浅析BIM 技术在管线安装施工管理中的简单应用

严 强 何志军

（中交第四公路工程局有限公司 100000）

0 引言

在工程建设后期，各种专业机械设备和管道的安装，如给排水工程，通风空调工程，电气工程，智能化工程等，占据了大部分的安装和施工内容。又由于各专业管线多，排布空间受限制，导致机电管线安装施工中常有碰撞，而没有事先制定排布方案，经常导致返工，造成较大经济损失和人力资源损失，预先制定合理方案便有利于安装工程保时保质完成，而 BIM 技术能使得我们能够较为轻松地进行管线排布，进行优化并指导实际施工，实现安装施工过程中各方面的优化管理。

1 BIM 技术介绍

目前的建筑设计依然以二维设计为主，而BIM 模型是依据2D 成型图纸进行建模，再根据3D 模型生成2D 图纸以指导施工。BIM 软件提供了二维和三维的工作环境，可直接在软件内进行建筑设计。并且在创建构建对象之前明确定义所有对象分类，并且还可以设置对象的详细信息。便于在后期任一阶段都可以直接使用建筑对象的信息。

2 机电管线排布现状

随着建筑业的不断发展，建筑的功能越来越全面，相关的使用要求，美学要求和实用要求也在不断提高。而要满足这些各使用需求，各种设备的数量也随之不断增加，各专业管线在走廊，地下室等密集排布处存在较多管线冲突，以往的管线排布方法在数量多、管径大时显得力不从心，对管线排布人员具有较高要求且存在较高难度，管线标高、结构等的碰撞数量在施工进行过程中不断增加且更加不易处理。而机电各专业主干管线安装所占管线安装份额高达60%以上，深入优化集中机电管线排布方案对提高施工效率，减少碰撞损失具有重要意义。

3 利用BIM 技术进行管线综合排布的碰撞检查及优化

建筑及机电BIM 模型建立完成后，利用BIM 技术进行综合管线深化理论上可实现零碰撞。在revit 软件中对已完成BIM 模型执行管线碰撞检测，通过选择不同项目类别、专业系统，可得到相应系统间的碰撞检查结果，revit 软件中的碰撞检查结果可根据碰撞点构件ID 直接查找碰撞点模型在图中位置，并可在软件中直接进行修改。

利用NavisWorks 同样可以进行碰撞检查，且相较于revit 中各专业管线间的碰撞检查，因其数据量轻等特点，其不仅能够实现各专业机电管线间的碰撞，执行MEP(机电)模型与AR＆ST(建筑结构)模型间的碰撞检查也更加轻松方便，而且能够通过调整碰撞类型，公差及碰撞形式得到更加精确的碰撞结果，碰撞结果能够直接得到碰撞数量并导出碰撞结果以及通过ID 进行精确定位以便与修改并且能够得出3D 碰撞视图，直观感受碰撞形式，方便后期调整和优化管线布局方案。

图 碰撞检查

由软件运行碰撞检查得出的碰撞检查结论可以得出大部分的标高性碰撞、路由性碰撞、制作工艺性碰撞等碰撞类型，但由于执行碰撞检查时所设置的公差等因素的影响或是由于模型制作时模块间的属性设置，可能出现系统不能识别的碰撞或是微碰撞，部分区域结构建筑的特殊性常会导致机电管线与建筑结构间出现不合理或影响美观、实用的不可预见性碰撞。利用软件的虚拟漫游功能实现沉浸式体验，以直接观感判断是否出现碰撞或安装完成后是否影响使用和美观，能够进一步减少预见性及不可预见性碰撞问题，做到提前优化，减少施工时可能发生的碰撞问题，以达到高效施工，节约材料和人力的目的。

4 管线碰撞的优化

在获得碰撞点的数据后，通过软件定位查找确定碰撞点位置，随后依据管线综合排布原则，有压管让无压管、小管径让大管径、易弯曲的让不易弯曲、临时性让永久性、工程量小让工程量大、新建让现有、检修次数少让检修次数多和不方便的，再考虑管材厚度、管道坡度、较小间距以及安装操作与检修空间，结合实际进行管线位置调整或局部节点避让以达到优化管线排布的效果。

