隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷完善，城市建設(shè)也進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，市政道路工程管線種類日益增多，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的二維管線綜合在解決管線設(shè)計(jì)問題時(shí)存在諸多缺陷。本文對(duì)BIM技術(shù)在市政管線綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

    傳統(tǒng)二維市政管線綜合設(shè)計(jì)的缺陷

    在大型、較復(fù)雜的市政工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，由于管線系統(tǒng)繁多、布局復(fù)雜，常出現(xiàn)各專業(yè)工程管線在水平或豎向空間位置上產(chǎn)生互相干擾碰撞，或者管線與其他管道附屬構(gòu)筑物沖突的情況。給施工帶來麻煩，造成返工或浪費(fèi)，甚至存在安全隱患。為了避免上述情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程中通過二維管線綜合設(shè)計(jì)來協(xié)調(diào)各專業(yè)的管線布置。但傳統(tǒng)二維市政管線綜合只是將各專業(yè)的平面管線布置圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加，按照一定的原則確定各種系統(tǒng)管線的相對(duì)位置，進(jìn)而確定各管線的原則性標(biāo)高，再針對(duì)關(guān)鍵部位繪制局部的剖面圖?？偟膩碚f存在以下缺陷：

    （1）管線交叉的地方靠人眼觀察，難以進(jìn)行全面的分析，碰撞無法完全暴露及避免。特別是對(duì)于大型的市政道路，管線種類眾多，在道路標(biāo)高變化較大或周邊地形復(fù)雜的地方，管線避讓、滿足敷設(shè)要求以及控制埋深等各問題之間常常顧此失彼。

    （2）管線交叉的處理均為局部調(diào)整，很難將管線的連貫性考慮進(jìn)去，可能會(huì)顧此失彼，解決了一處碰撞，又帶來別處的碰撞。

    （3）管線標(biāo)高多為原則性確定相對(duì)位置，僅局部繪制剖面的位置有精確定位，大量管線沒有全面精確地確定標(biāo)高。

    （4）多專業(yè)疊合的二維平面圖紙圖面復(fù)雜繁亂，不夠直觀。僅通過“平面+局部剖面”的方式，對(duì)于多管交叉的復(fù)雜部位表達(dá)不夠充分。

    由于傳統(tǒng)的二維市政管線綜合設(shè)計(jì)存在以上不足，采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維市政管線綜合設(shè)計(jì)就成為針對(duì)大型復(fù)雜市政管線設(shè)計(jì)問題的優(yōu)選解決方案。

    BIM技術(shù)應(yīng)用于三維市政管線設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

    BIM（Buildinginformationmodeling/Buildinginformationmodel）是指建筑信息建模/建筑信息模型。在JerryLaiserin著名的比較蘋果與橙子論述提出后，這一設(shè)計(jì)理念初步深入人心并得到應(yīng)用推廣。BIM計(jì)算是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性等五大特點(diǎn)。

    BIM技術(shù)的發(fā)展使三維管線綜合的設(shè)計(jì)方式得以實(shí)現(xiàn)，通過BIM協(xié)同設(shè)計(jì)可以直觀表達(dá)各專業(yè)管線的設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)而明確管線構(gòu)筑物的復(fù)雜構(gòu)造及管線之間的相互空間關(guān)系，方便進(jìn)行碰撞與干涉檢查和實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)元素級(jí)別的協(xié)同。

    BIM應(yīng)用于三維市政管線設(shè)計(jì)的主要軟件

    目前國(guó)內(nèi)已有多種軟件可供選擇，但三維管線綜合的設(shè)計(jì)有其特殊的需求，需要跟市政道路進(jìn)行緊密結(jié)合。目前業(yè)內(nèi)使用較成熟的主要設(shè)計(jì)軟件包括Autodesk公司開發(fā)的RevitMEP軟件、AutodeskCivil3D軟件、以及鴻業(yè)公司開發(fā)的鴻業(yè)三維智能管線設(shè)計(jì)系列軟件。經(jīng)過筆者對(duì)不同項(xiàng)目的使用分析，對(duì)這幾款主流軟件的不同應(yīng)用重點(diǎn)有如下體會(huì)：

    Revit系列軟件包含RevitArchitecture、RevitStructure、RevitMEP三個(gè)軟件，分別對(duì)應(yīng)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專業(yè)，三者互相融合度高，可以滿足復(fù)雜的市政工程節(jié)點(diǎn)、以及大型綜合體市政道路出入口處的管線綜合設(shè)計(jì)的需要。

    AutodeskCivil3D軟件可以實(shí)現(xiàn)大型市政道路、城市公路的整體設(shè)計(jì)，其數(shù)據(jù)分析功能強(qiáng)大，在土方計(jì)算、區(qū)域排水等參數(shù)分析上優(yōu)勢(shì)明顯。但AutodeskCivil3D對(duì)市政管線的支持限于道路排水，其余類型的市政管線需要用戶自行設(shè)置類型及規(guī)則，這對(duì)設(shè)計(jì)用戶的培訓(xùn)要求較高。

