CN110889160A - 一种基于bim技术的市政管道施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的市政管道施工方法,包括以下步骤:建立各专业管道BIM模型;在各专业管道BIM模型中对各自专业管道进行相应的专业校验;将校验后的各专业管道BIM模型进行整合;对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测,检测是否存在碰撞点;若有碰撞点,则根据碰撞点的情况对各专业管道BIM模型进行优化修改,并对优化后的各专业管道BIM模型进行整合;重复以上步骤,直至整合后的管道BIM模型中没有碰撞点。得出最优的建筑施工方案,规避工程风险,优化管道施工流程,减少碰撞,提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及市政管道施工技术领域,具体涉及一种基于BIM技术的市政管道施工方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展,国家逐步加快城镇基础设施的建设,市政管网建设是其中最重要的工程之一。市政管网是城市市政道路的重要配套设施,城市改造对管网建设的投入也逐年增加。新建市政道路下往往同时新建给水、雨水、污水、电力电信、燃气、热力等管线,各种管线交错复杂,水平竖向都有交叉,管线碰撞问题十分常见。同时,当市政道路进行改造或者拓宽时,常常伴随各类管道的新建与拆除,在原始管位改变且缺乏统一协调管理的施工条件下,更容易产生管线碰撞。
当前阶段,我国市政工程管道设计和施工模式大部分停留在二维图纸上,对于工程量大、工序复杂、管道种类多的市政管道新建工程和现状管线迁改工程,现场施工管理难以达到全面的统筹和精细化管理。同时,各管线专业及图纸之间是相互独立的,比如给排水管道和电力电信管道图纸分开绘制,导致各专业之间信息没有关联互通,无法实现信息实时传递;各专业管道仅仅靠横断面来控制水平间距,而竖向间距难以在设计阶段进行控制,因此,各类管线的碰撞问题在施工时才得以暴露,难以做到事前控制。其次,CAD绘制的二维平面图,各类管道的相对空间位置无法精确定位,设计、施工经验不足的设计师,在平面图、纵断面图设计时难免出错,出图无法精确的指导施工现场的管道施工,造成大量设计变更和签证,浪费人力、物力和工期。
在城市道路改造过程中,一般都会涉及管线迁改。由于老旧道路年代久远,雨污水管径设计较小,无法满足当前的排水流量要求,需要扩大管径;且大多电力电信管线采用地上式,改造时需新增电力电信管涵。因此,管线迁改是一项复杂、繁琐、协调难度大的工程。迁改时管线的空间位置发生改变,一方面会影响周围管道的稳定性,另一方面新增的管道与保留的管道在空间上容易发生碰撞,因此,管线迁改工程量大,当前施工方式实施效果较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种基于BIM技术的市政管道施工方法,得出最优的建筑施工方案,规避工程风险,优化管道施工流程,减少碰撞,提高效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种基于BIM技术的市政管道施工方法,包括以下步骤:
1)在软件系统中建立各专业管道BIM模型;
2)在各专业管道BIM模型中对各自专业管道进行相应的专业校验;
3)将校验后的各专业管道BIM模型进行整合;
4)对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测,检测是否存在碰撞点;
5)若有碰撞点,则根据碰撞点的情况对各专业管道BIM模型进行优化修改,并对优化后的各专业管道BIM模型进行整合;
6)重复步骤4)~5),直至整合后的管道BIM模型中没有碰撞点。
按照上述技术方案,在所述的步骤2)中,专业校验包括检查管道覆土厚度,管道横断面位置等是否合理,以及各专业管道的干管与支管是否互相冲突。
按照上述技术方案,专业校验还包括依据校验得到的问题对各专业管道BIM模型进行优化。
