市政给排水管线设计中BIM技术的应用探讨

张 玺

（中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司，重庆 400020）

随着我国现代科学技术的不断发展，BIM等技术在实践的过程中变得更加成熟，已经广泛运用于各个行业的设计和管理中。将这项技术与市政给排水管线的设计工作进行有效融合，不仅可以促进各个部门之间的协同合作，还可以通过模型的构建，对现有设计内容进行审核，从而对不合理的内容进行及时发现，并且制定针对性的措施，对问题进行解决。在进行模型构建时，不仅可以对各项数据信息进行全面提取，还可实现数据信息的储存和管理及整合应用[1]。

1 市政给排水管线设计要求

市政工程属于城市的基础设施。这项工程的应用质量，对于区域内的生产和生活产生重要的影响。在进行给排水管线设计时，主要是对城市内部和周边区域的污水及雨水、居民的生活和生产用水进行全面收集。通过对这些水源进行处理，促进水资源的循环利用，还要保证所有的水源处于合理的排放状态。这些设计内容共同组成了给排水系统。这项系统在运行的过程中，与各行各业的生产及居民的日常生活有重要的联系，属于城市发展和建设过程中最基础的设施。如果系统的功能不够完善，或者现有的基础设施建设力度不足，就无法促进水源的正常排放和高效利用，不仅会对周边的生态环境造成严重的污染，而且会对城市居民的正常生产生活产生不良影响。居民生活污水和其他类型的污水经过有效处理之后，可以进行循环利用[2]。

在对给排水管线进行设计时，需要构建工业的废水排放系统。因为在进行工业建设的过程中，各项生产都会产生一定的被污染的水源，如果没有单独构建排水系统，这些已经被污染的水源，会排入到生活污水管道中，增加了这种类型管道的运行压力，会导致此类排水管线系统在运行期间出现设备老化和压力管道破损等问题。因此需要单独构建工业类型的废水排放系统，确保工业废水能够顺利排放。在进行生活污水排放系统设计时，需要构建专门的室内排水系统，才能实现水源的正常排放，还要不定期地对现有的设备进行维修和养护，才能提高设备的运行水平。实际上现在大多数城市内部都建设有污水处理厂，污水处理厂的运行效果，代表了城市的环境保护质量，属于城市建设过程中最基本的公共类型设施。这种处理厂不仅可以对城市的污水排放量进行有效管控，还可以减少对周边自然环境的污染[3]。

对于给排水管线的设计来说，建立健全的排水管线，需要大量的资金投入，而且排水管道在使用的过程中，经常会受到周边环境的污染，会出现内部构件的老化或者管道的破损等问题。在对原有的设施进行改造和优化时，各项工作的开展难度比较大。目前在开展设计工作时，中央已经提出了更高的要求。地方政府需要构建健全的法律法规，乡镇区域也要按照出台的法规要求，对现有的管线系统进行完善和优化。在对现有的应急机制进行完善时，需要保证机制内容更加合理完整，一旦区域内发生暴雨出现内涝的问题，需要通过管线系统，及时发现安全隐患问题，并且对问题进行妥善处理。因此需要定期开展应急演练等活动，才能对突发性问题进行妥善的解决[4]。

在进行管线设计时，对各项技术的应用，也存在较高的要求。因为这项设计工作的专业性特征比较强，要积极地利用一些现代高科技开展这项工作，促进设计工作向着规范化和智能化等方向更好发展。在进行管线设计和建设的过程中，城市的领导层需要提高对这项工作的重视程度，要做好各项活动的组织和设计，并且将其作为紧迫的任务，确保各项活动能够顺利开展，否则就会对城市的发展安全产生较大的影响。国家政府部门也要提高对这项工作的监督力度，要对设计工作的实际开展情况进行全方位的追踪和管理。一旦发现某一部分的设计内容，与城市的实际运行情况不符，需要与设计人员进行及时的沟通和交流，并且对不合理的内容进行全面的修改，才能构建功能完善的给排水系统[5]。

