( bim ) technology is less used in water supply and drainage projects compared with the traditional 2d design，there are more advantages in comprehensive design of municipal pipelines with the application of bim technology the application of bim technology in comprehensive design of municipal pipelines can solve a lot of difficulties that traditional 2d design cannot solve building comprehensive model of pipelines with archicad and completing preconstruction of the project more visually before construction according to 3d simulation and collision checking will re- duce the unnecessary resource waste and reworkkey words:comprehensive design of pipelines;bim;archicadbim 技术作为未来设计的主流方向，其先进的工作方式和高效、智能的特点逐渐在设计行业中凸 显。对于参数化的设计任务，建立带有属性信息的 模型，各专业之间不仅可以共享资源以避免重复工 作产生的误差及资源浪费，还能使其共存于统一平 台进行冲突分析及远期模拟1。会造成市政道路的二次开挖甚至多次开挖，不仅影响工程质量和工期，还会导致工程资源的浪费和施 工重复进行。在有限的地下空间中各种管线交互密 布，在后期运维过程中，新增管线和待检修管线都需 要二次开挖，如果管线综合布置不合理，很容易造成 在开挖过程中对非目标管道的损坏和影响。市政管线综合旨在统筹安排市政项目中各种管 线的空间位置和协调管线之间以及管线与其他工程 之间的矛盾。在市政管线综合中，各种管线因工程 不同而有所差异，包括给水、中水、污水、雨水、照明、 通信、电力、燃气、热力等工程管线。市政管线综合 的任务在于采用项目统一坐标系统和标高系统，考 虑地质条件、地形和市政道路条件，规划各种管线的传统市政管线综合概述在实际工程项目进度管理过程中，管线综合各 个专业的设计工作是独立完成的，导致各专业的二 维图纸所表现的内容在空间上很容易出现碰撞和矛盾，如果这些问题直到施工阶段才出现，势必会对工 程项目进度产生影响2。在实际工程运行中，管线综合往往很难与道路同步施工，管线综合的不合理177第 30 卷 第 12 期中 国 给 水 排 水www watergasheat com空间位置，布置管线之间的水平距离、相互交叉时的垂直距离以及管线与其他工程设施的距离。传统市政管线综合存在一些缺陷: 传统市政管线综合设计通常包括管线综合 横断面图、平 面 布置图及交叉口节点图，这 些 传 统2d 设计仅能够表达单一截面或局部信息，很难对管 线综合进行全面整体的分析，致使管线交叉部分的问题难以完全呈现。 传统市政管线综合设计缺乏整体性与连续 性，其横断面图仅能表达典型断面设计，无法将整条 道路下对应的管线情况完全表达，在进行管线交叉 综合时就难以避免调整管线标高时带来的“连锁反 应”，往往调整一处碰撞又会忽略另一处碰撞。 传统市政管线综合设计中管线交叉处的标 注多为“控制高程”，即各专业管线彼此相交时竖向 规定的“极值”标高。后期施工中，“控制高程”很难 保证施工的完全精确定位。此外，“控制高程”只规 定了标高区间的上限极值或下限极值，有时交汇处 满足“控制高程”条件后又会造成另一处“碰撞”。2 bim 技术在市政管线综合中的应用bim( building information modeling，建筑信息模 型) 是以三维数字技术作为基础，模拟建筑工程的 真实信息，从而使工程相关信息表达更加详尽。目前国 内建筑工程常用的 bim 软 件 有 evit、archi-cad 等。传统的市政管线综合设计是在各专业管线未施 工前将设计图纸汇到管线综合专业，由管线综合专 业对各个专业管线进行总体规划后直接进入施工阶段，后期施工遇到管线冲突势必会造成设计变更和工程返工。bim 设计可以在施工前将工程进行形象 的“预施工 ”，通 过“预 施 工 ”可以检测出管线的碰 撞，从而在真正施工时避免这些问题发生，减少因设 计变更和返工造成的损失。与传统市政管线综合相比，融入 bim 设计的市 政管线综合能够通过可逆 的“模 拟 施 工”校 核 设 计中存在的问题，这些问题在二维管线综合设计中由 于并不与设计条件及规范冲突，所以常常被忽略，但在实际施工中这些“非本专业”问题就会凸显出来。bim 技术在市政管线综合中应用的优势如下: 市政管线综合 bim 设计不再局限于 2d 设 计，设计成果不仅可以对工程整体进行全面表达，而 且还能根据需要反映局部断 面和道路交叉口的信 息，在完成二维设计成果的同时还能呈现二维设计无法涉及的内容。 