按照上述技术方案,在所述的步骤4)中,对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测的具体过程为:对管道BIM模型中管线交叉点进行标记编号,随后利用软件的碰撞检查功能,计算交叉点各管道水平和垂直净距,对不满足规范的交叉点进行标记为碰撞点,并提示碰撞。
按照上述技术方案,提示碰撞后还包括以下步骤:根据碰撞点的位置,定位管道交叉点,摸清碰撞点碰撞净距及管道类型,生成交叉点问题报告,反映各管道空间位置和碰撞程度,反馈给各管线专业设计人员,以便于对管道BIM模型再次进行优化。
按照上述技术方案,在所述的步骤4)中,碰撞点分为2种,一种为管道垂直净距小于规范要求,但没有发生直接空间接触,称为软碰撞;另一种为不同管道直接发生空间接触,称为硬碰撞。
按照上述技术方案,在所述的步骤6)之后,还包括以下步骤:
A)生成各专业管线的施工图和整合后的管线综合横断面图;
B)根据管道BIM模型建立三维场景模型;
C)进行BIM施工模拟;
D)在进入施工阶段后进行施工协同,实时监控管道BIM模型与实际施工中存在的差异,利用BIM模型不断完善和优化施工流程;同时将施工成果不断反馈给BIM模型,发现不合理的管道布局也要及时更正模型数据,不断优化。
按照上述技术方案,在所述的步骤C)中,BIM施工模拟的具体过程为:模拟沟槽开挖及管道铺设流程,此过程明确合理的开挖和管道敷设工序,为施工人员提供合理的施工方案,并合理分配人工、材料、机械,合理化利用资源。
按照上述技术方案,对于管线迁改工程,在所述的步骤1)中,各专业管道BIM模型均包括现状管道BIM模型和新建管道BIM模型,并且在现状管道BIM模型中明确需迁改和保留的管道,标记需迁改的管道。
本发明具有以下有益效果:
1.通过本发明方法促进市政管线建设合理化、规范化和信息化,为工程建设管理提供科学的、可操作的技术支持;得出最优的建筑施工方案,规避工程风险,优化管道施工流程,减少碰撞,提高效率。
2.实现从二维图纸到三维模型的跨越,并通过施工模拟融入到施工管理阶段,做到全流程管控;利用BIM模型使管线迁改方案更为合理,同时指导迁改方案实施,缓解传统管线迁改过程中工作繁杂、协调难度大的问题;能够提供事前控制和事中管理,在设计阶段解决大部分碰撞隐患,配合施工模拟,明确施工流程,加快施工进度;减少设计变更,节约人力物力,提高设计及施工效率。
附图说明
图1是本发明实施例中基于BIM技术的市政管道施工方法新建管道的施工流程图;
图2是本发明实施例中基于BIM技术的市政管道施工方法管线迁改的施工流程图;
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1~图2所示,本发明提供的一个实施例中的基于BIM技术的市政管道施工方法,包括以下步骤:
1)在软件系统中建立各专业管道BIM模型;
2)在各专业管道BIM模型中对各自专业管道进行相应的专业校验;
3)将校验后的各专业管道BIM模型进行整合;
4)对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测,检测是否存在碰撞点;
5)若有碰撞点,则根据碰撞点的情况对各专业管道BIM模型进行优化修改,并对优化后的各专业管道BIM模型进行整合;
6)重复步骤4)~5),直至整合后的管道BIM模型中没有碰撞点。
进一步地,在所述的步骤2)中,专业校验包括检查管道覆土厚度,管道横断面位置等是否合理,以及各专业管道的干管与支管是否互相冲突。
进一步地,专业管道为给排水专业管道,当同时新建给水管道、雨污水管道时,很容易出现雨水干管与污水支管之间、雨水支管与污水干管之间、给水管与雨水口连接管之间的碰撞。本专业校验能很大程度上减少管线碰撞点的数量,保证在整合模型阶段本专业管线不碰撞。
进一步地,专业校验还包括依据校验得到的问题对各专业管道BIM模型进行优化。
进一步地,在所述的步骤4)中,对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测的具体过程为:对管道BIM模型中管线交叉点进行标记编号,随后利用软件的碰撞检查功能,计算交叉点各管道水平和垂直净距,对不满足规范的交叉点进行标记为碰撞点,并提示碰撞。
