基于BIM技術(shù)對市政地下管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2020屆本科生畢業(yè)論文基于BIM技術(shù)對市政地下管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要為提高城市污水管網(wǎng)的收水能力，目前國家正致力于改造傳統(tǒng)雨污混合流為雨污分流制并實(shí)現(xiàn)城市化，在實(shí)施過程中由于原污水管道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜及質(zhì)量低下，在改造過程中極易因路面開挖、管線布置失誤等導(dǎo)致管道堵塞而造成二次甚至多次開挖，影響工程進(jìn)度。BIM技術(shù)應(yīng)用主要集中在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通過對工程的3D建模，建造出三維的信息化模型，使市政管網(wǎng)建設(shè)或改造的設(shè)計(jì)表達(dá)更立體直觀，工程量統(tǒng)計(jì)更準(zhǔn)確，并可以對模型進(jìn)行施工模擬及工程全生命周期管理，直接反應(yīng)出該工程設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的問題然后做出改進(jìn)，提高工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞：地下管網(wǎng)；BIMAbstractInordertodevelopthecapacityofthewatercollectionpipenetworkwhichismissinginthecity,thetraditionalmixedwatersystemhasnowbeentransformedintowaterwaterwaterandurbanizationsystem.Duetothereasonsofwaterquality,tension,wrongwater,etc.,theoriginalwaterpipesareundergoingwaterqualitytransformation.Theremaybemoreormoreexcusestoinfluencethedevelopmentoftheproject.BIMTechnologyisusuallyusedinarchitecturaldesign.Thisprojectestablishesathree-dimensionalinformationmodel.Whendesigningorchangingtheurbannetwork,itcangiveavisualdisplayandmoreaccuratestatisticaldatadevelopmentofprocesssections.Keywords:Undergroundpipenetwork；BIM目錄第一章引言 6第二章雨污分流 82.1雨污分流介紹 82.2雨污分流（分流制）的主要優(yōu)勢 82.3雨污分流管網(wǎng)在建設(shè)中存在的缺陷 92.4需求分析 11第三章BIM技術(shù)及工程應(yīng)用 123.1BIM簡介 123.2BIM技術(shù)的特點(diǎn) 123.3BIM技術(shù)的軟件及功能 133.4BIM技術(shù)優(yōu)勢總結(jié) 15第四章BIM技術(shù)具體到雨污分流建設(shè)中的實(shí)施流程 164.1規(guī)劃設(shè)計(jì)階段 164.2優(yōu)化設(shè)計(jì)階段 164.3建設(shè)施工階段 17第五章應(yīng)用實(shí)踐與案例分析 175.1項(xiàng)目概況 175.2改造思路 175.3運(yùn)用BIM技術(shù)開展各階段工作 18第六章結(jié)論與展望 206.1結(jié)論 206.2展望 20參考文獻(xiàn) 21致謝 22第一章引言隨著我國城市快速的發(fā)展及城市人口數(shù)量急劇的增加,水污染的問題也越發(fā)嚴(yán)重,因此城市污水處理專業(yè)能力的培養(yǎng)和提升也就顯得尤為重要。據(jù)住建部于網(wǎng)上發(fā)布的《城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)可知,2011年至2017年城市污水日處理能力從11303萬立方米增加到15743萬立方米,污水處理廠座數(shù)從1588座增加到2209座。圖2雨污分流模式（來自百度百科）然而,緩解城市水污染嚴(yán)重問題的根本關(guān)鍵是要從城市污水共同排放的源頭上得到解決,除了政府要在對水資源管理上的監(jiān)督、政策法規(guī)上加大力度,還要有關(guān)部門結(jié)合我國城市自身實(shí)際規(guī)劃好城市排水系統(tǒng)和管道的整體建設(shè)。