在市政管线综 合 bim 设 计 的“预 施 工”过 程中，对“碰撞点”调整后所带来的“连锁反应”可以 即时反馈到工程中其他部位，不会造成调整盲点和 遗漏，保证管线综合的完整性。 市 政 管 线 综 合 bim 设计所有的标注皆为 准确标高，在后期施工过程中，施工人员必须严格根 据设计标高 施 工 作 业，避免因标注的不完整 和“控 制高程”的单一限制而影响施工效率和质量。3 市政管线综合设计应用实例3. 1 项目概述前海深港合作区项目位于深圳西部蛇口半岛西 侧，占地面积为 15 km2 左右，位于珠江三角区核心 位置。其中双界河路、听海路在前海综合交通体系 中作为主要道路，起到至关重要的作用。两条道路 东起南坪二期，西至沿江高速，总长约 3 km，包括道 路工程、隧道工程及管线综合工程等。3. 2bim 建模软件的选择目前基于 bim 研究开发的软件较多，其中 gra-phisoft 公司推出的 archicad 和 autodesk 公 司 推 出的 evit 应用较多。archicad 作为最早开发的基于 bim 技术的软件，在众多软件中具有较多优势，同时 随着相 关专业技术的发 展，其发展潜力逐渐被开 发3。本项 目 使 用 的 bim 建 模 软 件 为 archicad， 与 evit 软件相比，archicad 在管线综合中应用较 少，尽管 软件本身针对 给排水专业的对象图库和 mep 还不够完善，但对于市政管线综合中管道和其 他市政模型 的 表 达，它还是能够比较完整地实现。 archicad 的优势在于后期强大的渲染功能 和 对 模 型的表现形式。3. 3bim 建模准备工作根据道路工程和隧道工程等上游专业提供的设计图，利用 archicad 软件建立道路工程模型，由于管线综合专业与其他专业的侧重点有所不同，故对 于管线以外的模型没有必要表达过于复杂，根据实际情况可以省略或简化其中不重要的模型。尽管在建模过程中有繁有简，但是所有模型都应当事先设 置好其图层与“楼层”，以免在管线模型进入后造成混乱，同时也能避免因计算机对模型的临时处理量过大而影响工作效率。为表达不同深度和不同侧重 点的道路模型，可据实际情况建立整条道路的模型，78www watergasheat com孙同谦，等: bim 在市政管线综合中的应用第 30 卷 第 12 期在管线复杂的路口和横断面进行局部深化设计。目某关键节点的管线综合 3d 设计图。3. 4市政管线综合设计在道路工程 建 模 完 成 后，通 过 mep modeler 软件插件和对象图库中的素材对管线进行建模。为表达清晰，不同种类的管线采用不同图层、不同颜色， 各种管线还应当根据实际情况设置管壁厚度，以免 在管线避让中产生误差。在市政工程各管线中包括 重力管和压力 管，利 用 mep modeler 很 容 易 建 立 压 力管线模型，但 对于具有坡度的污水管和雨水管， mep modeler 很难 实 现 管 线 的 倾 斜，在 建 立 上 述 重 力管模型时，可以采用基础图库基本形状中的“管” 进行建模，这些通过上述方法建立的管道模型可以 根据需要 调 整“绕 y 轴 线 旋 转”值 以 改 变 其 坡 度。 为表现不同的效果，对于管线综合完全对称的道路 横断面可以在道路两侧分别做有 无“填 充 覆 土”的 效果。根据管线综合条件设计的横断面见图 1。图 2 关键节点管线综合示意图fig 2 schematic diagram of underground pipelines com- prehensive design in key nodes4 结语通过管线综合设计对 bim 技术进行推广与普 及，可以让更多 的 人 看 到 bim 的 优 势，吸 引 更 多 的 设计人员摆脱传统二维设计的约束，跨入三维设计 的行列，以这样一种方式推动 bim 技术的发展不仅 可以提高整个行业的效率，还能带动施工、运维等相 关行业的技术进步，具有深远意义。参考文献:1张新兰，李 颜 强，李 文 江 积 极 推 进 bim 设 计 技 术 在市政工程中的应用j 中国给水排水，2013，29 ( 8 ) :63 67赵彬，王友群，牛博生 基于 bim 的 4d 虚拟建筑技术 在工程项目进度管理 中 的 应 用j 建 筑 经 济，2011， ( 9) : 93 95杨远丰 archicad 施工图技术m 北京: 中国建 筑 工业出版社，20122图 1 根据管线综合设计的道路横断面fig 1 oad cross section of underground pipelines comprehensive design市政管线综合 bim 设计依据城市工程管线综 合规划 规 范 ( gb 5028998 ) 及各种管线相关规 范，根据 mep modeler 中“查看冲突”功能在关键节点及复杂区域进行三维模拟和碰撞检查，按照有压 让无压、低压让高压、单管让排管、小管让大管、临时让长久、电气避水管、强弱电分设、附件少的管让附 件多的管等原则对碰撞管线进行调整，整理检查报 告。在设 计 完 成 的 bim 模型中补充适用于后期施 工、运维的标注及报告，提出工程技术难点及合理化 建议，提供关键节点及复杂