BIM技术在地下室管线孔洞预留中的应用

黄平 林冠宏 庞毅玲

【摘 要】为了提高地下室管线孔洞预留一次验收合格率，通过对某在建工程地下室进行管线孔洞预留质量抽样检验，分析地下室管线孔洞预留质量主要缺陷为孔洞定位及尺寸不准确，并继续找到造成主要缺陷的3个主要因素——缺乏科学的图纸审查方法、缺乏管线专业协同作业方法和技术交底不透彻。运用BIM技术对实际施工项目进行全专业建模，利用模型进行三维图纸会审，优化管线排布，组织协同施工作业，三维技术交底指导地下室管线孔洞预留施工。结果表明，运用BIM技术进行地下室管线孔洞预留能够有效解决孔洞预留定位及尺寸不准确的问题，为提高地下室管线孔洞预留的一次验收合格率提供了参考价值。

【关键词】BIM;地下室;管线;孔洞预留

【中图分类号】TU712.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）09-0066-03

0 前言

随着社会的快速发展，土地价格不断攀升。为了提高土地利用率，开发商不仅往上向高空争取空间，还向地面以下开拓空间，因此地下室普遍出现在建筑中。地下室设备房较多，管线复杂，给排水、暖通、电气和消防等各专业管线密集，管线穿墙和楼板数量多，在预留管线孔洞时极易产生质量缺陷，直接影响管线孔洞预留的一次验收合格率，对工程质量和进度影响较大。提高地下室管线孔洞预留一次验收合格率是工程中必须解决的重要难题[1-5]。

目前，国内外学者对运用BIM技术应用于管线设计及安装方面进行了一些研究。王红磊[6]运用BIM技术在设计方面解决了机电管线的错漏碰缺、净高不足等问题，减少了设计变更数量。王健[7]将BIM协作平台、BIM团队与工程各参与方的协作模式应用于地下室管线综合设计优化，取得较好的效果。

综上所述，国内外学者对BIM技术应用于管线设计及安装的研究主要是以较为宏观的角度进行探讨，并未对管线孔洞预留问题进行深入研究。本文通过分析传统施工方法中的不足，找到影响地下室管线孔洞预留的一次验收合格率的主要末端因素，并把BIM技术运用到实际工程的地下室管线孔洞预留中，实现了地下室管线孔洞预留一次验收合格率的提高，从而提高了施工效率和质量。

1 传统施工中影响地下室管线孔洞预留一次验收合格率的因素

为了分析地下室管线孔洞预留质量情况，作者依据《混凝土结构工程施工规范》中管线孔洞预留存在的常见问题分类及检查要求，对某在建工程地下室管线孔洞预留质量进行抽查，共检查300个点，不合格53个点，合格率为82.3%。调查结果见表1。

根据管线孔洞预留质量问题调查表，绘制出管线孔洞预留质量问题排列图（如图1所示）。

由图1可见，“孔洞定位不准确”“孔洞尺寸不正确”累计频率达62.3%，是管线孔洞预留的主要质量问题。减少这两项问题的发生率，能够有效提高地下室管线孔洞预留一次验收合格率。经过进一步研究发现，引起这两项主要问题的主要因素有3个，分别是缺乏科学的图纸审查方法、缺乏管线专业协同作业方法和技术交底不透彻。

1.1 缺乏科学的图纸审查方法

在传统方法中，甲方在施工前组织设计及施工单位对各专业施工图进行图纸会审，寻找图纸中的错漏碰缺问题。但由于地下室涉及专业多，情况复杂，而各专业设计施工人员往往只能局限于本专业领域内，不能以全专业的视角进行图纸审查，因此即使进行多次图纸会审，在施工中仍会发现孔洞定位不准确和尺寸不正确等问题，特别是多专业管线交汇和存在坡度的管线（如无压力管）通过的地方，这样的问题尤为明显。以上情况降低了管线孔洞预留一次验收合格率，影响工程质量和延误工期。

1.2 缺乏管线专业协同作业方法

目前，各专业施工队组缺乏管线专业协同作业方法。先进场的施工队组只考虑自身安装方便，不考虑其他专业管线的布置空间，协同作业水平偏低，导致后续专业施工队组进场后安装施工困难，甚至出现无法使管线穿过预留洞口，必须对已安装管线进行拆卸后重新定位安装或重新开孔的情况，大大降低了施工效率，与精细化管理的趋势背道而驰。

1.3 技术交底不透彻

传统施工进行技术交底时，多以静态图片配合文字进行交底，直观性差，未能透彻、到位地把施工要点传达给各级人员，导致相关人员在履行相应职责时频频出错。例如，管道定位操作过程交底不透彻，导致管线孔洞预留错位，造成返工，浪费人力、物力。

