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BIM技術(shù)在地下管網(wǎng)設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用
來源:h078.cn 發(fā)布時(shí)間:2023年10月17日
摘要:隨著城市化進(jìn)程的加速,城市地下管線建設(shè)發(fā)展異常迅猛,隨之而來的地下管線管理方面的問題也越來越多,因施工導(dǎo)致的管線損壞而造成的停水、停氣、停電以及通信中斷等事故頻發(fā),排水管道排水不暢引發(fā)道路積水和城市水澇災(zāi)害司空見慣,窨井蓋丟失“吞人”報(bào)道頻頻,為了解決這些問題,進(jìn)一步加強(qiáng)城市地下管線管理,準(zhǔn)確掌握管線動(dòng)態(tài)信息,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對地下管線進(jìn)行智能化管控,成為一種手段和趨勢。



關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);地下管網(wǎng)設(shè)計(jì);施工;應(yīng)用;



引言



近年來,以BIM為代表的信息技術(shù)正在為地下管網(wǎng)智慧建設(shè)提供新的解決方案。BIM的三維可視化特性和物件導(dǎo)向的信息存儲(chǔ)方式為地下管網(wǎng)信息集成和可視化管理提供了良好的操作平臺,而新興的3D掃描實(shí)景建模技術(shù)增強(qiáng)了BIM模型的仿真水平,更加貼近工程實(shí)際。


1.地下管線現(xiàn)狀及問題


地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,是城市的“生命線”。城市地下管線通常沿著城市道路進(jìn)行布設(shè),形成各種立體的傳輸網(wǎng)絡(luò),種類有給水、排水、燃?xì)?、熱力、電信、電力、工業(yè)和綜合管溝(廊)八大類管線。這些管線又分屬于自來水公司、排水公司、燃?xì)夤?、熱力公司、各電信公司、電力公司、政府、部?duì)和各工礦企業(yè)等多個(gè)單位建設(shè)管理。管線的建設(shè)方面,各建設(shè)環(huán)節(jié)的管理又分屬于不同的政府管理部門,導(dǎo)致管線建設(shè)時(shí)序不一致,管線信息不共享。長期以來,地下管線建設(shè)工作沒有統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),以及“重地上、輕地下”的思想,導(dǎo)致城市地下管線建設(shè)工作缺少詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計(jì),地下管線的建設(shè)和管理各自為政,各部門互不溝通,導(dǎo)致馬路拉鏈現(xiàn)象層出不窮,城市地下管線管理成為城市發(fā)展的“短板”。為解決地下管線管理方面的諸多問題,近年來,我國許多城市相繼建立了綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng),成功探索并實(shí)現(xiàn)了以城市精細(xì)化管理為目標(biāo)的管線管理新模式。但隨著城市快速發(fā)展,地下管線建設(shè)規(guī)模不足、管理水平不高,應(yīng)對突發(fā)事件能力不強(qiáng)等問題凸顯,一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件,嚴(yán)重影響了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行秩序。使用傳統(tǒng)的技術(shù)和方法已難以有效解決這些問題,積極有效地引入新一代信息技術(shù)和智能手段來提高地下管線管理水平是當(dāng)前迫切需要思考的問題。


2.BIM技術(shù)在地下管網(wǎng)智慧建設(shè)的研究現(xiàn)狀


在智能地下網(wǎng)絡(luò)建設(shè)領(lǐng)域,目前的研究和應(yīng)用主要側(cè)重于建設(shè)完成后的運(yùn)營規(guī)模管理,并進(jìn)行了有益的測試。查明了地下管線的隱形問題,并提出了一種基于地理信息系統(tǒng)和BIM的路線可視化方法來管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營規(guī)?;趨f(xié)同設(shè)計(jì)的城市道路和地下管網(wǎng)管道的參數(shù)化建模,并應(yīng)用碰撞檢測、數(shù)量統(tǒng)計(jì)和BIM模型平面縱斷面提??;(b)采用新技術(shù),如BIM和GIS,以補(bǔ)充城市政府的綜合管理;張大華:討論了在市政管網(wǎng)建設(shè)中使用BIM技術(shù)的必要性,并認(rèn)為模型漫游和可視化是建設(shè)的重要參考。以某高校校園地下管網(wǎng)為例,并基于GIS建模方法,利用BIM技術(shù)對校園地下管網(wǎng)、管井設(shè)施和地面全景進(jìn)行三維建模,為城市管網(wǎng)建設(shè)和管理中BIM技術(shù)的研究提供了參考然而,與施工管理和完工有關(guān)的研究和應(yīng)用相對較少。


