BIM技术在市政工程设计中的实践研究

唐书阳

（安徽省六安市霍邱县城市管理行政执法局，安徽 霍邱 237400）

1.引言

随着时代的发展，BIM 技术在市政工程当中得到利用已经成为必然。尤其是一些桥梁、林园等较为特殊的市政工程，对BIM 技术的依赖越来越强。但BIM 技术利用历史较短，其还存在一些影响因素，明确这些影响因素以及对BIM 技术在工程里具有的作用进行深入分析，对于该技术完善有着积极意义[1]。

2.BIM 技术简介

BIM 技术实际上就是建筑信息模型Building Information Modeling 的缩写。即对项目信息进行采集，然后将其输入既定的系统最终建立建筑工程模型，利用数字信息来进行仿真模拟。BIM 技术保证了建筑工程设计的紧密性、科学性、系统性，能够减少资源浪费，提升工程质量的同时降低施工成本，是建筑工程行业可持续发展的技术保证[2]。具体来说BIM 技术有“三维设计、四维建造、五维运营”特点，其具有这些功能主要是因为BIM 技术当中融入了空间学、工程学、几何学以及地理信息系统，让其具有设计可视化、部门协调化、流程模拟化、程序整合化、读图直接化、管理一体化、信息完备化等特点[3]。

3.BIM 技术于市政工程设计当中具有的作用

BIM 技术在市政工程设计当中发挥的作用非常明显，涉及到了场地分析、设计规划、设计方案论证、设计方案动态优化、多领域协调沟通等。

3.1 场地分析

市政工程一般都占地面积大，对地下水文地质要求高，需要认真进行场地分析。BIM 技术具有地理信息采集、车流流量统计等功能，能够为建筑物地基工程提供水文以地质参数，使得交通桥梁工程也可以获得所需重要数据，提高建筑质量。另外，场地分析也包括施工场地功能划分等，可以保证各部门并行不悖，避免材料二次搬运[4]。在该方面经典案例是湘潭河东滨江风光带的交通建设，该工程西面临江，东部则为居民区，周边交通不发达，施工土方工程大，在BIM 技术之下，对土方工程做到了因点而异，即不同点、不同地段的地质水文情况实行不同深度挖掘以及填埋，同时保证碾压均匀性，保证路基整体的稳定性。

3.2 设计规划

市政工程形成的建筑都属于公共空间，必须要考虑建筑物和交通系统、绿化系统、水电气系统的匹配，避免彼此影响实现各系统的正常运行，甚至于能够实现整体规划优化，提升市民的居住体验。BIM 技术具有的地理信息系统可以实现实景模拟建设，最终让设计者看到市政工程和周围环境的匹配情况。在白马立交公路工程当中我们便可以看到BIM 技术具有的规划功能，在该工程设计阶段采用三维建模发现了部分工程围护桩和城市排水管道存在冲突，因此积极地将这一发现反馈给设计院，使得设计方案获得调整，避免了后续的施工变更[5]。

3.3 设计方案论证

设计方案论证需要从施工是否可行、规划是否合理来展开论证。这一环节非常重要，若是设计方案不符合建设目标便不能够施工。利用BIM 技术以后，能够利用三维模型将设计展示出来，其中具有碰撞试验功能，可以将存在彼此影响的硬碰撞、软硬碰撞等进行体现，这样缩短了论证时间。在市政工程的林园施工设计方案论证当中，BIM 技术具有非常突出的作用。林园系统必须要考虑到改善小气候这一因素，还需要考虑到其和周围交通系统、城市基础设施等是否存在冲突，这其中就需要利用BIM 技术来对热岛效应、绿色施工、噪声污染、海绵系统进行统筹安排，提高设计方案的可行性、科学性、系统性，能够让后续施工得到便利[6]。另外，利用BIM 技术的三维模型来构造树冠线以及林园空间层次，使得林园艺术性得到提升。

3.4 动态优化

指的是通过BIM 技术可以使得设计阶段和施工阶段更好对接，并且能够为施工阶段留下更好的调整空间。地铁作为市政工程的特殊组成，其设计复杂，必须要在设计之初考虑到诸多施工当中可能遇到的问题。这是因为后续施工专业接口多、施工场所密集、各部门施工容易出现互相影响[7]。

4.BIM 技术融入市政工程设计的几个难点

4.1 招投标

招投标阶段决定了施工图纸设计里能够融入BIM 技术。一般建设单位确定了某个市政工程项目，然后会委托市政工程设计院进行设计，或者直接面对社会招标。在招标的文件里会直接要求投标企业具有BIM 设计能力。但是目前来说，在市政工程设计招投标环节很多地区并没有针对BIM 技术给出更加详细的标准，这是源于现阶段关于BIM 技术缺乏标准规范。这也往往导致选标环节难以对投标单位的BIM 技术水平进行评价[8]。