由于過往的中國老城區(qū)的排水系統(tǒng)均為城市合流制,即城市雨水以及污水共同通過管道排放,是其導(dǎo)致城市水污染以及城市污水處理系統(tǒng)效率低的重要原因,21世紀(jì)的城市排水系統(tǒng)和管道綜合處理系統(tǒng)不僅要有具備截污、防洪、排澇的綜合利用能力,還要求具有防止嚴(yán)重的城市水污染、雨水以及污水共同循環(huán)處理利用的綜合能力,因此城市合流制的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管道改造(包括分流、截流)無疑是預(yù)防和緩解城市水污染的重要關(guān)鍵。圖2雨污分流模式（來自百度百科）為了改善和全面提高小區(qū)和城市環(huán)境的質(zhì)量,建設(shè)和美家園,目前許多地區(qū)和城市已經(jīng)都開始了實(shí)施小區(qū)排水系統(tǒng)和雨污綜合分流系統(tǒng)改造的工程,通過項(xiàng)目實(shí)證城市排水雨污處理管網(wǎng)的建設(shè)、小區(qū)排水支管的到戶,對現(xiàn)有的市政小區(qū)排水管網(wǎng)和小區(qū)排水管理行為進(jìn)行全面的清理和嚴(yán)格規(guī)范,實(shí)現(xiàn)了雨污綜合分流,建立長效的管理機(jī)制。第二章雨污分流2.1雨污分流介紹雨污分流即從原來的雨水污水合并排放改為雨水和污水各用單獨(dú)的一條排水系統(tǒng)分別排放到市政污水管道和市政雨水管道中，有利于雨水的重復(fù)利用和提高污水的收集率和處理效率，降低污水排放不規(guī)范導(dǎo)致城市地下管道的污染，改善城市水環(huán)境。圖3雨污分流模式（來自百度百科）上述分流方案有利于雨水的重復(fù)利用和提高污水的收集率和處理效率，降低污水排放不規(guī)范導(dǎo)致城市地下管道的污染，減少了以往雨水與污水一同進(jìn)入污水處理廠導(dǎo)致處理效率低下，如今提高純污水率，保證了污水處理廠的處理效率，減少了處理成本，對城市的生態(tài)保護(hù)起到了關(guān)鍵性的作用；雨水流入地表水體后可重復(fù)利用，如用于灑水車、綠化噴淋系統(tǒng)等，是目前除了設(shè)計(jì)和建造城市污水處理廠外提高城市污水的收集率、處理率的重要技術(shù)方法之一。圖3雨污分流模式（來自百度百科）2.2雨污分流（分流制）的主要優(yōu)勢2.2.1基于雨污分流的介紹可知，排入污水處理廠的雨水含量相較于合流制而言大大減少了，對于污水處理廠來說，其處理的水量相應(yīng)減少，從而提高了污水的處理效率，也減輕了處理成本與負(fù)擔(dān)，確保了從多方面滿足國家要求的處理效果。2.2.2雨水的污染較污水輕，分流后經(jīng)雨水系統(tǒng)排入城市河流的過程中，在雨水系統(tǒng)里會不斷的產(chǎn)生沉淀，去除泥沙等無機(jī)顆粒，最后流入城市河流，在河流內(nèi)再次沉淀后可用于綠化和道路沖洗等，可以大幅度的提高城市地表水的合理使用和經(jīng)濟(jì)效益。污水可以直接排入城市污水的處理管網(wǎng),并通過城市污水處理廠進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)城市污水的再生回用。[1]2.2.3怎樣才能對工業(yè)廢水分期進(jìn)行有效的處理：如果結(jié)合目前的現(xiàn)狀情況來看,工業(yè)廢水在其組成和成分上通常比較復(fù)雜,若將這部分的污水與其他雨水處理廠混合在一起進(jìn)行后續(xù)的處理和排放,那么整個(gè)污水處理廠自身的污水處理任務(wù)量自然也就會隨之有所大幅度的上升,具體的污水處理工作效果也難以得到保證,最終必然會導(dǎo)致進(jìn)行污水處理所需要的大量人力物力和成本上升。同時(shí)也可以分期建設(shè)方式進(jìn)行管道系統(tǒng)修建,便于管理。在整體的排水管道系統(tǒng)分期建設(shè)的過程中,由于需要進(jìn)行雨水處理和排放的管道與其他污水處理排放的管道系統(tǒng)是完全可以分隔開的,因此,建設(shè)的單位自然可以合理地選擇分期進(jìn)行建設(shè)的手段和方式來有效地完成這一管理體系的分期構(gòu)建,這樣的分期建設(shè)的模式不但分期建設(shè)能夠更好地達(dá)到了節(jié)約時(shí)間和投資的最大效果,同時(shí)也更好地便于其他相關(guān)建設(shè)單位的完成其管理工作,進(jìn)而也確保了整體的排水管道系統(tǒng)的高效安全運(yùn)轉(zhuǎn)。