3.BIM組織與實(shí)踐


3.1協(xié)同CDE搭建


為使得各參與方能夠協(xié)同工作,需要從標(biāo)準(zhǔn)制定和軟件環(huán)境部署兩個(gè)方面搭建統(tǒng)一云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境(CDE,commondataenvironment)。結(jié)合此項(xiàng)目地下管網(wǎng) 特點(diǎn),制定的標(biāo)準(zhǔn)包含5方面內(nèi)容,即:模型拆分、工作集、空間坐標(biāo)、文件組織結(jié)構(gòu)以及校審流程。以水電結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)類型作為模型劃分基礎(chǔ)原則,結(jié)合交付文件“八字段”(文件類型-工程標(biāo)識-工作階段-工程區(qū)域文件專業(yè)-文件順序號-文件版本號-文件狀態(tài))的命名規(guī)則,形成文件層級組織結(jié)構(gòu)。各子系統(tǒng)根據(jù)各自局部坐標(biāo)分別建模,最終根據(jù)工程測點(diǎn)進(jìn)行組裝,一方面方便任務(wù)拆解,另一方面保證建立的模型適應(yīng)系統(tǒng)要求且擁有足夠精度。ProjectWiseCE軟件分為服務(wù)器端和客戶端,通過兩端協(xié)作可以實(shí)現(xiàn)工作空間的定制與托管、角色權(quán)限的分配與管理、工程公用信息的讀取與寫入、設(shè)計(jì)文件的檢入與上傳等。同時(shí),對于與業(yè)主、咨工以及其他第三方的溝通,項(xiàng)目采用了BusinessCollaboration系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工文件提交、函件發(fā)布與回復(fù)等。以上兩種系統(tǒng)共同部署在項(xiàng)目私有云端,所提供的服務(wù)覆蓋了工程過程中各參與方與各階段需求,共同形成了CDE的軟件支持環(huán)境。


3.2模型展示與虛擬漫游


地下管網(wǎng)最直接的BIM設(shè)計(jì)成果即為三維可視化的BIM模型。區(qū)別于以往,此工程結(jié)合協(xié)同環(huán)境和BIM流程,深化了BIM可視化的應(yīng)用。首先,在設(shè)計(jì)階段,做到了云端設(shè)計(jì)可視化,在多專業(yè)設(shè)計(jì)修改時(shí)可實(shí)時(shí)響應(yīng);其次,在施工階段,發(fā)布的模型可以同時(shí)在桌面客戶端和移動(dòng)端進(jìn)行顯示查看,方便與現(xiàn)場人員交流;最 后,設(shè)計(jì)的成果可以輸出虛擬漫游執(zhí)行程序,業(yè)主及相關(guān)方可沉浸式瀏覽管網(wǎng)等現(xiàn)場隱蔽工程,直觀了解現(xiàn)場情況。


3.3參數(shù)化建模與碰撞檢測


參數(shù)化建模為BIM技術(shù)的一大主要特征,在此工程的水電井設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。例如,對于不同類型的電井,主要差異點(diǎn)為主要尺寸(長、寬、高)不同,而其余細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)相似。為此,不同的電井,僅需建立一套約束模板,同時(shí)通過設(shè)置長、寬、高的組合便可驅(qū)動(dòng)模型自動(dòng)變化,無需重復(fù)建模。參數(shù)化的建模技術(shù)大幅度提高了設(shè)計(jì)效率,為后期設(shè)計(jì)變更賦予了更大的靈活性。


3.4竣工記錄


挖掘和施工完成后,需要記錄現(xiàn)場的實(shí)際情況為了提高自己的績效管理水平,提高交付數(shù)據(jù)的質(zhì)量。此專案嘗試使用3d掃瞄點(diǎn)云模型來儲(chǔ)存danny的資料。并與全站儀視圖進(jìn)行對比,得出了四點(diǎn)結(jié)論:①三維掃描儀的測量精度與全站儀基本相同,但數(shù)據(jù)密度和測量速度明顯優(yōu)于全站儀;②全站儀測量適合測量內(nèi)容簡單、長、線性測量,三維掃描儀適用于測量內(nèi)容高、數(shù)據(jù)密度高的圓形或矩形區(qū)域的測量t;③現(xiàn)場可得知全站儀的測量結(jié)果。并且三維掃描儀測量的最 重 要結(jié)果必須在后臺處理——在得到之前,沒有實(shí)時(shí);④三維掃描儀中的點(diǎn)云模型與BIM模型中的數(shù)據(jù)交互良好,可對點(diǎn)云和BIM模型進(jìn)行比較分析。簡而言之,三維掃描儀的測量將更適合于管理底層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)btm基礎(chǔ),全面記錄數(shù)據(jù)將節(jié)省時(shí)間和勞動(dòng)力成本,并且向業(yè)主提供更好的數(shù)據(jù)將有助于保持兩者之間的良好關(guān)系-我...。值得提升。BIM模型除擁有精 確的幾何外形,還包含工程屬性信息,如材料、造價(jià)、施工進(jìn)度、質(zhì)量驗(yàn)收等。在此工程施工管理過程中,施工方可以利用模型信息進(jìn)行設(shè)計(jì)工程量快速校核、現(xiàn)場施工形象進(jìn)度演示、關(guān)鍵問題研究和質(zhì)量驗(yàn)收定位等應(yīng)用,提升過程管控水平和效果。對于結(jié)構(gòu)物密集或者施工難度較大的地方可以利用模型進(jìn)行現(xiàn)場施工交底,從而提高交底驗(yàn)收率,加快竣工驗(yàn)收。


4.結(jié)論


在設(shè)計(jì)施工總體流程中應(yīng)用BIM技術(shù),建立協(xié)同工作環(huán)境,提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量,增強(qiáng)施工管控,加快了項(xiàng)目驗(yàn)收進(jìn)度,顯示出BIM技術(shù)在國外地下管網(wǎng)工程的應(yīng)用優(yōu)勢。全過程BIM技術(shù)的應(yīng)用提升了地下管網(wǎng)設(shè)計(jì)施工信息化管理手段,為工程其他專業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)提供了有益的參考,也為BIM成果深入應(yīng)用至運(yùn)維階段提供先行探索。




參考文獻(xiàn)
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來源:地下管線之家

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