CN114580057A - 一种基于bim的综合管廊管线出线设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，属于综合管廊管线设计领域，克服了传统综合管廊管线出线二维设计中的缺点。本发明方法：收集入廊管线、管线规划、三维物探数据、相交管廊管线设计资料，并利用三维设计软件将基础数据转化为三维模型；初步设计并新建综合管廊各管线专业的管线出线模型；不同管线专业间的出线模型进行协调并整合合并；各管线专业对本专业管线模型进行校验；将管线出线模型与管廊外构筑物、市政管线、设计道路、物探管线、相交管廊管线条件模型进行整合；进行管线出线模型与外部条件模型的协调校验；确定最终设计方案；输出图纸。本发明提高管线出线线位分析的效率和准确性，减少管线碰撞，规避工程风险。

Description

一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法

技术领域

本发明属于综合管廊管线设计领域，具体涉及一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法。

背景技术

地下综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，它的建设已成为城市发展的必然要求，综合管廊的管线出线设计干扰因素众多，是设计过程中的重点和难点。现阶段绝大多数管廊项目采用传统的二维软件进行设计，二维设计方式在全盘考虑各类设计因素，规避管线碰撞，确保管线覆土和净距等方面有较大的局限性，在有限的设计周期内，很难规避所有的设计施工风险，得出最优的设计方案。尤其是对于周围构筑物较多、相交市政道路较复杂的管廊，使用二维软件设计更难于满足管线出线的整体统筹，这样无形中增加了出线功能节点的结构复杂性，从而加大了项目的投资预算，同时在施工过程中由于设计考虑不周，可能会导致现场的冲突调整，增加了项目施工风险，在财力和时间上都造成损失。

因此有必要提出一种全新的基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，优化设计方案，提高设计效率，确保设计合理性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，以克服传统综合管廊管线出线二维设计中的缺点，通过该方法，能直观判断管线位置，提高设计效率和各专业间沟通协调的效率，规避施工风险，优化管线出线位置，避免碰撞冲突，降低投资成本，确保设计方案的合理性，并使方案最优。

本发明的技术方案是：一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，包括以下步骤：

S10：设计准备工作，收集入廊管线、管线规划、三维物探数据、相交管廊管线等设计资料，并利用三维设计软件将基础数据转化为三维模型；

S20：初步设计并新建综合管廊各管线专业的管线出线模型；

S30：不同管线专业间的出线模型进行协调，并将符合规范要求的一些出线功能节点进行整合合并；

S40：各管线专业对S30步骤生成的本专业管线模型进行校验，直至管线排布满足规范要求；

S50：将管线出线模型与管廊外构筑物、市政管线、设计道路、物探管线、相交管廊管线等条件模型进行整合；

S60：进行管线出线模型与外部条件模型的协调校验，调整管线出线模型，确保出线合理性；

S70：管线出线模型与管廊其他专业模型进行三维设计协同，确定最终设计方案；

S80：输出三维模型与二维图纸。

作为本发明的进一步改进，在步骤S10中，收集的设计资料包含二维信息与三维信息，诸如二维物探数据、相交管廊管线数据、地形地貌数据等，利用软件OpenRoads快速生成三维数据模型，基于三维数据开展管廊出线节点三维设计工作。

作为本发明的进一步改进，在步骤S20中，采用Revit软件新建管廊各管线专业包括电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、排水等出线节点的三维模型，模型颜色按照专业系统划分，包含管径、管道类型、材质等属性信息。

作为本发明的进一步改进，在步骤S30中，各管线专业基于出线节点模型进行沟通协调，并将距离相近、规范允许合并的出线节点进行结合，共用一条通道出线，形成综合出线节点模型。

作为本发明的进一步改进，在步骤S40中，管线出线模型专业内进行校核，确保管线无碰撞，管线出线形式、通道净高、安装检修等均满足规范要求。

作为本发明的进一步改进，在步骤S50中，与各条件模型整合是将包括管廊外围构筑物、市政直埋管线、设计道路、现状地形、物探管线等模型基于相同的坐标系进行模型整合。

作为本发明的进一步改进，在步骤S60中，与外部条件模型协调校验是进行管廊管线出线模型与外围条件模型的碰撞点分析、与出线管线交叉点的水平和垂直净距分析，以及出线管线与市政管线的连通性分析、出线管线的覆土埋深分析等，对不满足要求的点进行标记，生成校核报告，反馈给各管线专业设计人员。

作为本发明的进一步改进，在步骤S70中，将管线出线模型提交给管廊结构、总图、概算等专业进行三维的设计协同，主要包括：协同结构专业模型，校核管线模型与结构主体是否冲突，是否影响梁板结构布置等；协同总图专业对出线位置节点进行布局，出线位置是否影响总体布局方案；协同概算专业对出线模型进行评估，是否影响整体造价等，直至满足所有专业要求，得到最优出线设计方案。

作为本发明的进一步改进，在步骤S80中，输出的二维图纸是由管廊管线出线三维模型导出，包括：各专业管线出线的位置、节点布置、埋深，管线平面交叉点净距以及与各类市政管线连接方式等信息。