2.3雨污分流管網(wǎng)在建設(shè)中存在的缺陷2.3.1規(guī)劃設(shè)計(jì)階段：常規(guī)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，通過二維平面圖所表達(dá)出的內(nèi)容如空間結(jié)構(gòu)，容易在實(shí)際工作中產(chǎn)生較大的沖突，主要包括以下兩個(gè)方面：1、管線設(shè)計(jì)上交叉部分造成沖突的問題：至今綜合市政道路實(shí)際情況進(jìn)行的市政管線設(shè)計(jì)是主要針對管線的橫斷面、平面布置及交叉口布置等二維層面上傳統(tǒng)要點(diǎn)的內(nèi)容，其無法完整表達(dá)整體道路的信息，不能直觀體現(xiàn)管線布置空間上的連續(xù)性，因而對圖紙解讀市政管線的全貌具備一定難度，也就很難全面整體分析設(shè)計(jì)的合理性，也會耽誤對管線交叉產(chǎn)生沖突部分的發(fā)現(xiàn)，管線之間的沖突問題會延誤工程的進(jìn)度，必須即時(shí)改善。2、標(biāo)高交會處碰撞的問題：“控制高程”標(biāo)注目前仍廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的大型市政建筑專業(yè)管線工程設(shè)計(jì)中各管線交會處，即各管線相交時(shí)候豎向上要求標(biāo)注“極值”標(biāo)高。因其只是選擇標(biāo)高區(qū)間中交會處能接受的最高極值或最低極值，所以完全依靠“控制高程”在施工中難以令專業(yè)管線安置精確，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生在某一交匯處的標(biāo)高雖然滿足“控制高程”但另一處發(fā)生“碰撞”的情形。b因規(guī)劃失誤使電信井成為污水井a(chǎn)因截流后無解除導(dǎo)致堵塞b因規(guī)劃失誤使電信井成為污水井a(chǎn)因截流后無解除導(dǎo)致堵塞2.3.2建設(shè)施工階段：由于傳統(tǒng)的市政管線綜合是在各專業(yè)的管線未完成施工前將其設(shè)計(jì)資料和圖紙進(jìn)行匯總后送到市政管線的綜合專業(yè),由市政管線綜合專業(yè)對各個(gè)專業(yè)的管線項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和總體規(guī)劃后直接進(jìn)入施工設(shè)計(jì)階段[2],如果工程中沒有三維立體的市政管線綜合專業(yè)設(shè)計(jì)手段,后期項(xiàng)目在施工過程中遇到各種管線的沖突問題勢必會直接造成其設(shè)計(jì)變更和導(dǎo)致工程返工。從規(guī)劃的第一階段施工到市政管線綜合這一階段的運(yùn)營管理問題一旦遺留到后期的施工階段，后患多許，因?yàn)槭┕さ幕A(chǔ)是設(shè)計(jì)圖紙，第一步的設(shè)計(jì)中缺乏實(shí)用性與科學(xué)性，工程的質(zhì)量管理方案無法切實(shí)地制定，工程質(zhì)量與工期進(jìn)度也無從保證，并且施工期間會發(fā)生二次甚至多次的市政道路開挖進(jìn)行維修，如此一來就嚴(yán)重浪費(fèi)資源與影響居民的生活出行。在有限的地下空間中各種專業(yè)的管線交互密布還可能會對工程項(xiàng)目下一階段的運(yùn)營和管理帶來一定的隱患。2.3.3運(yùn)營管理階段：在后期的市場運(yùn)營和項(xiàng)目管理的進(jìn)行過程中,新增的典型管線和其他待定期進(jìn)行檢修的典型管線都很有可能同時(shí)需要二次干線綜合挖掘開挖,如果非典類目標(biāo)典型管線的二次綜合挖掘開挖管道布置不合理,很容易就可能會直接造成在二次干線綜合挖掘開挖的進(jìn)行過程中對非典型目標(biāo)干線管道的嚴(yán)重技術(shù)損壞和重大經(jīng)濟(jì)上的影響。在我國目標(biāo)運(yùn)輸管道管線傳統(tǒng)的施工養(yǎng)護(hù)以及運(yùn)營過程管理中,搶修和施工維護(hù)目標(biāo)管線出現(xiàn)需要二次施工開挖的巨大樣洞,管線的施工定位差和錯(cuò)誤率高,造成了目標(biāo)管線磨損破裂等的重大社會和其他經(jīng)濟(jì)利益影響，一旦出現(xiàn)爆管等應(yīng)急情況時(shí),由于管線管理缺乏有效的數(shù)據(jù)和可視化的平臺,會對管線管理決策的判斷和執(zhí)行帶來很大的障礙;目前傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)工程管理的技術(shù)手段仍然主要處于傳統(tǒng)的人工檢測地下排水和觸摸地下管線的技術(shù)階段。2.4需求分析傳統(tǒng)雨污分流規(guī)劃設(shè)計(jì)以及施工建設(shè)幾乎都是基于CAD平臺進(jìn)行的，在這樣的一個(gè)二維環(huán)境下，設(shè)計(jì)圖紙無法對整體進(jìn)行全面描述，只能對某一截面信息進(jìn)行局部描述，缺乏了連續(xù)性和整體性，常常會因某處的修改引起一系列的連鎖反應(yīng)，影響整個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)的周期，且只能對施工流程進(jìn)行預(yù)估，無法確定施工過程中是否會出現(xiàn)管路沖突等因設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的問題，整體效率低下。