BIM技术在某工厂污水处理站房施工中的应用

王小龙，夏征勇

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 工程概况

某工厂污水处理厂房，地下1 层、地上2层，建筑总面积19827m2，日污水处理量为50000 吨。该工厂生产工艺较多，不同生产工艺排出的废水的水质不同，因此需要的污水处理系统不同，该项目共有10条常规管线系统和34 个污水处理系统，污水处理工艺系统较复杂。由于污水处理系统工艺不同且种类和数量庞大，传统的二维施工图纸已经不足以表达施工建设的各方面信息，非常容易造成信息传递偏差使施工过程中出现工序碰撞和冲突，最终导致工程返工，造成工期和成本的浪费。另外，污水处理系统施工时，管道工程和机电项目工程量大，材料设备较多。本项目通过引入BIM 工程控制技术进行污水处理项目的施工，对项目施工涉及的建筑专业、结构工程、机电安装和管道施工搭建参数化模型[1-2]。

BIM 技术主要的优点之一就是对施工项目的整体情况进行模拟演示，通过对施工全过程进行演示可以及时发现各工序环节的协同性，通过对施工过程中工序排布、管道碰撞进行优化设计实现对施工过程最优排布，同时可以根据模型实现不同施工阶段的工程量计算辅助现场各项施工安排。因此，BIM技术可以对污水处理建设等大型施工项目提供良好的技术支持[3]。

2 具体应用

2.1 工艺管道系统核对

该污水处理项目污水处理系统庞大且涉及的管道施工较多，传统的二维设计和施工技术图纸表达信息有限，很难全面展示现场施工细节，核图效果较差，不易发现图中存在的问题。由于二维图纸的平面性限制，在同一空间上最多可以展示8层管道，且每层在平面上单独体现，因此不易核对出设计图纸的表述完整性。基于BIM 技术采用Revit 软件进行建模，搭建的三维立体模型可以直观形象的展示出各层管道的模型。通过三维模型可以比较直观地核对系统设计的完整性和正确性，核对施工图中标注信息的正确性，及时发现系统设计的缺陷及不合理之处，确保模型搭建过程中的完整性[4]。

2.2 空间管理

机电安装工程是污水处理项目的主要部分，机电安装工程涉及的污水处理设备较多，污水处理的管道形状结构复杂、数量较大。如何将复杂的管道设备比较合理美观的安装在规定的建筑空间内是对机电安装的一项挑战，因此管道施工之前的综合管理工作至关重要。传统的管线综合工作主要是通过经验技术和专业能力较强的人员进行人工审图，及时发现施工过程中的专业冲突，并通过分析局部剖面及时调整管线施工方案，但这种方式过分依靠人工经验和技术，可以解决比较明显的冲突问题，容易遗漏或者带来其他问题。本污水处理项目工程量巨大，传统的方法已经无法满足工作需要。本污水项目通过BIM 技术将复杂的三维模型组织为二维输出，并为此建立了多套视图样板，形成多套出图体系，对电子图纸的分类汇总，保证迅速查找所需图纸，提高了电子文档与图纸档案并存的高效管理模式。同时，二维图纸可与模型实时联动，在模型变更的同时，图纸可自动更新，进而满足各专业BIM 模型与二维施工图一致的需求，无需设计人员逐一进行手动更改，减少因设计变更而引起的工作量，最大程度降低错误率。因此，通过虚拟的三维模型演示功能实现施工过程的协调施工，可以直观形象地演示建筑结构与机电安装的相对位置以及机电安装各个管道之间的关系（见图1）。

图1 局部三维剖面图

针对管道较多且施工复杂的区域进行剖面演示，还可以利用Revit 软件直接导出剖面图，并且针对施工较复杂的位置可以生成多方向的剖面图，进行施工细节查询和管道位置调整。由于建筑空间有限，应对设备的安装位置进行合理规划，确保其安装位置和检修位置充足。对采购的设备进行安装设计时，按照类型尺寸创建设备族，并导入项目模型中，对设备的机电和管道穿墙部分进行位置确定，并在建筑结构施工时预留穿墙洞口，确保后续安装时位置、尺寸的合理匹配（见图2）。

图2 机房管线模型

基于BIM 技术的各种辅助功能并建立三维模型，最大程度降低施工碰撞。在BIM模式下设计三维立体管道图，能有效展示10 条常规管线的空间位置，给人清晰印象，同时，相比传统设计模式，BIM模式下能有效避免设计冲突，找出设计不合理性，并及时进行修改。此外，随着技术的不断更新发展，还能利用BIM软件模拟碰撞试验，从而检测其功能质量，最大化贴近施工标准。

2.3 工程量统计

施工前需要对工程的各施工阶段进行工程量统计，并据此和施工进度合理安排工程设备和材料进场，目前对简单的工程项目，管理人员还是习惯采用原始的方法进行工程量测算。基于BIM 技术采用Revit软件搭建项目三维模型包含了工程项目各阶段的所有参数信息，根据项目明细表可以统计出项目模型包含的所有材料信息，管理人员可以根据专业软件进行工程量的计算。基于该污水处理项目的BIM 技术，涵盖了项目相关各种数据，管理人员可以结合施工现场情况，实现对机电安装的全过程管控。通过明细表可以直接掌握对应施工阶段的材料消耗量并据此得出资金利用情况，通过对不同施工阶段的模型拆分，可以得到各个施工阶段的材料需求情况以及资金计划，并按照现场施工进度科学制定物资供应计划，动态调整物资材料，大大提高资金利用率。

在施工过程中，因为相关因素动态调整施工计划，若相应的材料供应无法及时跟进，将会影响现场施工。BIM技术搭建的项目模型可以随着计划变更及时调整相关数据，使各种计划同步更新，避免因信息传递不及时造成经济损失。机电安装过程中BIM 技术实现了物资材料的智能化管理，确保项目施工成本的可控性。

3 结语

①基于BIM技术采用Revit软件搭建的项目三维模型，可以更加直观具体地展示各结构、设备的位置、尺寸、形状等情况，项目模型搭载了施工相关的各参数信息，实现了各参建方的数据共享和信息交流。

②管理人员通过基于BIM 三维模型进行流程演示，可以对施工过程和工艺进行冲突碰撞测试并对施工过程优化调整，获取最优设计和施工方案，减少工程返工产生的成本支出。

③通过BIM 技术的明细表可以实现对工程量的统计计算，实现与物资供应、设备机械进场、人力资源等优化配置。

未来各类大型建筑及复杂工程项目将会越来越多，随着BIM技术和功能的不断成熟与拓展，将会提高各类大型项目的施工质量和效率。