基于BIM的市政道路优化设计

中建三局第一建设工程有限责任公司 广东 深圳 518049

正文：

1 BIM简介及项目概况

1.1 工程概况

1.1.1 工程概况

南方科技大学校园建设工程（二期）项目施工总承包III 标，占地约4.5万㎡，建筑面积约11.4万㎡。项目市政工程包含一号路（1k0+544.944——1k0+992.42）、一号慢行道（1L0+000——1L0+158.953 ）、五号路，共计约1km。

1.1.2 工程重难点分析

（1）道路结构施工难点：

①西侧待建一号路与现状市政南科一路高度不一致，最大高差达8.5m，同时一号路与南科一路基本平行，挡土墙基础离南科一路最近只有0.5m,如何确保挡土墙施工期间保证现状道路安全是项目的难点之一；

②一号路和一号慢行道下需进行碎石桩软基处理，挡土墙、机动车道、非机动车道设计碎石桩间距不一，如何准确深化碎石桩的排布是项目的难点之一。

（2）市政管网施工难点：

① 市政道路管网密集，现状管网与新建管网对接复杂，保护好现状管网，处理好新旧的交接是项目难点之一。

② 新建管网与新建道路基础碰撞、挡土墙存在多处交叉，解决管线交叉和做好预留预埋是项目难点之一。

（3）施工组织难点：

①基坑、挡土墙、路基软基处理存在多处交叉影响，如何根据实际情况合理安排先后顺序确保室外工程顺利进行是本工程的一大难点。

②项目开工伊始确定实行“市政先行，永临结合”，如何确保市政道路随建筑主体结构同时施工，又不影响建筑主体结构施工所必须的交通条件是本项目的难点之一。

1.2 项目中BIM技术应用

（1）三维信息模型搭建、设计图纸复核、碰撞检查、管线综合优化、预留预埋、管线综合指导施工图等方面。

（2）远期考虑配合项目的施工管理进行模型的处理，以保证项目的“市政先行，永临结合”方针。

2 基于BIM的市政道路协同建模

2.1 市政道路协同建模

2.1.1 Revit工作集协同建模

市政道路基础和市政管网分别通过工作集方式建模，各工程师通过“网络路径”打开从中心文件里复制出来的副本进行建模，然后通过“同步中心文件”达到协同建模的目的。

2.1.2 Revit链接协同建模

市政道路结构BIM模型与市政管网BIM模型两专业因为模板不一致，一般不通过工作集协同，而是通过链接“Revit”中心文件进行协同工作，刷新时通过重新载入“Revit”文件达到协同作用。

3 基于BIM的市政道路优化设计

3.1 BIM在道路基础的应用

3.1.1 挡土墙碰撞处理

基于BIM可视化三维模型，提前发现原设计一号路市政挡土墙会与现道路电缆碰撞，严重影响施工进度和施工难度。根据实际情况新建电缆，同时对挡土墙外边线局部优化，消除与其他现状管网和基础的碰撞。

3.1.2 碎石桩排布深化

① 基于BIM技术可虚拟建造和可优化性，依据设计院图纸条件，深化碎石桩排布，优化碎石桩和挡土墙的平面布置关系。

② 基于BIM技术可统计性，我们对碎石桩优化成果进行统计。

③ 基于BIM技术可出图性，我们对成果文件出桩位平面定位图。

3.2 BIM在市政管网的应用

3.2.1 优化思路

本项目BIM管综不只是传统角度上对碰撞问题的消除，同时由各专业专业工程师参与从设计角度上进行考虑。既满足业主实用、美观的要求，又便于现场施工，还便于交付使用后的后期维护。

3.2.2 优化原则

（1）“机动车道无井盖，管井全进绿化带”：

①管井移至绿化带； ②做隐性双层井盖

（2）从设计角度消除碰撞：

增加跌水槽，调整排水方向，调整管道埋深以消除过路雨水管与其他水管碰撞问题

（3）预留过路套管：

满足当前设计条件下还预留过路套管

3.2.3 具体优化结果分析

（1）基于BIM可视化及可优化性特点，结合现场绿化带条件有限，将原设计19个在机动车道上的阀门井移至边坡绿化带,同时把对应管道移至绿化区；另外将剩余12个机动车道上井移至非机动车道上，做双层隐性井盖装饰处理。

（2）从设计合理的角度建议取消原设计的DN400mm的雨水管改为，找坡流向生态草沟。

（3）新建管与现状箱涵接驳十分困难，为避免后续交接时出现更多不可预见的问题，在此处新增加一段跌水槽，再统一引入现状箱涵。基于BIM可深化性条件，在三维模型里核实新建跌水槽高度和长度，并核对各接入点标高。

（4）基于BIM的可虚拟建造特点，充分模拟新建市政管网与原市政管网接驳，合理解决设计存在的缺陷。充分考虑现场场地情况，基于BIM方案比选特性，采用南北分流的形式将此段管段改为0.3%的坡度逆向道路流入北侧箱涵，同时取消原设计与南科一路10.6m深的雨水跌水井，满足排水的同时降低施工难度大。

（5）基于BIM虚拟建造特性，将道路雨水口深度从1m加深到1.4m，合理排布横向过路管与纵向给水管、消防水管、中水管冲突问题。

（6）未来事项发展不可测，为防止后续需要增加管道从道路穿过而破坏道路，在一号路和五号路每隔100～200m提前埋一个DN300mm过路套管，最大限度节省维护成本。

3.2.4 优化前后对比说明

基于BIM方案比选特性，我们能清楚得看到优化前后的关系，优化前管道很多平行埋设于机动车道以下，不便于后期维护，BIM优化后，绝部分管移至机动车以外的绿化上，其他在非机动车道上布置，做双层装饰性井盖，既满足基本使用需求，还最大程度减小施工难度，保证后期维护。

4 总论

本项目中通过BIM技术市政道路优化设计，获得了如下价值：

（1）利用BIM技术，通过可视化技术交底，有效协同设计院、业主与施工方；

（2）利用BIM技术，提前预留预埋，减少后期维护成本；

（3）利用BIM技术，提前预知风险，并提早做出施工方略决策；

（4）利用BIM技术，统筹规划，促进工序穿插及一体化文明施工，为实现项目“市政先行，永临结合”的大方略作下铺垫。