第三章BIM技術(shù)及工程應(yīng)用3.1BIM簡介BIM技術(shù)即三維的信息處理技術(shù)模型,它不是單單指某一設(shè)計(jì)程序或某個(gè)軟件,而是一個(gè)過程和的理念。BIM技術(shù)將一個(gè)工程項(xiàng)目中不同的三維專業(yè)信息劃分出來成為不同的三維信息區(qū)域，每個(gè)區(qū)域通過特定的三維信息軟件技術(shù)將不同的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行三維化呈現(xiàn)，并且信息數(shù)據(jù)與三維模型存在著對應(yīng)關(guān)系，建造出不同的可處理的專業(yè)模型，即使工程擁有健全的數(shù)據(jù)庫，模型具備獨(dú)立性，所以數(shù)據(jù)能夠串聯(lián)相關(guān)。BIM技術(shù)的特點(diǎn)就是模型中涵蓋了所有與工程相聯(lián)系的數(shù)字信息，不同專業(yè)部門利用同樣的模型傳遞信息，保證了數(shù)據(jù)傳遞的效率與精度。不同部門的專業(yè)工作人員可以通過網(wǎng)絡(luò)便捷地參與到市政管線工程中建設(shè)中的設(shè)計(jì)、決策、施工、運(yùn)營等不同階段，期間收集到的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)在BIM技術(shù)中，建立完善的工程模型，因地制宜地完成管理方案。3.2BIM技術(shù)的特點(diǎn)3.2.1可視化性BIM能夠給予工程完工后的效果圖，能夠精準(zhǔn)地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)與實(shí)體之間對應(yīng)的情況，把在工程不同構(gòu)件中的互動性傳遞得一覽無遺。在三維的可視化模型當(dāng)中，建筑信息都是健全并且直觀的，相關(guān)人員能夠根據(jù)自身專業(yè)程度對項(xiàng)目的安排進(jìn)行更有目的性的討論，比如通過圖形能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)候的詬病并即時(shí)修改。3.2.2協(xié)調(diào)性BIM的協(xié)調(diào)性主要是體現(xiàn)在三維的信息處理模型中,它可以在復(fù)雜的工程前期對各個(gè)工程專業(yè)之間的技術(shù)碰撞和問題可以進(jìn)行針對性的檢測和分析協(xié)調(diào)并自動生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)。施工的模擬性體現(xiàn)在BIM可以自動模擬實(shí)際的施工,從而可以確定合理的實(shí)際施工解決方案。3.2.3優(yōu)化性自身開發(fā)軟件提供的強(qiáng)大系統(tǒng)優(yōu)化功能以及配套的各種優(yōu)化項(xiàng)目管理工具使得對復(fù)雜項(xiàng)目的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和開發(fā)提供了更多的可能。3.2.4可出圖性在直觀可見的情況下明確了工程項(xiàng)目的主體以后，能夠?yàn)橛行枰臉I(yè)主及時(shí)提供工程的圖紙；在不利用BIM技術(shù)進(jìn)行的工程施工，管線發(fā)生碰撞等問題的發(fā)現(xiàn)往往是在施工過程中發(fā)現(xiàn)的，會浪費(fèi)時(shí)間與材料?，F(xiàn)今隨著BIM碰撞檢測技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，設(shè)計(jì)人員可以利用此功能對管線排布進(jìn)行檢測，以此在避免資源浪費(fèi)的前提下修正偏差，這種節(jié)約成本的做法甲方是樂意的，除此之外，甲方還會注意三維管線模型的及格性，能夠符合使用的空間尺寸。BIM碰撞檢測技術(shù)不僅立體地把管綜的情況展示出來，同時(shí)讓能令人體現(xiàn)空間漫游的感受。3.3BIM技術(shù)的軟件及功能BIM的技術(shù)是一個(gè)發(fā)展的過程、一個(gè)發(fā)展理念。一家公司要真正讓客戶利用BIM為一個(gè)項(xiàng)目施工所提供的服務(wù),充分發(fā)揮公司BIM的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,可能也就需要至少涉及十幾甚至幾十個(gè)核心軟件。"bimauthoringsoftware"的核心軟件建?？