2 BIM技术在地下室管线孔洞预留中的应用

BIM（Building Information Modeling）技术的出现可以有效解决传统施工方法中的不足与缺陷。其优点是三维可视化、可协调性及可模拟性[8]。运用BIM技术制定地下室管线孔洞预留方法并应用于某商业综合体工程项目，该项目总建筑面积为111 809.2 m2，地上共29层，建筑高度为119.85 m，地下设3层地下室，地下室建筑面积为32 484.79 m2，管线专业多且较为复杂。

2.1 运用BIM技术进行三维图纸会审，优化管线排布

根据各专业施工图利用Revit软件分專业进行项目全专业建模，并将各专业模型进行链接整合，成果如图2所示。在全专业BIM模型中进行三维可视化审图，重点审查各专业内和专业间存在的错漏碰缺问题（如图3所示）。发现问题后把问题反馈给甲方和设计单位，由设计单位进行设计变更。

同时，运用BIM技术辅助设计方进行管线优化排布，使整个地下室管线系统布局更为合理美观，便于施工。最后在需要孔洞预留的地方进行开洞（如图4所示），并导出《管线孔洞预留汇总表》，在报告中显示管线开洞直径及位置。以上措施极大地降低了施工中由于错漏碰缺问题引起的管线孔洞预留问题，提高了施工效率。采用以上措施后，一直困扰施工方的带坡度重力排水管墙体孔洞预留问题也迎刃而解（如图5所示）。

2.2 运用BIM技术进行协同作业

为实现各专业施工队组协同施工，在管线优化排布后的BIM模型中标注各专业管线孔洞预留的水平相对位置尺寸及标高信息（如图6所示），导出CAD图纸并打印辅助施工图。同时，导出关键部位三维示意图指导施工。施工队组根据图纸定位并安装本专业管线，避免与后续管线施工队组安装的管线产生碰撞而出现无法使管线穿过预留洞口，必须进行拆卸后重新定位安装或重新开孔的情况。有效提高管线孔洞预留的一次验收合格率和工作效率，避免后期返工，延误工期。

2.3 运用BIM技术进行三维技术交底

在施工交底会中，运用BIM技术进行三维技术交底，借助BIM三维模型与现场进行对比，以三维视角进行演示和交流，交底过程中辅以BIM施工模拟视频，使每位施工管理人员真正领会孔洞预留施工方法和质量标准，把握施工工艺中每个关键细节（如图7所示）。对孔洞预留施工常出现问题的重点部位进行详细展示，必要时在施工现场利用平板电脑等移动设备打开BIM轻量化模型，在模型中对需要预留洞口的墙或板进行现场交底。运用BIM技术进行三维交底，提高了施工技术人员的交底效率及正确率，降低了施工中出现问题的概率，从而提高了管线孔洞预留的一次验收合格率。

运用BIM技术指导实际工程地下室管线孔洞预留施工后，对该地下室管线孔洞预留质量问题进行调查，结果见表2。由表2可知，运用BIM技术指导地下室孔洞预留施工后，“孔洞定位不准确”数目由19个降为5个，合格率提高28%，而“孔洞尺寸不正确”数目由14个降为3个，合格率提高22%，地下室管线孔洞预留总合格率从原来的82.3%提高到93.7%。

3 结语

地下室管线孔洞预留一直是困扰施工方的一大難题，直接影响管线安装的质量与效率。本文针对地下室管线孔洞预留难点，利用BIM技术三维可视化、可协调性及可模拟性的优点，把BIM技术应用到实际项目地下室管线孔洞预留中，克服了传统施工方法的不足。结果表明，采用BIM技术可有效提高管线孔洞预留一次验收合格率，从而提高管线安装施工质量及效率，节约工期，解决了地下室管线孔洞预留这一技术难点。

参 考 文 献

[1]杨震卿，张红，张莉莉，等.BIM技术在机电施工中的应用研究[J].建筑技术，2015，46（2）：132-134.

[2]刘敏，许伟航.港珠澳大桥桥隧转换的机电管线集成应用[J].水运工程，2019（9）：104-107.

[3]纪凡荣，徐友全，曾大林，等.BIM技术在某项目管线综合中的应用[J].施工技术，2013，42（3）：107-109.

[4]曹峰.BIM对机电设计的影响分析[J].建材与装饰，2017（15）：53-54.

[5]王红玉，罗智华，李樟海，等.广州白云国际会议中心地下室管线综合设计[J].给水排水，2007，33（9）：68-71.

[6]王红磊.BIM技术在某大型复杂游艺项目机电管线深化设计中的应用[J].建筑施工，2017，39（6）：864-866.

[7]王健.大型地下室机电管线综合的BIM技术应用[J].施工技术，2016，45（6）：32-36.

[8]张健，黄洁，苏涛永.BIM在大型公建项目设计中的应用价值分析[J].建筑科学，2019，35（1）：45-50.