进一步地,提示碰撞后还包括以下步骤:根据碰撞点的位置,定位管道交叉点,摸清碰撞点碰撞净距及管道类型,生成交叉点问题报告,反映各管道空间位置和碰撞程度,反馈给各管线专业设计人员,以便于对管道BIM模型再次进行优化。
进一步地,在所述的步骤4)中,碰撞点分为2种,一种为管道垂直净距小于规范要求,但没有发生直接空间接触,称为软碰撞;另一种为不同管道直接发生空间接触,称为硬碰撞。
进一步地,在所述的步骤6)之后,还包括以下步骤:
A)生成各专业管线的施工图和整合后的管线综合横断面图;
B)根据管道BIM模型建立三维场景模型;利用REVIT进行三维展示,直观反映各管道空间位置,反映垂向分布特征,便于项目参与者和施工人员理解;
C)进行BIM施工模拟;
D)在进入施工阶段后进行施工协同,实时监控管道BIM模型与实际施工中存在的差异,利用BIM模型不断完善和优化施工流程;同时将施工成果不断反馈给BIM模型,发现不合理的管道布局也要及时更正模型数据,不断优化。
进一步地,在所述的步骤C)中,BIM施工模拟的具体过程为:模拟沟槽开挖及管道铺设流程,此过程明确合理的开挖和管道敷设工序,为施工人员提供合理的施工方案,并合理分配人工、材料、机械,合理化利用资源。
进一步地,对于管线迁改工程,在所述的步骤1)中,各专业管道BIM模型均分为现状管道BIM模型和新建管道BIM模型,并且在现状管道BIM模型中明确需迁改和保留的管道,标记需迁改的管道。
进一步地,BIM为建筑信息模型,全英文名称为Building Information Modeling。
本发明的一个实施例中,参考图1~图2,一种基于BIM技术的市政管道施工方法,主要包括以下步骤:对于新建管道工程,先利用鸿业2018建立各专业管道BIM模型,各管线专业建立模型后,需要进行本专业校验,保证本专业管线不发生碰撞,间距合理,满足规范求要求。
在鸿业2018的平台上,将各专业的管道BIM模型进行整合,利用协同功能将各类管线模型集中到一个横断面上,便于管线综合专业进行总体管理。
利用鸿业2018软件对管线交叉点进行标记编号,随后利用软件的碰撞检查功能,计算交叉点各管道水平和垂直净距,对不满足规范的交叉点进行标记,并提示碰撞。根据碰撞类型,生成交叉点问题报告,具体如表1所示,报告管道空间位置关系和碰撞程度,反馈给各管线专业设计人员,设计人员根据报告对管道BIM模型再次进行优化。
对优化后的各专业管道BIM模型再次整合并进行碰撞检查,直到各管道净距满足规范要求,做到事前控制,防止施工中碰撞时反复变更。
碰撞检查通过后,即可出各管线专业施工图及管线综合横断面图。
随后,将整合后的BIM管道模型导入REVIT中建立三维场景模型,利用REVIT进行三维展示,直观反映各管道空间位置,反映垂向分布特征,便于项目参与者和施工人员理解。
然后进行BIM施工模拟,在本阶段模拟沟槽开挖及管道铺设流程,此过程明确合理的开挖和管道敷设工序,为施工人员提供合理的施工方案,并合理分配人工、材料、机械,合理化利用资源。
最后,在施工阶段进行施工协同,实时监控管道BIM模型与实际施工中存在的差异,利用BIM模型不断完善和优化施工流程;同时将施工成果不断反馈给BIM模型,发现不合理的管道布局也要及时更正模型数据,不断优化。
对于管线迁改工程,与新建管道不同的是,需先同时搭建现状管道BIM模型和新建管道BIM模型。明确需迁改和保留的管道,标记需迁改的管道;经本专业校验后,整合到同一个模型中,形成新旧管道整体BIM模型。
利用鸿业2018对管线交叉点进行标记编号,随后利用软件的碰撞检查功能,计算交叉点各管道水平和垂直净距,对不满足规范的交叉点进行碰撞提示,生成交叉点问题报告。
根据报告,依据新建管道服从现状保留管道的原则,各专业重新修改迁改管道和新建管道,现状保留管道保持不动。利用BIM模型合理优化管位和垂直净距,在保留现状管线的前提下使管线迁改与新建管道方案更加科学。
将优化后的BIM模型再次整合并进行碰撞检查,确保新旧管道无冲突。碰撞检查通过后,即可出各管线专业施工图及管线综合横断面图。
随后,将整合后的BIM管道模型导入REVIT中建立三维场景模型,利用REVIT向项目参与者进行三维展示。并在施工前进行BIM施工模拟,模拟管线迁改流程,明确合理的开挖、保留和管道敷设工序,为施工人员提供合理的施工方案。