梢暬浖膽?yīng)用是發(fā)展BIM的重要基礎(chǔ),目前國內(nèi)外常用的核心BIM可視化軟件主要是包括有天正和cad兩個(gè)平臺的軟件天正和魯班系列,pkpm、archicad和autodesk公司的主要核心軟件是建?？梢暬浖evit等[3];常用的建模可視化碰撞檢查軟件主要包括3dsmax、artlantis、accurender和arlightscape等;公司在施工設(shè)計(jì)階段所需要涉及的碰撞檢查軟件主要包括有天正和autodesk公司旗下的軟件aunavisworks;魯班軟件和公司的廣聯(lián)達(dá)軟件是國內(nèi)碰撞事件檢查可視化軟件和施工造價(jià)可視化軟件的兩個(gè)重要代表,各種同類軟件的實(shí)際應(yīng)用和市場細(xì)分如圖所示BIM軟件的功能包含：3.3.1可視化設(shè)計(jì)一般的管線工程前期的設(shè)計(jì)資料都是通過二維的CAD圖紙了解細(xì)節(jié)，進(jìn)行工程的還原，工作量大?，F(xiàn)今的BIM技術(shù)能夠?qū)こ逃幸粋€(gè)視覺化的概括，并且能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)保存的完整與高校。不同工程管線設(shè)計(jì)不同且量大，例如市政項(xiàng)目主要以城市中的地形或是主干道的變坡點(diǎn)來進(jìn)行劃分不同的管線設(shè)計(jì)區(qū)域,而被劃分的每一個(gè)區(qū)域城市中的地形或是排水管線又可能會根據(jù)城市中的河流或是主干道的變坡點(diǎn)處再次進(jìn)行劃分，依據(jù)二維的圖紙無法清晰地發(fā)現(xiàn)管線布置問題。所以可視化設(shè)計(jì)的作用非同小可。因此,若對于局部的排水線進(jìn)行了修改將可能會直接影響到整個(gè)的區(qū)域。由于地下管線設(shè)計(jì)工程基于城市道路的工程模型設(shè)計(jì)中的局部排水路線模型設(shè)計(jì),故不論是局部的管線還是排水路線的變動,都會直接影響整個(gè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容之間的相互聯(lián)系,即便是很小的圖紙進(jìn)行改動也可能需要同時(shí)調(diào)整多張的圖紙。但是在這種BIM的模型上如果進(jìn)行了改動,則實(shí)際上能夠直接使得整個(gè)的系統(tǒng)都進(jìn)行了調(diào)整,降低了修改的難度。3.3.2協(xié)同設(shè)計(jì)目前,幾乎所有的管道綜合設(shè)計(jì)院所正在開展的管道綜合設(shè)計(jì)工作都采用的是基于BIM和cad的設(shè)計(jì)平臺,在此基礎(chǔ)之上可能會出現(xiàn)還有其他的擴(kuò)展應(yīng)用軟件,例如中國鴻業(yè)公司自主開發(fā)的各種應(yīng)用軟件。盡管這些應(yīng)用軟件都是針對不同的專業(yè)、不同的領(lǐng)域,具有很強(qiáng)的功能和方向性的應(yīng)用軟件,但他們只是簡單地加載了一些沒有任何附加應(yīng)用工具的三維繪圖工具,在設(shè)計(jì)本質(zhì)上仍然未完全脫離任何傳統(tǒng)管道綜合設(shè)計(jì)的應(yīng)用范疇。而且是通過BIM的三維綜合設(shè)計(jì)信息模型庫搜集所有與管道工程綜合設(shè)計(jì)相關(guān)的三維信息和數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行了匯總,不同的管道綜合專業(yè)設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用或直接進(jìn)行查閱,不同的管道綜合設(shè)計(jì)工作人員可以構(gòu)建出自己的同一個(gè)綜合設(shè)計(jì)模型。不僅大大增強(qiáng)了各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)之間對管道設(shè)計(jì)項(xiàng)目的技術(shù)交流和認(rèn)識,也大大簡化了其工作的模式,提高了其工作效率。為了使管道綜合的設(shè)計(jì)工作人員充分利用BIM的平臺開展設(shè)計(jì)工作,不僅這些軟件可以設(shè)計(jì)人員免去繁瑣的核對設(shè)計(jì)圖紙的過程,還能夠系統(tǒng)地顯示統(tǒng)計(jì)管道鋪設(shè)后所剩材料與空間，這樣提升了工作效率，管理效率大大提高，設(shè)計(jì)期間就能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行整改。