BIM在市政综合管廊设计中的应用 禹亚辉
BIM在市政综合管廊设计中的应用禹亚辉
发表时间：2018-05-25T15:48:49.130Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：禹亚辉赵然珂
[导读] 摘要：市政综合管廊主要是在城市的地下建设一个综合性的隧道空间，用来铺设给排水管道、供电线以及通讯线路等一些公用管线。
德州市市政工程建设总公司山东德州 253000
摘要：市政综合管廊主要是在城市的地下建设一个综合性的隧道空间，用来铺设给排水管道、供电线以及通讯线路等一些公用管线。这种隧道空间的建设能够增加城市空间的利用效率，成为市政管线集约化发展的必然趋势。综合管廊建设在我国的部分城市作为试点工程，但是受到众多因素的影响，这种试点工程还没有得到普及，由于城市线路以及建筑技术等方面的阻力，综合管廊建设的推行受到较大的阻力。而BIM技术的引进为综合管廊建设提供了较大的可能。本文就这种新型技术在市政管廊设计中的应用进行分析。关键词：BIM技术市政道路管线综合设计应用?
1.传统二维市政管线综合设计的缺陷?
在大型、较复杂的市政工程项目设计中，由于管线系统繁多、布局复杂，常出现各专业工程管线在水平或竖向空间位置上产生互相干扰碰撞，或者管线与其他管道附属构筑物冲突的情况。给施工带来麻烦，造成返工或浪费，甚至存在安全隐患。为了避免上述情况的发生，传统的设计流程中通过二维管线综合设计来协调各专业的管线布置。但传统二维市政管线综合只是将各专业的平面管线布置图进行简单的叠加，按照一定的原则确定各种系统管线的相对位置，进而确定各管线的原则性标高，再针对关键部位绘制局部的剖面图。总的来说存在以下缺陷：
（1）管线交叉的地方靠人眼观察，难以进行全面的分析，碰撞无法完全暴露及避免。特别是对于大型的市政道路，管线种类众多，在道路标高变化较大或周边地形复杂的地方，管线避让、满足敷设要求以及控制埋深等各问题之间常常顾此失彼。
（2）管线交叉的处理均为局部调整，很难将管线的连贯性考虑进去，可能会顾此失彼，解决了一处碰撞，又带来别处的碰撞。（3）管线标高多为原则性确定相对位置，仅局部绘制剖面的位置有精确定位，大量管线没有全面精确地确定标高。（4）多专业叠合的二维平面图纸图面复杂繁乱，不够直观。仅通过“平面+局部剖面”的方式，对于多管交叉的复杂部位表达不够充分。
由于传统的二维市政管线综合设计存在以上不足，采用BIM技术进行三维市政管线综合设计就成为针对大型复杂市政管线设计问题的优选解决方案。
2.BIM技术应用于三维市政管线设计的优点?
BIM（Building information modeling/Building information model）是指建筑信息建模/建筑信息模型。在Jerry Laiserin著名的比较苹果与橙子论述提出后，这一设计理念初步深入人心并得到应用推广。BIM计算是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性等五大特点。BIM技术的发展使三维管线综合的设计方式得以实现，通过BIM协同设计可以直观表达各专业管线的设计意图，进而明确管线构筑物的复杂构造及管线之间的相互空间关系，方便进行碰撞与干涉检查和实时调整，实现元素级别的协同。
3.BIM应用于三维市政管线设计的主要软件?
目前国内已有多种软件可供选择，但三维管线综合的设计有其特殊的需求，需要跟市政道路进行紧密结合。目前业内使用较成熟的主要设计软件包括Autodesk公司开发的Revit MEP软件、Autodesk Civil3D软件、以及鸿业公司开发的鸿业三维智能管线设计系列软件。经过笔者对不同项目的使用分析，对这即款主流软件的不同应用重点有如下体会：
Revit系列软件包含Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP三个软件，分别对应建筑、结构、设备专业，三者互相融合度高，可以满足复杂的市政工程节点、以及大型综合体市政道路出入口处的管线综合设计的需要。
Autodesk Civil3D软件可以实现大型市政道路、城市公路的整体设计，其数据分析功能强大，在土方计算、区域排水等参数分析上优势明显。但Autodesk Civil3D对市政管线的支持限于道路排水，其余类型的市政管线需要用户自行设置类型及规则，这对设计用户的培训要求较高。
BIM软件在和其他软件协同方面，目前主要通过LandXML、FBX、SKP、DWG等数据文件进行，可以和InfraWorks、3dMax、Google Skyetchup等软件交换信息和模型数据，具体交换形式需要视对接的软件而进行不同设定。
4.三维管线综合设计流程?
三维管线综合设计作为BIM技术的主要应用方向之一，已在国内多个大型、复杂项目中进行设计实践，取得了一定的经验与技术积累。笔者通过多个项目总结出的市政管线BIM设计流程是先建立市政道路模型，然后进行市政管线的建模，再根据各专业要求及管线敷设要求，对管线进行合理细致的调整、避让，最后汇成文档出图。具体的各个设计阶段如下：
4.1市政管线模型的建立?
市政设备管线BIM建模按照各专业的施工图分系统进行，如给水、污水、雨水、消防、热力、电力电缆、通信电缆等，各系统设置不同颜色以便区分，建模的顺序大致按从上到下、从大管到小管的顺序进行，以减小后期调整避让的难度。如果有横向的雨水口连接管则需特别注意，应在其他市政管线之前建模，这是由于重力流管到有坡度，而且不能上弯，一般需要其他管线去避让它，因此先行建模有利于后期调整避让。
4.2管线调整避让?
为了避免管线碰撞、控制埋深，管线间的避让是不可避免的。在建模的过程中即需观察管线间的空间关系并予以调整，在局部区域完成建模后，要及时使用BIM软件的碰撞检测功能，发现并消除碰撞，不必等到道路所有管线都建模完成再进行检测，因为各软件的整体检测速度都较慢，并且调整起来更难控制。通过三维BIM模型使得精确地调整管线高度成为可能，为满足敷设要求及埋深控制，在多管交汇的地方可以进行精细的实体避让。
4.3汇成文档并出图?
由于采用了三维的方式进行设计，最后提交设计成果的方式有别于以往的管线综合设计。拟以三个层次的成果提交：