本发明的有益效果是：

1. 通过本发明方法克服了传统管廊管线出线设计中的缺点与不足，使得综合管廊管线出线设计可视化、信息化、规范化，提高管线出线线位分析的效率和准确性，减少管线碰撞，规避工程风险，高效地解决了管廊管线出线与周边环境的空间关系问题，确保设计合理性，实现设计质量和效率的双重提升。

2. 本发明方法实现了基于BIM技术的综合管廊管线出线正向设计流程，所有设计工作都是基于BIM模型展开，避免了由图纸生成模型的重复建模工作，设计产生的管线出线模型为综合管廊全专业三维共享协同提供依据，提高全专业设计沟通决策的效率，输出的三维设计成果传递至下游，为智慧建造奠定基础。

附图说明

图1为本发明基于BIM的综合管廊管线出线设计方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1、

一种基于BIM的综合管廊出线设计方法，如图1所示，所有设计工作均基于三维设计软件开展，各专业基于三维模型进行设计协同，发现问题及时进行信息反馈并修改。下面针对该方法的具体过程做详细的介绍：

S10：设计准备工作，收集入廊管线、管线规划、三维物探数据、相交管廊管线等设计资料。

在上述步骤实施过程中，管线专业进行综合管廊管线出线设计前，应收集设计资料，包括入廊管线类型、管线专项规划、三维物探数据资料、相交管廊管线情况等，设计资料包括传统二维的图纸、文档等，也包括总图、建筑、结构等专业建立的方案设计模型。利用三维设计软件将二维物探数据、相交管廊管线数据、地形地貌数据等生成三维数据模型，基于这些资料、模型等开展管廊出线节点的三维设计工作。

S20：新建综合管廊各专业管线出线模型。

在上述步骤实施过程中，基于收集的管廊出线设计资料，管线各专业将其他专业模型链接至Revit软件中，新建管廊出线节点三维模型，包括电力、通信、热力、燃气、给水、排水、再生水等管线，模型颜色按照专业系统划分，并包含管线管径、管道类型、材质等属性信息。

S30：管线专业间出线模型设计协同，并将部分出线功能节点进行整合合并。

在上述步骤实施过程中，由总图专业组织，将各管线专业的出线节点模型按照真实地理坐标进行整合，并结合三维地形及点云地形资料，各专业间随时协同，将距离相近、规范允许合并的出线节点进行结合，共同使用一条通道出线，形成综合出线节点模型。

S40：进行管线专业内的协调校验，直至管线排布满足规范要求。

在上述步骤实施过程中，将合并后的管线出线模型利用Revit或Navisworks等三维软件进行整合，基于综合管廊规范要求进行管线专业内的综合协调，确保各专业管线无碰撞，管线出线形式、通道净高、防火分区划分、管线安装检修等均满足规范要求。调整时，按照优先级顺序依次进行调整，具体顺序如下：临时管线避让永久管线、非重力管线避让重力管线、管径小的管线避让管径大的管线、检修少的管线避让检修频繁的管线。

S50：将管线出线模型与管廊外构筑物、市政管线、设计道路、物探管线等条件模型进行整合。

在上述步骤实施过程中，利用OpenRoads等三维设计软件快速建立管廊外部条件模型，模型应体现准确的几何信息，包括管廊外围构筑物（地铁、通道等）、市政直埋管线、设计道路、现状地形、物探管线、相交管廊管线等，然后将管廊外部条件模型与管廊出线模型基于相同的坐标系进行模型整合，模型格式可输出为Autodesk和Bentley系列软件识别的通用格式，例如.FBX和.DWG等。

S60：进行出线模型与外部条件模型的动态协调校验，调整管线出线模型，使其满足规范要求。

在上述步骤实施过程中，与外部条件模型协调校验是在设计过程中，基于三维基础数据进行管廊管线出线模型与外部条件模型的碰撞点分析，各管线间的水平、垂直净距分析，出线管线与市政管线的连通性分析，出线管线的覆土埋深分析等等。利用Revit软件中的管线碰撞检测功能能快速找到碰撞点，测量管线间的净距，调整各专业管线模型以满足管线综合的规范要求。

所述的管线综合的规范要求原则，包括管线的最小水平和垂直净距要求、投资成本控制要求，具体包括：

① 管线之间水平净距满足管线综合规范最低要求；

② 管线之间垂直净距满足管线综合规范最低要求；

③ 调整管线后方案需要尽量满足投资成本低的要求；

④ 调整时，按照优先级顺序依次进行调整，优先级顺序从前到后依次降低，具体顺序如下：临时管线避让永久管线、非重力管线避让重力管线、管径小的管线避让管径大的管线、检修少的管线避让检修频繁的管线。

基于整合后的模型可直观测量判断错误点，对不满足要求的点进行标记，生成校核报告，反馈给各管线专业设计人员。设计人员根据校核报告，调整管廊出线模型，直至满足设计要求。