最后,在施工阶段进行施工协同,利用BIM模型不断完善和优化施工流程;同时将施工成果不断反馈给BIM模型,发现不合理的管道布局以及不合理的保留方案要及时修改模型数据,不断优化迁改方案,使整个流程科学、高效。
表1
综上所述,通过本发明能在多个层面提供关键性信息,在设计层面,BIM可以提供设计信息、预算信息、时程信息;在建造层面,BIM可以提供数量信息、时程信息、估价信息;在管理层面,BIM可以提供视觉表现信息、资源利用信息、财务信息。在施工前利用BIM技术对整个施工过程进行模拟,分析不同资源配置、不同工序安排对工期、成本的影响,从而得出最优的建筑施工方案,规避工程风险。通过BIM技术,可以实现仿真数据共享,能提高协同工作效率,实现精细化管理。因此,市政管道工程施工迎来契机,能够利用BIM技术的优势,优化管道施工流程,减少碰撞,提高效率。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)建立各专业管道BIM模型;
2)在各专业管道BIM模型中对各自专业管道进行相应的专业校验;
3)将校验后的各专业管道BIM模型进行整合;
4)对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测,检测是否存在碰撞点;
5)若有碰撞点,则根据碰撞点的情况对各专业管道BIM模型进行优化修改,并对优化后的各专业管道BIM模型进行整合;
6)重复步骤4)~5),直至整合后的管道BIM模型中没有碰撞点。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,对于管线迁改工程,在所述的步骤1)中,各专业管道BIM模型均包括现状管道BIM模型和新建管道BIM模型,并且在现状管道BIM模型中明确需迁改和保留的管道,标记需迁改的管道。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,在所述的步骤2)中,专业校验包括检查管道覆土厚度,管道横断面位置等是否合理,以及各专业管道的干管与支管是否互相冲突。
4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,在所述的步骤4)中,对整合后的管道BIM模型进行碰撞检测的具体过程为:对管道BIM模型中管线交叉点进行标记编号,随后利用软件的碰撞检查功能,计算交叉点各管道水平和垂直净距,对不满足规范的交叉点进行标记为碰撞点,并提示碰撞。
5.根据权利要求4所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,提示碰撞后还包括以下步骤:根据碰撞点的位置,定位管道交叉点,摸清碰撞点碰撞净距及管道类型,生成交叉点问题报告,反映各管道空间位置和碰撞程度,反馈给各管线专业设计人员,以便于对管道BIM模型再次进行优化。
6.根据权利要求1所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,在所述的步骤4)中,碰撞点分为2种,一种为管道垂直净距小于规范要求,但没有发生直接空间接触,称为软碰撞;另一种为不同管道直接发生空间接触,称为硬碰撞。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,在所述的步骤6)之后,还包括以下步骤:
A)生成各专业管线的施工图和整合后的管线综合横断面图;
B)根据管道BIM模型建立三维场景模型;
C)进行BIM施工模拟;
D)在进入施工阶段后进行施工协同,实时监控管道BIM模型与实际施工中存在的差异,利用BIM模型不断完善和优化施工流程;同时将施工成果不断反馈给BIM模型,发现不合理的管道布局也要及时更正模型数据,不断优化。
8.根据权利要求7所述的基于BIM技术的市政管道施工方法,其特征在于,在所述的步骤C)中,BIM施工模拟的具体过程为:模拟沟槽开挖及管道铺设流程,此过程明确合理的开挖和管道敷设工序,为施工人员提供合理的施工方案,并合理分配人工、材料、机械,合理化利用资源。
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