BIM 技术在城镇燃气管道工程中的应用

张风桃，李志军

（北京优奈特燃气工程技术有限公司，北京100023）

1 引言

国家统计局提供的相关数据显示，截至2019 年，我国城镇地区常住人口数量达到84 843 万人，城镇人口在总人口中所占的比重，即城镇化率达到60.60%。以此为背景，各类城镇建设项目飞速发展，对市政配套基础设施也提出了许多新的要求。在城镇燃气管道建设中，BIM 技术的应用能够提升管道工程规划、设计和施工的合理性，保证良好的施工效果，将燃气管道的功能和作用切实发挥出来，规避管道运行中的各类安全隐患。

2 BIM 技术概述

BIM 技术指建筑信息模型，对比传统的CAD 技术，由BIM 技术构建的模型的维度更多，技术人员可以从不同的视点和角度对模型进行观察、分析与操作，更加贴近现实，因此，也能更好地把握建筑工程施工建设中可能出现的问题，做好相应的防范和应对。

3 BIM 技术在城镇燃气管道工程中的应用

BIM 技术在燃气行业的应用是大势所趋。城镇燃气工程主要包含门站、储配站等各类场站工程、燃气管道工程等。

3.1 碰撞检测

管线碰撞检测可以借助Revit 或Navisworks 软件实现，相比较而言，前者给出的报告比较简单，后者得到的报告更加清晰，也可以给出具体的碰撞位置图片，因此更加常用。在以往的工程项目规划中，城镇燃气管道的设计都是由具备相关资质的燃气公司进行，但是因为缺乏与其他市政部门之间的沟通交流，可能会引发相应的专业交叉或者碰撞问题，而基于BIM 技术的管道碰撞检测，能够对不同专业之间的协同设计和施工问题进行解决，提高设计的合理性，避免设计变更。

3.2 虚拟施工

通过在BIM 三维模型中引入时间维度，可以得到相应的子模型，模拟燃气管道施工的动态过程，提前检验施工技术与施工计划的合理性，做好及时的调整与优化，保证工程的施工效果。BIM 技术的4D 虚拟施工技术能够实现对工程难度的有效控制，具体来讲，就是通过制定详细施工进度表的方式对各个阶段施工的时间节点进行明确，帮助燃气管道工程的参与方在项目实施前，及时发现存在的问题和不足，借助优化模型为现场施工提供指导。

3.3 全生命周期应用

BIM 技术在城镇燃气管道工程中的应用应涵盖工程的全生命周期，包括设计、施工、运维、改造以及拆除等环节。而在每一个阶段，技术人员都可以利用BIM 技术对模型总的信息进行提取、修改和更新。这里主要针对运维阶段存在的问题和应对策略进行分析[1]。

3.3.1 存在问题

燃气管道的运营安全与城镇居民的日常生活密切相关，从目前来看，大部分城镇燃气管道工程的管理都集中在设计和施工阶段。在欠缺管道运营维护观念的情况下，经常出现燃气管道堵塞、腐蚀、渗漏等问题，还可能会因为道路施工等因素引发管道的外力破坏，影响管道的正常使用。另外，燃气管道信息泄露问题同样十分严重，燃气管道深埋于地下，属于隐蔽性工程，工程说明和竣工图纸对后期的运维工作意义重大。但是很多情况下，城镇燃气管道工程的竣工资料依然采用纸媒的形式，保存难度大，容易丢失，给后期的运维工作带来很大的不便。

3.3.2 应对策略

将BIM 技术应用到城镇燃气管道运营维护中，能够对上述问题进行解决：

1）BIM 模型中涵盖了燃气管道工程设计施工阶段的所有信息，保证了信息的完整性和连续性，项目参与方可以根据自身需求随时调取工程信息，从源头上对传统纸质资料或者竣工图纸丢失问题进行规避和解决。

2）以BIM 技术为支撑，可以实现对模型参数的及时更新，还能在模型中对每一次维护的相关数据进行记录，推动模型的不断完善，解决以往资料管理中存在的信息分散问题，也可以避免信息混乱造成的误导。

3）BIM 技术所具备的可视化特征，使工作人员能够利用三维模型更加直观地分析可能存在的问题，对出现问题的设备和管段进行精准定位，找出问题的原因，并采取有效措施对问题进行处理。

3.4 其他问题

3.4.1 图纸问题检查

利用BIM 技术进行基础建模的过程也是进行图纸会审的过程，在建模过程中，利用BIM 模型三维可视化的特点可以排查出图纸中存在的设计错误和管线排布不合理的情况，并提交设计院进行处理。通过BIM 技术配合图纸会审，可以使各参建单位特别是施工单位提前熟悉设计图纸，领会图纸的设计意图，了解工程特点和施工难点，将后期在施工过程中可能出现的问题提前进行解决，提前发现可能的变更项，为变更做准备。利用三维模型对设计图纸进行错误、漏项、碰撞、缺项的检查，一方面优化了图纸信息，另一方面提高了施工效率，减少了工程返工现象的发生。

3.4.2 碰撞检查及优化设计

利用BIM 技术三维可视化特点，可以检查燃气管线与雨污管线、电力通信等其他建构物之间是否存在碰撞点并分析碰撞的原因，与设计方沟通，提出解决方案，避免在施工过程中出现工程返工。

3.4.3 净高检查

在完成管线及建筑结构的模型创建后，可以进行净高检查模拟，列出净高不足的部位，并分析净高不满足的原因，与设计方沟通协商，确定解决方案，以获得好的观感。

3.4.4 通过性检查

通过三维漫游，参照设计的运输路径，可以模拟设备进场的运输过程，进行设备通过性检查。为设备进入安装位置预留的运输路径提供依据，避免出现工程返工。

3.4.5 可视化技术交底

对于管线综合施工中的复杂节点，管线布置密集，利用二维剖面视图和三维视图，可以做多个剖面及多个三维视点，模拟实际的管线安装情况，方便施工人员查看各专业管线的标高及布局情况。将二维图纸与三维模型结合查看，更加方便施工人员理解设计意图和实际操作，避免理解错误造成的工程施工错误[2]。

4 BIM 技术在城镇燃气工程中的深度应用趋势

4.1 BIM 与云计算

基于云计算强大的计算功能，BIM 技术可以与云计算进行集成应用，将BIM 城镇燃气工程应用中计算量大且复杂的工作转移到云端，以提升计算效率。

4.2 BIM 与智能型全站仪

BIM 与智能型全站仪集成应用，是通过对软件、硬件进行整合，将BIM 模型带入施工现场，利用模型的三维空间坐标数据驱动智能型全站仪进行测量，提高了燃气工程中的测量精度。

4.3 BIM 与GIS

BIM 与GIS 集成应用，是通过数据集成、系统集成或应用集成来实现，可在BIM 应用中集成GIS，也可在GIS 应用中集成BIM，提升城镇燃气工程的智慧化水平。

4.4 BIM 与CIM

BIM 与CIM（城市信息模型）平台的融合，使微观领域的BIM 城镇燃气领域信息与宏观城市领域的CIM 信息实现交换和互操作，提升了BIM 应用深度，将BIM 的应用从燃气单体延伸到建筑群甚至智慧城市级水平。

5 结语

在城镇燃气管道工程的施工建设中，涉及内容众多，容易出现与其他市政工程交叉施工的问题，要切实保障工程的施工进度和效果，可以将BIM 技术引入其中，借助相应的BIM 三维可视化模型，完成燃气管道碰撞检测、虚拟施工以及运营维护工作，做好不同专业和作业环节的协调，以此保证燃气管道工程建设和运营的效果，为城镇居民的生产生活提供便利。