S70：管线出线模型与管廊其他专业模型进行三维设计协同。

上述步骤实施过程中，将调整好的管线出线模型提交给管廊结构、总图、概算等专业进行BIM设计协同，内容包括：协同结构专业模型，校核管线模型与结构主体是否冲突，是否影响梁板结构布置等；协同总图专业对出线位置节点进行布局，出线位置是否影响总体布局方案；协同概算专业对出线模型进行评估，是否影响整体造价等，如图1所示，重复上述步骤，直至满足所有专业要求，得到最优出线设计方案。

S80：输出三维模型与二维图纸。

上述步骤实施过程中，输出设计成果，包括三维模型与二维图纸。三维模型切图导出二维图纸，通过标准化出图样板统一制图线性、文字、颜色、图层、样式保证模型与图纸的统一，也保证了出图的标准性。输出的二维图纸包括：各管线专业管线出线的位置、节点布置、埋深，管线平面交叉点净距以及与各类市政管线连接方式等信息。

综合管廊管线出线主要是指电力出线、通信出线、热力出线、燃气出线、给水出线、排水出线、再生水出线。

Revit主要进行综合管廊出线节点模型的设计建模工作，Openroads主要进行外部条件模型（外围构筑物、市政直埋管线、设计道路、现状地形、物探资料等）的建模工作，Navisworks主要负责管廊出线BIM模型和外部条件模型的整合工作，以及协调各专业、各构件的干涉情况，反馈并优化。

综上所述，本发明提供了基于BIM技术的综合管廊管线出线设计方法，通过本发明方法克服了由于传统二维设计局限性导致的管线碰撞、后期返工等不足，使得综合管廊管线出线设计可视化、信息化、规范化，提高管线出线线位分析的效率和准确性，减少管线碰撞，规避工程风险，高效的解决了管廊管线出线与周边环境的空间关系问题，确保设计合理性，提升了设计质量和效率，实现方案最优化，降低投资成本。

本发明实现了基于BIM技术的综合管廊管线出线正向设计流程，所有设计工作都是基于BIM模型展开，避免了由图纸生成模型的重复建模工作，设计产生的管线出线模型为综合管廊全专业三维共享协同提供依据，提高全专业设计沟通决策的效率，输出的三维设计成果传递至下游，为施工阶段BIM技术应用，智慧建造及数字化归档奠定基础。

Claims (9)

1.一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于包括以下步骤：

S10：设计准备工作，收集入廊管线、管线规划、三维物探数据、相交管廊管线设计资料，并利用三维设计软件将基础数据转化为三维模型；

S20：初步设计并新建综合管廊各管线专业的管线出线模型；

S30：不同管线专业间的出线模型进行协调，并将符合规范要求的一些出线功能节点进行整合合并；

S40：各管线专业对S30步骤生成的本专业管线模型进行校验，直至管线排布满足规范要求；

S50：将管线出线模型与管廊外构筑物、市政管线、设计道路、物探管线、相交管廊管线条件模型进行整合；

S60：进行管线出线模型与外部条件模型的协调校验，调整管线出线模型，确保出线合理性；

S70：管线出线模型与管廊其他专业模型进行三维设计协同，确定最终设计方案；

S80：输出三维模型与二维图纸。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S10中，收集的设计资料包含二维信息与三维信息，利用软件OpenRoads生成三维数据模型，基于三维数据开展管廊出线节点三维设计工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S20中，采用Revit软件新建管廊各管线专业包括电力、通信、热力、燃气、给水、再生水、排水出线节点的三维模型，模型颜色按照专业系统划分，包含管径、管道类型、材质信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S30中，各管线专业基于出线节点模型进行沟通协调，并将距离相近、规范允许合并的出线节点进行结合，共用一条通道出线，形成综合出线节点模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S40中，管线出线模型专业内进行校核，确保管线无碰撞，管线出线形式、通道净高、安装检修均满足规范要求。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S50中，与各条件模型整合是将包括管廊外围构筑物、市政直埋管线、设计道路、现状地形、物探管线模型基于相同的坐标系进行模型整合。

7.根据权利要求6所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S60中，与外部条件模型协调校验是进行管廊管线出线模型与外围条件模型的碰撞点分析、与出线管线交叉点的水平和垂直净距分析，以及出线管线与市政管线的连通性分析、出线管线的覆土埋深分析，对不满足要求的点进行标记，生成校核报告，反馈给各管线专业设计人员。

8.根据权利要求7所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S70中，将管线出线模型提交给管廊结构、总图、概算专业进行三维的设计协同，包括：协同结构专业模型，校核管线模型与结构主体是否冲突，是否影响梁板结构布置；协同总图专业对出线位置节点进行布局，出线位置是否影响总体布局方案；协同概算专业对出线模型进行评估，是否影响整体造价，直至满足所有专业要求，得到最优出线设计方案。

9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的综合管廊管线出线设计方法，其特征在于：在步骤S80中，输出的二维图纸是由管廊管线出线三维模型导出，包括：各专业管线出线的位置、节点布置、埋深，管线平面交叉点净距以及与各类市政管线连接方式。

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