BIM技术在管线综合中的应用

摘要：将BIM技术应用在管线综合碰撞检测中，可在项目施工前发现并解决问题，避免出现返工，实现各施工工序的有效衔接。以惠州市大沥片区市政工程二期（4条路）项目为背景，通过鸿业管立得市政管网设计软件将二维图纸建立三维模型并进行管线碰撞检查，从而优化设计。结果表明，经过调整后的模型在碰撞检查后，在施工阶段能够解决二维图纸中的错误并优化图纸，并且对设计人员的业务能力有所提升。

关键词：BIM技术；管线碰撞检查；优化设计

1 引言

碰撞检测技术只是整个BIM技术应用初期最简单实用的技术，也是在设计、施工行业中运用最广泛的功能之一。通过软件将设计的二维图纸转换成三维模型，在这个过程中不但可以检查设计过程中的缺漏项，实际上更是个模拟施工的过程。在整个模拟施工的过程中，可以把二维图纸中存在的问题在三维模型中体现出来，并且可以将不同专业的设计构件在三维空间中进行整合，从而更直观的展现二维图纸设计过程中的缺陷，以及不同专业间设计的冲突。通过软件将二维图纸进行三维建模不仅提高了设计的精度，还减少后期应设计缺陷而导致的一系列施工问题，同时还能提高工程预算的精确度。

2 工程概况

惠州市大沥片区市政工程二期（4条路）项目位于惠州市中心区东部大沥片区，北临惠州大道，东接三环路，南临西枝江。共包含四条路：市政道路横二路、纵二路、纵四路、纵五路，共3纵1横4条道路，道路总长5.5公里，设计范围内的排水工程采用雨、污分流制，工程范围内的规划排水管道为双侧布置，污水管道在道路左幅，雨水管道在道路右幅，并且在道路两侧有多条雨污水支管（如图1）。在施工过程中存在空间上的交叉，且受管道纵坡影响雨污水管道施工过程中的先后顺序存在交替。为避免雨污水管道在设计过程中未充分考虑到管道碰撞问题，因此运用管立得软件对该项目雨污水管网进行碰撞检查，避免出现返工导致工期延误。

3 建立模型

在鸿业管立得软件中有各种符合行业要求的产品构件模型，以市政产品为例有各式的雨污水检查井、混凝土管、塑钢缠绕管等（如图2），且型号多样基本与市场产品种类相吻合，满足使用者的需求。根据图纸中雨污水检查井类型及管道的标高、管径等参数逐一输入或者将数据导入软件中进行模型建立（如图3），并生成管道数据表与图纸数据进行核对（如图4）。

4 碰撞检查

选中需要进行碰撞检查的管道模型，可单独选中管道交叉节点或者将管道模型整体选中，然后对选中的管道模型进行管线综合碰撞分析，稍后系统将显示相关管道节点间竖向净距数据表（如图5），满足规范要求的节点数据字体为黑色，净距太小的节点数据字体为蓝色，管道发生碰撞时该节点数据字体为红色。在何对检查数据时需注意，因为软件分析结果是按照规范规定的参数进行分析筛选，因此需要使用者对相关数据进行筛分，针对主要问题进行调整修改，避免重复调节修改。

将碰撞检查结果反馈至设计单位进行复核，最后对存在问题的管道交叉节点进行标高调整，从而满足雨污水管道间竖向净距要求（如图6）。

5 碰撞产生的原因

（1）碰撞检查只能表示一段距离内的净距情况

管道碰撞检查主要是针对管综剖面进行分析测算，而该剖面是一个静态的截面，前后两个截面间的管线布置依赖于逻辑推理，当截面空间、管线的数量发生变化，逻辑推理中加入了猜测，那么管综剖面就不是一个唯一解，存在多种解决方案，要施工单位来选择，必定选最利于施工的，而设计人则选对最合理的。因此这便成为双方争论的焦点，是按经验施工还是按图施工。[1]这也是这个行业中一直存在的矛盾，为此双方一直在施工过程中进行争执。而使用BIM技术将二维图转换为三维模型将直观的显示出产品的形状、特点，将管道进行多点联动调整，既解决了管道碰撞问题又使得双方可以更有效的沟通交流。

（2）因信息不全导致模型建立过程中造成偏差

在二维图纸设计过程中不同的专业是分开设计的，一般来说管道主线不会存在较大的位置冲突，但是在一些支管的预留以及主管交点的位置往往会出现竖向空间位置的碰撞，而在二维图纸中是不容易发现的，只有在施工过程中才会显现。因此在施工过程中遇到类似问题则需要设计、业主等单位到现场进行解决。

因此，运用BIM技术不仅是对传统设计工具的提升，还是对以往的设计理念的升华。使用该技术既解决行业内设计与施工长期存在的矛盾，又为不同专业的设计图纸解决设计冲突，从而避免返工事件的发生，既保证了工程整体进度，又挽回了不必要的损失。

6 碰撞分类及解决方法

根据目前管道发生碰撞的原因主要可分为以下几类：

（1）原则性问题

设计过程中由于标高或位置错误从而导致管道发生碰撞，则需要设计者对原设计标高或位置进行调整。

（2）技术性问题

在有限空间进行管道布置时，因部分管道存在交叉导致碰撞，则需要优化管道的局部排布，为管道交叉提供足够的空间。

针对以上两方面管道设计过程存在的问题，可以对设计者有针对性的提出相关整改意见，不仅可以优化设计方案，还可以提高设计者的业务能力。

7 结语

碰撞检测技术是BIM技术的缩影，使用该技术，不仅可以提升设计质量、还可以提升工程施工效率。随着国家以及行业对BIM技术的要求和规范化，必然会对整个建筑行业发起变革。目前碰撞检测技术虽然有种种优点，但其毕竟只是一个工具，目前只能利用它发现错误，分析、修改及优化程度还是依赖于设计人自身，特别是要求设计人对施工做法的了解，提出了更高的标准。[1]随着BIM技术的发展将持续优化管线综合设计，逐渐从二维设计转向三维设计，后续管线碰撞问题会逐渐消失在日常设计过程中。

参考文献

[1] 张骋. BIM中的碰撞检测技术在管线综合中的应用及分析[C]//.2014年6月建筑科技与管理学术交流会论文集.[出版者不详]，2014：224-225.