    BIM軟件在和其他軟件協(xié)同方面，目前主要通過LandXML、FBX、SKP、DWG等數(shù)據(jù)文件進(jìn)行，可以和InfraWorks、3dMax、GoogleSkyetchup等軟件交換信息和模型數(shù)據(jù)，具體交換形式需要視對(duì)接的軟件而進(jìn)行不同設(shè)定。

    三維管線綜合設(shè)計(jì)流程

    三維管線綜合設(shè)計(jì)作為BIM技術(shù)的主要應(yīng)用方向之一，已在國(guó)內(nèi)多個(gè)大型、復(fù)雜項(xiàng)目中進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)積累。筆者通過多個(gè)項(xiàng)目總結(jié)出的市政管線BIM設(shè)計(jì)流程是先建立市政道路模型，然后進(jìn)行市政管線的建模，再根據(jù)各專業(yè)要求及管線敷設(shè)要求，對(duì)管線進(jìn)行合理細(xì)致的調(diào)整、避讓，最后匯成文檔出圖。具體的各個(gè)設(shè)計(jì)階段如下：

    3.1市政管線模型的建立

    市政設(shè)備管線BIM建模按照各專業(yè)的施工圖分系統(tǒng)進(jìn)行，如給水、污水、雨水、消防、熱力、電力電纜、通信電纜等，各系統(tǒng)設(shè)置不同顏色以便區(qū)分，建模的順序大致按從上到下、從大管到小管的順序進(jìn)行，以減小后期調(diào)整避讓的難度。如果有橫向的雨水口連接管則需特別注意，應(yīng)在其他市政管線之前建模，這是由于重力流管到有坡度，而且不能上彎，一般需要其他管線去避讓它，因此先行建模有利于后期調(diào)整避讓。

    3.2管線調(diào)整避讓

    為了避免管線碰撞、控制埋深，管線間的避讓是不可避免的。在建模的過程中即需觀察管線間的空間關(guān)系并予以調(diào)整，在局部區(qū)域完成建模后，要及時(shí)使用BIM軟件的碰撞檢測(cè)功能，發(fā)現(xiàn)并消除碰撞，不必等到道路所有管線都建模完成再進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)楦鬈浖恼w檢測(cè)速度都較慢，并且調(diào)整起來更難控制。通過三維BIM模型使得精確地調(diào)整管線高度成為可能，為滿足敷設(shè)要求及埋深控制，在多管交匯的地方可以進(jìn)行精細(xì)的實(shí)體避讓。

    3.3匯成文檔并出圖

    由于采用了三維的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后提交設(shè)計(jì)成果的方式有別于以往的管線綜合設(shè)計(jì)。擬以三個(gè)層次的成果提交：

    （1）傳統(tǒng)的表達(dá)方式，即管線綜合平面圖、局部剖面大樣等；此外，對(duì)于管線關(guān)系較復(fù)雜的局部，輔以三維軸測(cè)圖以便直觀地表達(dá)。

    （2）管線標(biāo)高層次示意圖，即按顏色深淺及色調(diào)變化來直觀表達(dá)管線標(biāo)高的彩色平面圖?？梢苑浅Ｖ庇^地表達(dá)所有管線的高度變化，并可直接看出整條道路各路段市政管線的埋深，對(duì)于影響埋深的局部管線一目了然，從而可以有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整甚至要求具體專業(yè)變更設(shè)計(jì)。

    （3）對(duì)于最終完成的整個(gè)BIM模型，導(dǎo)出為相應(yīng)的格式提交給建設(shè)單位，以便進(jìn)行后期的維護(hù)運(yùn)營(yíng)配合。

    結(jié)語

    國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)的應(yīng)用正蓬勃發(fā)展，國(guó)家到各地方均已經(jīng)出臺(tái)并即將實(shí)施相應(yīng)的BIM設(shè)計(jì)規(guī)范。雖然目前在市政行業(yè)內(nèi)，各單位的設(shè)計(jì)成果也基本都是處于某個(gè)工程項(xiàng)目甚至某一個(gè)階段中，無法實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。但隨著標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)載體和編碼規(guī)范的不斷完善，協(xié)同困難問題將會(huì)有更優(yōu)解決方法。同時(shí)隨BIM產(chǎn)品的本地化程度不斷提高，會(huì)有更多適合市政行業(yè)使用的軟件投入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。配合我國(guó)城市建設(shè)的飛速發(fā)展期，BIM技術(shù)在市政管線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用必將越來越普遍。

    參考文獻(xiàn)：

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    [3]孫同謙徐崢BIM在市政管線綜合中的應(yīng)用中國(guó)給水排水Vo1.30No.12

    [4]劉保石利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合平衡設(shè)計(jì)建筑時(shí)報(bào)2012-04-30

    [5]印明市政工程設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的發(fā)展前景城市道橋與防洪2012年7月第7期

    作者：李拓

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