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BIM技术在地下管网设计和施工中的应用
来源:www.cqzrhj.com 发布时间:2023年10月17日
摘要:随着城市化进程的加速,城市地下管线建设发展异常迅猛,随之而来的地下管线管理方面的问题也越来越多,因施工导致的管线损坏而造成的停水、停气、停电以及通信中断等事故频发,排水管道排水不畅引发道路积水和城市水涝灾害司空见惯,窨井盖丢失“吞人”报道频频,为了解决这些问题,进一步加强城市地下管线管理,准确掌握管线动态信息,运用物联网技术对地下管线进行智能化管控,成为一种手段和趋势。



关键词:BIM技术;地下管网设计;施工;应用;



引言



近年来,以BIM为代表的信息技术正在为地下管网智慧建设提供新的解决方案。BIM的三维可视化特性和物件导向的信息存储方式为地下管网信息集成和可视化管理提供了良好的操作平台,而新兴的3D扫描实景建模技术增强了BIM模型的仿真水平,更加贴近工程实际。


1.地下管线现状及问题


地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市的“生命线”。城市地下管线通常沿着城市道路进行布设,形成各种立体的传输网络,种类有给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业和综合管沟(廊)八大类管线。这些管线又分属于自来水公司、排水公司、燃气公司、热力公司、各电信公司、电力公司、政府、部队和各工矿企业等多个单位建设管理。管线的建设方面,各建设环节的管理又分属于不同的政府管理部门,导致管线建设时序不一致,管线信息不共享。长期以来,地下管线建设工作没有统一的管理和协调机构,以及“重地上、轻地下”的思想,导致城市地下管线建设工作缺少详细的规划设计,地下管线的建设和管理各自为政,各部门互不沟通,导致马路拉链现象层出不穷,城市地下管线管理成为城市发展的“短板”。为解决地下管线管理方面的诸多问题,近年来,我国许多城市相继建立了综合管网信息系统,成功探索并实现了以城市精细化管理为目标的管线管理新模式。但随着城市快速发展,地下管线建设规模不足、管理水平不高,应对突发事件能力不强等问题凸显,一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件,严重影响了人民群众的生命财产安全和城市运行秩序。使用传统的技术和方法已难以有效解决这些问题,积极有效地引入新一代信息技术和智能手段来提高地下管线管理水平是当前迫切需要思考的问题。


2.BIM技术在地下管网智慧建设的研究现状


在智能地下网络建设领域,目前的研究和应用主要侧重于建设完成后的运营规模管理,并进行了有益的测试。查明了地下管线的隐形问题,并提出了一种基于地理信息系统和BIM的路线可视化方法来管理网络运营规模基于协同设计的城市道路和地下管网管道的参数化建模,并应用碰撞检测、数量统计和BIM模型平面纵断面提取;(b)采用新技术,如BIM和GIS,以补充城市政府的综合管理;张大华:讨论了在市政管网建设中使用BIM技术的必要性,并认为模型漫游和可视化是建设的重要参考。以某高校校园地下管网为例,并基于GIS建模方法,利用BIM技术对校园地下管网、管井设施和地面全景进行三维建模,为城市管网建设和管理中BIM技术的研究提供了参考然而,与施工管理和完工有关的研究和应用相对较少。


3.BIM组织与实践


3.1协同CDE搭建


为使得各参与方能够协同工作,需要从标准制定和软件环境部署两个方面搭建统一云存储数据环境(CDE,commondataenvironment)。结合此项目地下管网 特点,制定的标准包含5方面内容,即:模型拆分、工作集、空间坐标、文件组织结构以及校审流程。以水电结构子系统类型作为模型划分基础原则,结合交付文件“八字段”(文件类型-工程标识-工作阶段-工程区域文件专业-文件顺序号-文件版本号-文件状态)的命名规则,形成文件层级组织结构。各子系统根据各自局部坐标分别建模,最终根据工程测点进行组装,一方面方便任务拆解,另一方面保证建立的模型适应系统要求且拥有足够精度。ProjectWiseCE软件分为服务器端和客户端,通过两端协作可以实现工作空间的定制与托管、角色权限的分配与管理、工程公用信息的读取与写入、设计文件的检入与上传等。同时,对于与业主、咨工以及其他第三方的沟通,项目采用了BusinessCollaboration系统进行设计施工文件提交、函件发布与回复等。以上两种系统共同部署在项目私有云端,所提供的服务覆盖了工程过程中各参与方与各阶段需求,共同形成了CDE的软件支持环境。