3.3.3參數(shù)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員同樣會利用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以減少計(jì)算量，但是只是揚(yáng)湯止沸，總體上仍有巨大的工作量，并且辦公軟件缺少檢查機(jī)制，所有數(shù)據(jù)當(dāng)中部分出現(xiàn)錯(cuò)誤很難發(fā)現(xiàn)，而BIM軟件自帶計(jì)算功能，一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，其他參數(shù)也隨之變動，如此就能輕易對比找到出錯(cuò)的地方。3.3.4材料表統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)階段的材料統(tǒng)計(jì)完全是人工通過計(jì)算器等方法進(jìn)行，在Excel中進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)已是屬于最先進(jìn)的方法。但仍是需要做大量的工作。而BIM軟件中的材料表編制功能能夠很好地統(tǒng)計(jì)材料，同時(shí)當(dāng)圖紙進(jìn)行更改重新導(dǎo)入后BIM中材料表清單也會相應(yīng)變化，這樣就真正地令統(tǒng)計(jì)工作化繁為簡。3.3.5安裝模擬系統(tǒng)本著能夠合理地編制施工方案，合理安排施工進(jìn)度、施工工序、節(jié)約安裝成本的目的，可以使用設(shè)計(jì)模擬系統(tǒng)，在模擬系統(tǒng)當(dāng)中可以綜合模擬復(fù)雜的實(shí)際情況，比如系統(tǒng)預(yù)留管線空間的不足,設(shè)計(jì)的管線與現(xiàn)狀的舊管線相互擠占了僅有的預(yù)留空間等此類對工程整體質(zhì)量與施工進(jìn)行危害大的情況，這些情況都能通過模擬系統(tǒng)建立三維模型然后利用系統(tǒng)進(jìn)行綜合管網(wǎng)的沖突分析等技術(shù)研究進(jìn)行修正，直觀、高效地改善管線設(shè)計(jì)。在改善之后，根據(jù)設(shè)計(jì)制定科學(xué)的管線施工方案，在軟件系統(tǒng)中建立仿實(shí)的施工場景，模擬施工方案實(shí)施的情形，進(jìn)而從中觀察施工方案效果如何，能夠借此對施工方案進(jìn)行評估、并能夠進(jìn)行優(yōu)化。3.4BIM技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)從最簡單的角度來說，BIM技術(shù)既把傳統(tǒng)二維平面的東西轉(zhuǎn)化到三維視圖中形成模型，并可對其進(jìn)行設(shè)計(jì)、監(jiān)管等，具體到建筑行業(yè)中，則是把施工技術(shù)和環(huán)節(jié)融入到施工模型中，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)工程材料、性能、價(jià)格、重量、進(jìn)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化管控。與傳統(tǒng)的CAD相比，BIM技術(shù)由傳統(tǒng)的二維空間向三維轉(zhuǎn)移，不僅能快速算量、節(jié)約資源還能進(jìn)行虛擬施工以及碰撞檢測，甚至在項(xiàng)目后期進(jìn)行維護(hù)工作，極大的節(jié)省了人力物力。在傳統(tǒng)建筑的設(shè)計(jì)中，對于平面與立面圖紙，要?jiǎng)e分進(jìn)行繪制，需要投入大量的人力物力，工作量十分巨大，在復(fù)雜的工作量中對設(shè)計(jì)人員的要求就十分高，因此稍微有一點(diǎn)不集中就可能出現(xiàn)錯(cuò)漏，并不能確保精確度達(dá)到要求，但利用BIM技術(shù)，就可以節(jié)省大量人力，而且在精確度上比起傳統(tǒng)CAD繪圖有了質(zhì)的提升，及時(shí)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，也便于對其數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，并且該數(shù)據(jù)的更改，系統(tǒng)會自動對其他有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行適應(yīng)性的改變，很大程度上解決了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中存在的難題。采用BIM技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)管線的三維模型可視化、管線碰撞檢測、管線優(yōu)化設(shè)計(jì)以及可視化技術(shù)交底,還能夠協(xié)調(diào)各管線部門進(jìn)行協(xié)同工作,合理布線、施工以及運(yùn)營維護(hù)管理。