5 施工中的BIM 技术应用

针对实际施工现场仍以二维图纸的现状，可以利用BIM 可出图的特点导出二维施工图纸以指导现场实际施工，但由于模型的标注方法的影响，管线与相应邻墙的间距常标注为墙中心线（及轴线）到管线的距离，而现场施工时参照点往往依据墙面到管线的距离，虽然可以用图中所标注距离减去墙体1/2 厚度得到管线距墙距离，但由于部分墙体厚度不同，导致按照找此种方法可能使管线安装后与图纸标注位置出现较大偏差，故在导出图纸前，可以将标注适当调整。导出的图纸直接能够得到相应管线的标高及位置，借以3D 视图查看相应位置的管线排布情况，确定合理的施工顺序，按顺序将各专业管线以安装优先级按数字从小到大进行标记，施工时交与各专业施工队伍导出的标记顺序后的各专业图纸，施工时按照现场安装情况以排定施工顺序进行施工，以达到各专业施工互不影响，减少施工碰撞。复杂节点直接由BIM 导出的节点剖面图配合由3D 视图形成图片进行技术交底，严格按照优化后的管线排布位置进行施工，实现指导复杂节点管线施工零碰撞，零返工。

目前管线施工中，给排水专业中管材一般为标准管材，在现场施工时根据现场安装需要对管材进行加工和连接；通风与空调工程除风机、风阀等定型设备外，风管一般为现场制作，随后进行组合安装，相对来讲，给排水专业及通风与空调专业在现场施工时容易调整，不至于对实际施工的进度等产生较大影响，而电气工程中的电缆桥架一般为定制产品，将参数提供给生产厂家做好成品后运至施工现场直接进行安装，而如果没有对管线进行优化，在安装过程中遇到需要电缆桥架避让时，要与生产厂家进行沟通制作，往往会耗费大量的人力物力，而通过优化后的BIM 模型对定制桥架的参数、数量以及特殊点的过弯桥架准确控制，实现现场材料的精细化管理，能起到提高经济效益，提高施工效率的作用。

在NavisWorks 中使用TimeLiner，可以将Microsoft Project 等软件编制的进度计划导入或是直接在NavisWorks 中选中对象编制进度计划：以已编制完成的统一总进度计划为指导，按专业进行编排各自进度计划，使用模型中的对象附着于进度计划中的任务来创建四维模拟，这使我们能够看到进度在模型上的效果，将计划日期与实际工作日期进行比较，采用循环模式模拟现场施工来预测可能的偏差，做到提早预警并针对问题制定纠偏措施。通过这种方式，能够积极简便的探寻施工中影响施工进度的因素并采取措施。

6 在造价管理中的应用

施工阶段的造价管理目标是将工程项目造价控制在计划投资额范围内，定期对实际发生的造价值和目标值进行对比，及时采取措施纠正偏差。而工程量计算是造价管理预算编制的基础，而revit 软件自带自动算量功能，相较于一般的手工在组件中加入它所包含的工项名称，于还未建置的实体组件中加入其工项尺寸及参数。模型制作完成后，利用revit 软件中的明细表功能，筛选需要进行计算的工项，随后加入计算公式，计算已筛选的工项数量，反复建立筛选不同工项的明细表，当所有需要计算的工项计算完后，在各张不同明细表中选取同一工项的数量进行汇总后便可得到较为准确的工程量。自模型建立完成时便可自动生成具体数据，减少统计工程量与实际工程量的偏差。

图 revit 算量

7 结语

算量和二维软件算量，基于BIM 软件的算量方法能够提升算量的客观性和效率，其最大优势在于工程量的统计与核算上，三维模型的建立使得以往算量中模糊不清的竖向工程量变得清晰和便于计算，其算量方法为：在BIM 模型组件制作时，

本文仅针对安装工程中的管线施工过程对BIM 技术的简单应用进行简要阐述，基于BIM 技术所带来的施工技术革新逐渐在施工中得以运用，但以BIM 技术实现现场实际生产进度实时反馈的5D 技术受平台，硬件等的限制，在实际生产中应用还存在一些问题，相信利用好可简单实现的BIM 技术在建筑行业所带来的技术创新能够使我们的建设过程更加顺畅、拥有更高的效率及经济效益。