BIM在城市给水排水工程中的应用研究

引言

随着我国城市化进程的不断加快，城市给水排水工程作为保障城市正常运转和居民生活质量的重要基础设施，其规模持续扩大，结构也日趋复杂。传统的工程建设与管理模式在面对复杂的管线布局、多专业协同难题、施工过程管控以及后期运维等方面，逐渐暴露出效率低下、信息传递不畅、成本难以控制等问题，已难以满足现代城市发展对给水排水工程的高标准要求。

、BIM 在城市给水排水工程设计阶段的应用

1.1 三维模型构建

在城市给水排水工程设计中，三维模型构建是 BIM 技术的基础应用。设计人员借助 BIM 软件，将二维图纸中的管道走向、管径、材质及设备参数等信息，转化为参数化三维模型。模型中每个元素都承载着完整属性，使地下污水管网、地上泵站等设施的空间关系直观呈现。这种可视化建模方式，便于设计人员在方案初期发现管线排布矛盾或设备安装冲突，减少后期施工变更。同时，三维模型为跨专业沟通提供了统一载体，让设计意图的传递更精准，避免信息误读。

1.2 碰撞检查与管线综合优化

在城市管线交叉密集的工程建设中，给水排水模型往往和建筑、电气模型等发生碰撞冲突。基于BIM 的碰撞检测可以将整个管线和设备在三维模型中的碰撞位置和存在哪些元素等内容罗列报告出来。从而利用检测结果进行管线综合布置：按照各专业功能的重要性修改管线的路由、标高。

1.3 设计方案模拟与分析

模拟功能是 BIM 技术可用于给排水管网系统模拟运行工况，供水设计中可模拟各用水时段的不同用水量对管网的水压影响，辅助管径及水泵站的选择；排水设计中模拟降雨量为暴雨级别的雨水排放路径，分析是否存在积水情况以及调节管道坡度。

1.4 协同设计

给水排水工程设计是一项多专业协作工程，BIM 协同平台消解了工程设计各专业间存在的信息孤岛问题，工程设计者以一个模型为基础进行分工设计，当建筑结构发生变动时，给水排水设计者可实时接收相关变更，并同步更新给水排水设计管线布置情况。网络平台实现可视化设计实时沟通，使项目中存在争议的部位能快速达成共识，缩短了设计周期，解决了各专业成果一致性，整体提升了设计效率。

二、BIM 在城市给水排水工程施工阶段的应用

2.1 施工进度管理

城市给水排水工程施工中，施工进度管理是确保工程按期完工的重要措施，BIM 技术结合三维模型与施工进度计划建立4D 进度管理模型，能实现施工进度的可视化管理，施工管理人利用此模型，可以直观了解各项施工工序的时间点、施工顺序和在空间上的布置情况，可对施工进度进行动态模拟，发现问题施工进度计划中的不合理性，如工序交叉、资源配置冲突等，并及时优化。

2.2 施工质量管理

城市给水排水工程施工质量是工程的生命线，BIM 技术为工程施工质量管理提供了一种精细化手段。基于BIM 模型能够明确每个施工过程的质量目标和技术要求，在施工之前，利用模型进行可视化交底，使施工人员掌握施工重点和难点，避免因理解不当而引发的质量问题，在施工过程中利用移动端终端对比现场的施工情况，对照 BIM模型，对管道的连接质量、设备的安装精度等重点部位进行对比检查，对于检查出的质量问题能够通过模型精准标记，将检查结果反馈给施工班组，督促施工班组进行整改。

2.3 工程量计算与成本控制

工程量计算的准确性对城市给水排水工程成本控制产生了直接的影响。BIM 技术的工程量计算功能，避免了传统手工工程量计算效率不高且计算过程中极易产生差错的局面。BIM 模型中嵌入工程各组成内容的详细参数信息，软件能够通过模型参数自动算出准确的工程量，如计算管道长度、阀门数量等等，相对于传统计算方式，工程量计算不仅提升了其速度，还降低了人为误差产生的概率。基于准确的工程量数据信息，才能更好地制定更为合理的成本预算。在施工过程中，将实际施工中的材料、人工等消耗费用与成本预算进行对比分析，将成本情况的把控融入到施工过程中的 BIM 模型之中。

2.4 施工安全管理

给水排水工程项目的工程施工环境较为复杂，尤其地下管线施工，工程的施工安全隐患较多，工程施工安全安全管理不能忽略，BIM 技术可以通过施工的过程安全模拟，为工程的施工安全管理提供有效保障。在工程施工前通过 BIM 模型对施工现场进行三维模拟，发现可能存在的一些安全隐患，例如深基坑支护不妥善，施工现场的临时用电线路布置不妥当等等，对存在的这些隐患，在工程施工前进行相应的安全防护预案的制定，并将这些安全防护措施方案融入到工程的施工方案当中。

三、BIM 在城市给水排水工程运维阶段的应用

3.1 设施管理与维护

城市给水排水工程竣工并投入运营后，设备的维护及管理是确保工程的长期安全稳定运行的基础，而 BIM 技术为设施的管理和维护提供了重要的信息平台。BIM 模型中的设施全部都有详实的设施信息，其中包括设备的出厂日期、型号规格、供应商及维护手册等。运维人员可以查询 BIM 模型获得所需设施的全部信息，以便于对设施进行日常管理。基于 BIM 技术形成设施维护计划，根据设施的运行时间、运行参数等，提前进行设施的维护工作，在维护过程中维护记录及时更新至 BIM 模型中，形成完整的设施维护档案，供日后的设施维护提供依据。

3.2 故障诊断与修复

城市给水排水系统在运行中难免出现各种故障，快速精确的故障诊断及修复至关重要。基于BIM 技术并借助传感器等物联网技术对城市给水排水系统运行状态进行实时监测。系统出现故障后通过 BIM 模型快速定位故障位置，结合模型中存储的设施信息及历史运行数据分析故障产生的原因，管道老化、设备部件损坏等，根据故障原因在模型中进行模拟修复方案，评估修复方案的可行性及修复效果，选取最优修复方案。

3.3 能耗分析与优化

随着节能环保理念的提出，在城市给水排水工程中能耗的控制越来越引起人们的关注，BIM 技术能成为能耗分析及优化有力的工具。将 BIM 模型中给水排水系统的各项能耗数据融入到 BIM 模型中，包括水泵能耗、污水处理设备能耗等，对这些能耗数据进行分析和整理，找出系统中高能耗环节和设备。针对高能耗问题，在模型中模拟多个高耗优化方案，并对各方案的节能效果加以比较。

结语

综上所述，BIM 技术在城市给水排水工程的设计、施工和运维阶段均发挥着重要作用。在设计阶段，三维模型构建、碰撞检查等应用提升了设计的准确性和效率；施工阶段，进度管理、质量管理等功能保障了工程的顺利推进和施工质量；运维阶段，设施管理、故障诊断等应用提高了系统的运行稳定性和经济性。

随着技术的不断发展，

参考文献

[1]赵曼曼,李梦雅.BIM 在城市给水排水工程中的应用研究[J].工程机械与维修,2025,(05):136-138.

[2]祝成.“新基建”在城市给水排水工程规划设计中的应用探索[J].中国建设信息化,2021,(19):66-68.