通過BIM技術(shù)對地下管網(wǎng)工程各階段的數(shù)據(jù)信息的采集,還能實(shí)現(xiàn)后期管網(wǎng)的數(shù)字化管理。BIM技術(shù)的上述功能解決了雨污分流管網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中的缺陷。第四章BIM技術(shù)具體到雨污分流建設(shè)中的實(shí)施流程4.1規(guī)劃設(shè)計(jì)階段4.1.1BIM模型搭建根據(jù)原有合流制管網(wǎng)圖紙，建立三維模型，在原有老管道基礎(chǔ)上進(jìn)行雨污分流管線初步設(shè)計(jì)，各類管線碰撞檢查及優(yōu)化綜合管線排布。4.1.2碰撞測試初步模型搭建好后，進(jìn)行初步的碰撞檢查，記錄出現(xiàn)的沖突問題后進(jìn)行修改，過程中利用管線碰撞測試對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，碰撞測試有五大類，分別是實(shí)體性碰撞、延伸性碰撞、程序性碰撞、功能性碰撞、未來性碰撞。碰撞測試即對設(shè)計(jì)的兩個(gè)以上包含兩個(gè)的實(shí)體進(jìn)行碰撞，檢測它們互相是否存在沖突的一種測試，碰撞檢測后結(jié)合檢測結(jié)果對管線進(jìn)行調(diào)整，基本可以解決管線之間的碰撞，為后期施工提供便利。最后生成管線初步設(shè)計(jì)方案且輸出設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在生成規(guī)劃管線的初步設(shè)計(jì)方案后，其初步規(guī)劃設(shè)計(jì)線位尚需要同其他專業(yè)管線線位及其相關(guān)的地上和地下的構(gòu)筑物、建筑物相銜接和協(xié)調(diào)。應(yīng)用研發(fā)平臺多數(shù)據(jù)格式兼容和可視化的功能，在綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，平臺讀取了不同專業(yè)（電力、通訊、燃?xì)獾龋┨峁┑牟煌瑪?shù)據(jù)格式的BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及地上地下空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并在平臺上進(jìn)行可視化顯示。這樣在綜合管線規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，利用同一的可視化平臺，實(shí)現(xiàn)新老管線數(shù)據(jù)之間、各類專業(yè)管線數(shù)據(jù)之間、管線與市政道路數(shù)據(jù)之間、管線與周邊建筑和管線與其他規(guī)劃建筑物光滑銜接和協(xié)調(diào)，避免“沖撞”，合理確定了規(guī)劃管線的設(shè)計(jì)線位，達(dá)到了高效、科學(xué)、可視化規(guī)劃設(shè)計(jì)的效果。4.2優(yōu)化設(shè)計(jì)階段對調(diào)整后的模型進(jìn)行細(xì)節(jié)的優(yōu)化處理，如通過調(diào)解某條管線的高度即可減少其與其他管線“沖突”時(shí)所增加的彎頭，從而達(dá)到節(jié)省成本以及減少后期維護(hù)的難度。再如對某類管線的管徑進(jìn)行改變，考慮到對后期維護(hù)的成本控制，對傳統(tǒng)餐飲店的廚房管由傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的φ110或φ160適當(dāng)增大為φ200。優(yōu)化設(shè)計(jì)即設(shè)計(jì)人員的第二套規(guī)劃方案，可結(jié)合初步方案及優(yōu)化方案有的放矢。4.3建設(shè)施工階段通過模型模擬生成各施工階段場景，根據(jù)不同施工時(shí)期可合理布置安全施工措施，在模式場景中，施工前中后各矛盾點(diǎn)能夠清晰呈現(xiàn)，爾后預(yù)先找出方案的不足之處進(jìn)行變更設(shè)計(jì)，并對整個(gè)施工進(jìn)度實(shí)施調(diào)節(jié)，有效的提高了實(shí)戰(zhàn)中的施工協(xié)同效率及效果。第五章應(yīng)用實(shí)踐與案例分析5.1項(xiàng)目概況水仙閣6幢位于中山市東區(qū)中山三路旁，始建于九十年代，其排水系統(tǒng)為雨污合流制，2016年該小區(qū)開展雨污分流改造項(xiàng)目，后因小區(qū)原有管道老化、磚石沙石積累原因?qū)е露氯?jīng)專業(yè)人員排查后發(fā)現(xiàn)雨污分流工程并沒有達(dá)到實(shí)際效果，雨水和污水最終還是流入污水管網(wǎng)中，因此住建局決定再次對該小區(qū)管網(wǎng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)真正雨污分流。