3.2模型展示与虚拟漫游


地下管网最直接的BIM设计成果即为三维可视化的BIM模型。区别于以往,此工程结合协同环境和BIM流程,深化了BIM可视化的应用。首先,在设计阶段,做到了云端设计可视化,在多专业设计修改时可实时响应;其次,在施工阶段,发布的模型可以同时在桌面客户端和移动端进行显示查看,方便与现场人员交流;最 后,设计的成果可以输出虚拟漫游执行程序,业主及相关方可沉浸式浏览管网等现场隐蔽工程,直观了解现场情况。


3.3参数化建模与碰撞检测


参数化建模为BIM技术的一大主要特征,在此工程的水电井设计中得到了应用。例如,对于不同类型的电井,主要差异点为主要尺寸(长、宽、高)不同,而其余细节设计相似。为此,不同的电井,仅需建立一套约束模板,同时通过设置长、宽、高的组合便可驱动模型自动变化,无需重复建模。参数化的建模技术大幅度提高了设计效率,为后期设计变更赋予了更大的灵活性。


3.4竣工记录


挖掘和施工完成后,需要记录现场的实际情况为了提高自己的绩效管理水平,提高交付数据的质量。此专案尝试使用3d扫瞄点云模型来储存danny的资料。并与全站仪视图进行对比,得出了四点结论:①三维扫描仪的测量精度与全站仪基本相同,但数据密度和测量速度明显优于全站仪;②全站仪测量适合测量内容简单、长、线性测量,三维扫描仪适用于测量内容高、数据密度高的圆形或矩形区域的测量t;③现场可得知全站仪的测量结果。并且三维扫描仪测量的最 重 要结果必须在后台处理——在得到之前,没有实时;④三维扫描仪中的点云模型与BIM模型中的数据交互良好,可对点云和BIM模型进行比较分析。简而言之,三维扫描仪的测量将更适合于管理底层网络建设btm基础,全面记录数据将节省时间和劳动力成本,并且向业主提供更好的数据将有助于保持两者之间的良好关系-我...。值得提升。BIM模型除拥有精 确的几何外形,还包含工程属性信息,如材料、造价、施工进度、质量验收等。在此工程施工管理过程中,施工方可以利用模型信息进行设计工程量快速校核、现场施工形象进度演示、关键问题研究和质量验收定位等应用,提升过程管控水平和效果。对于结构物密集或者施工难度较大的地方可以利用模型进行现场施工交底,从而提高交底验收率,加快竣工验收。


4.结论


在设计施工总体流程中应用BIM技术,建立协同工作环境,提高设计效率与质量,增强施工管控,加快了项目验收进度,显示出BIM技术在国外地下管网工程的应用优势。全过程BIM技术的应用提升了地下管网设计施工信息化管理手段,为工程其他专业应用BIM技术提供了有益的参考,也为BIM成果深入应用至运维阶段提供先行探索。




参考文献
[1]李亭,谢立全,吴军伟,等..管网工程设计中的软件协同BIM技术研究[J].土木建筑工程信息技术,2021,13(2):79-85.
[2]陈立民,马雪萍,谭慧君.浅谈城市地下管网的三维建模及应用[J].测绘与空间地理信息,2017,40(11):111-112.
[3]张达华.BIM技术在市政管网施工中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(34):160.
[4]于贵书.BIM技术在管网综合设计中的探究与应用[D].大连理工大学,2016.



来源:地下管线之家

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