4.2 设计参数

BIM 技术实际上就是建筑信息模型，其需要系统正确的参数，故此对数据采集要求较高。市政工程十分复杂，地上地下情况繁复，而且还涉及到不同领域，必须要保证采集数据能够清晰分类。故此仅仅依靠过去的勘查手段已经不能满足数据库要求。比如桥梁工程就涉及到建筑学、力学、工程学诸多学科，每一个学科所对应的部分都有庞大的参数需要确定，不同的公式让人眼花缭乱。

4.3 人才

随着BIM 技术的不断推广，国家也开始推出BIM 技术认证，其目的是为建筑工程行业输送专业人才，使得BIM 技术能够进一步融入建筑工程当中，发出其具有的功能。但毕竟BIM 技术本身尚未成熟，所以目前的人才队伍质量并不高。而市政工程基本上都是规模大、投资多，基本上都会超过使用BIM 技术要求的最低标准，使用BIM 技术基本上板上钉钉，这就导致市政工程设计当中BIM 技术人才需求十分迫切。可以说人才质量决定了BIM 技术的成熟和发展。

4.4 软件成熟程度

BIM 技术是软件系统，其稳定性、计算能力、可操作性等都会直接影响最终的建筑质量以及建筑安全。目前市面上的BIM 软件系统就有30 余种，而在世界范围内则多达60 余种，这就使得企业在软件选择上有着一定的自由度。但是若是使用了不够成熟的软件后果会很严重。毕竟BIM 技术是一个信息系统，一个参数错了可能就会导致系列参数错误。况且在一些复杂的工程里需要不同的BIM 技术软件，若是彼此不兼容，这带来的影响更为严重。

5.提升BIM 技术于市政工程设计中水平的策略

5.1 市政工程BIM 技术规范制定以及BIM 技术招投标标准的制定

为了确保在市政工程设计当中切实实现BIM 技术，广东省、深圳市交委等部门都先后声明中标单位必须要在设计当中体现BIM 技术，而且设计合同价的5%用来作为BIM 设计费，建设单位会在之前价款基础上增加费用用来实现BIM 设计。诚然也声明在设计当中若是中标单位并没有融入BIM 设计就会扣除设计合同价10%，以此来作为设计单位违约金。但毕竟BIM 技术还不成熟，此类合同也存在缺陷，使得招投标环节对于能够融入BIM 技术约束力不足。

5.2 信息采集技术的提升

可以融入无人机参数采集，例如立交桥的一些参数采集当中可以利用无人机技术，其在智能系统控制之下，会通过探测元件捕捉一定范围内的建筑的高低面积、车流的流量和速度、地质水文等等，这些参数对于立交桥的宽窄高低以及承重设计都有一定的帮助。无人机参数采集之后可以进行实景虚拟设计，将虚拟的桥梁搭建起来，可以对其和周围环境融合程度、交通噪声等进行测试，利于进行进一步调整。另外，在机场道路建设当中，因为机场远离市区，在城市到机场这段距离之内存在较为复杂的地形，此时便可以动用无人机进行地形、地质、水文等数据采集，将数据输入BIM 系统后，可以确定出最佳长度、质量最好的道路轨迹[9]。

5.3 专业人才的培养

需要提高目前的BIM 技术人才资格证的考核难度，要确保有思想、有技术、有道德的人进入行业，从基础上把握质量关。同时要给予人才足够的重视，保证其薪酬以及福利，调动人才的从业积极性。提供向国外有关单位学习的机会。只有保证人才队伍的质量和数量的增加，才能使得市政工程设计获得BIM技术的驱动。

5.4 规范软件行业

要建立全国统一的BIM 技术研究中心，要从国家到地方都注入资源资本，要构建一个权威的BIM 软件平台，保证技术的统一性。目前以深圳BIM 技术中心为代表的有关单位都在软件、建筑技术等领域进行积极研究，力求提高建筑工程融入BIM 技术的水平。笔者认为有必要实现各单位的联合，打破传统思维实现资源共享、理论碰撞，只有如此才能在软件行业、工程建筑等领域实现突破，使得BIM 技术得到进一步发展[10]。

6.结语

市政工程设计当中利用BIM 技术，实际上就是使用了该技术当中具有的信息模型来对工程设计进行优化，既能保证设计合理性，又能降低后续施工的风险，做到绿色施工，力求建筑项目的经济效益和社会效益双丰收。这其中软件水平和人才水平是主要因素，是影响BIM 技术在市政工程设计融入的关键因素。