水仙閣屬于舊城區(qū)老舊小區(qū)，內(nèi)街窄巷、管徑較小，管路復(fù)雜的特點(diǎn)成為了改造的難點(diǎn)。5.2改造思路5.2.1現(xiàn)該小區(qū)排水管道走向分析：原雨污分流工程計(jì)劃將雨水與污水系統(tǒng)分開，即廚房管、洗手間管流入新建污水管道系統(tǒng)，雨水管流入原有合流制管道，最終各自排入市政雨污分流管道，完工后實(shí)際效果為廚房管與雨水管一并流入合流制管道，洗手間管則流經(jīng)化糞池后排入合流制管道中，最后合流制管道污水排入市政污水管道，其主要建設(shè)內(nèi)容僅為在小區(qū)內(nèi)新建了一條與市政道路連通的污水管路，未實(shí)現(xiàn)雨污分流。5.2.2對小區(qū)原有的地下管網(wǎng)進(jìn)行分析后初步得出三個(gè)改造方案：1、與化糞池出口附近建立一條污水管路并將化糞池與污水管路駁管接通（由于污水管道容易堵塞且管路繁多，因此污水管不能直接與原工程建設(shè)的污水管相接，中間需有污水檢查井便于后期維護(hù)），污水管路與原有新建的污水管路接通對廚房管進(jìn)行改接，使其流入新建污水管路，原有合流制管路改為雨水管路，收集雨水管內(nèi)天面水和地面水，最后引出市政雨水管，對原有合流制管路與原建污水井相接處進(jìn)行封堵。2、原有合流制管路改為污水井，新建雨水井收集天面水和地面水，將原有雨水管改接至新建雨水井內(nèi)并引出市政雨水管，污水管路系統(tǒng)不變。對初步改造的兩個(gè)方案再次結(jié)合實(shí)際進(jìn)行對比分析后發(fā)現(xiàn)，污水管相對多于雨水管，原合流制管路三水合一，若新建污水井改造廚房管與洗手間管，數(shù)量較多，施工難度相對較大，成本也相應(yīng)升高，考慮到小區(qū)年份久，管路已經(jīng)出現(xiàn)老化等現(xiàn)象，若大幅度改造管道容易造成后期堵塞問題，增加維護(hù)成本，在僅對雨水管改接的情況下能使原有管路的破壞程度降到最低，因此決定采用方案二實(shí)現(xiàn)雨污分流。5.3運(yùn)用BIM技術(shù)開展各階段工作5.3.1規(guī)劃設(shè)計(jì)階段1、由于水仙閣小區(qū)建設(shè)年份較長，圖紙已丟失，因此在現(xiàn)場考量管道分布后，簡易繪制出建筑物外部輪廓以及詳細(xì)的排水管道分布CAD圖紙，將圖紙導(dǎo)入revit，建立場地及管線系統(tǒng)模型，使水仙閣地下管網(wǎng)有一個(gè)全局的預(yù)覽，并根據(jù)需求選擇不同方位的局部或復(fù)雜部位信息。2、建模完成后將模型導(dǎo)入navisworks，revit中所有的模型都是實(shí)體構(gòu)件，運(yùn)算時(shí)間較度長而且容問易產(chǎn)生卡頓，所以我們通過navisworks將實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成線條和曲面，然后進(jìn)行碰撞測試，很快就可以檢測出哪些構(gòu)件產(chǎn)生了碰撞且不容易造成屬卡頓，且碰撞報(bào)告更加細(xì)致，然后對碰撞試點(diǎn)進(jìn)行注釋以便調(diào)整，最后輸出碰撞檢測報(bào)告，對比CAD圖紙與碰撞報(bào)告，分析發(fā)生碰撞的原因，在revit三維視圖下對地下管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，確保管路無沖突及相關(guān)連接點(diǎn)有管路相接，保證其準(zhǔn)確與全面。5.3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)階段分析規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的碰撞檢測報(bào)告并總結(jié)，將所有碰撞信息一并反饋至設(shè)計(jì)人員處，設(shè)計(jì)人員針對管線的高程、布局，管徑大小、彎頭、管材等細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如雨水井的修建位置是否對居民造成影響；直角彎頭是否可以改為45°彎頭減少轉(zhuǎn)彎便于后期維護(hù)；管道出口延伸至井內(nèi)的長度等等，使其分布簡潔明了，設(shè)計(jì)便于維護(hù)。解決了管路碰撞及細(xì)節(jié)優(yōu)化后即可進(jìn)行技術(shù)交底，有效解決了施工時(shí)可能出現(xiàn)的一系列技術(shù)上的問題，縮短工期。通過規(guī)劃設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì)，對原有復(fù)雜的施工環(huán)境進(jìn)行了清晰和全面的預(yù)覽，確保了施工方案的可靠性，避