2 BIM技术的应用特点

这项技术主要是提供设计和管理的工具，所包含的工作范围非常广，不仅可以提供与工作相关的资料，而且可以通过自动化的软件，对资料进行直接的调取和使用。这些资源并不是一成不变的，如果在开展相关工作时，需要最新的数据信息，可以对所有的数据进行同步的更新。还可以利用这项技术，将工作中的所有数据信息，全面整合到一起，录入到相关的软件中，实现各个专业的资源共享和协同合作[6]。

3 市政给排水管线设计中BIM技术的应用措施

3.1 做好设计前的准备工作

在开展设计工作之前，首先要做好前期的准备工作，设计人员要对工程所在区域的自然环境和地理情况以及人文特点进行全面的了解，要提取更加全面的数据信息，并且对区域内的水源分布情况进行深入的研究，才能为后续设计工作的开展，提供更加精确全面的数据资源。设计人员还要对给排水管线建设区域内的天气情况进行全面的了解，设计人员可以与气象部门的工作人员进行密切的沟通和交流，明确区域内的降雨量。在对地形和地貌特征及居民的居住情况进行分析时，设计人员需要因地制宜地制定相应的设计方案。如果施工区域为山区，那么设计人员要对周边的地形分布情况和污水厂的建设位置及河流的具体走向进行全面的了解。设计人员在掌握这些数据信息之后，需要对各个管线的具体走向进行合理的规划和设计，并且对BIM技术进行高效的利用[7]。

3.2 构建管网设计模型

在开展管道设计工作时，需要构建相应的三维模型。要想提高模型的应用价值，设计人员就需要进一步利用一些智能化的设计软件，构建相应的模型，并且对模型的功能效果进行全面的分析，确保模型在使用时能够发挥更大的作用。利用这些模型对系统进行分类，可以通过对管线进行精细化设计，提高管线的运行质量。首先设计人员需要构建机械的模板，建设完成之后，要对管道类型进行分析。并且根据不同类型的管道运行需求，对其进行专门的设计，从而构建相应的管道运行系统。在进行给排水管线设计时，主要是对雨水管和废水管及污水管等管道进行具体的设计。因为各种类型的管道在运行期间，对系统的功能提出不同的需求。在进行具体设计时，需要根据管道的用途，对系统的功能进行适当地调整。设计人员还需要根据管道的运行需求，选择不同的材料进行管道的建设，并且对各种类型的管道进行明确区分。例如可以对其进行颜色的标注，为后期统计工作的开展，提供更多的便利[8]。

上述相关工作完成之后，需要构建功能完善的模型。在进行模型建设时，需要对各种类型阀门设备和管件的结构要求进行充分考虑。设计人员需要具体问题具体分析，对各项影响因素进行全面考虑和控制。例如设计人员可以根据给排水工程的具体特点和区域内的实际情况，选择相对应的模型构建方法，避免模型在使用的过程中，与实际建设情况不符，降低设计工作的开展质量。设计人员要根据BIM系统的提示，对各个管道的高度和位置等参数进行明确的标注，进一步提高模型的构建水平[9]。

3.3 提高出图的效率

智能化设计软件的出图功能比较完善。设计人员在对给排水管线进行具体设计的过程中，可以根据管线的实际运行情况，将已经设计完成的方案直接打印，实现出图的设计。并且结合管线的实际运行数据信息，将其传入到智能化的系统中，对现有的设计方案内容进行持续的完善和优化，提高方案的应用合理性。设计人员在进行管线设计时，还要对这项技术的应用特点进行全面把握，并且结合自身的经验开展相关工作。设计人员还要根据时代的变化，对自身的设计理念进行全面更新，确保制作出来的设计方案应用可行性更高。在对管线周边的附属构筑物进行设计时，设计人员也可以利用这项技术开展相关工作。因为附属的构筑物结构内容更加复杂，在安装时一旦某一个构件的应用存在问题，就会对管线的运行质量产生较大的影响。因此设计人员需要充分利用这项技术，构建虚拟的模型，对构筑物的建设情况进行模拟。在模拟的过程中，需要对不合理的设计内容进行及时地发现和改正，为后续构筑物的实际建设提供有效的支持。

3.4 开展碰撞分析实验

在运用BIM进行设计时，可开展碰撞分析实验，将对这项工作的完成效果产生促进作用。在进行技术应用时，需要将层作为设计的单元，从而对给排水专业涉及的集合作为统一单元，在智能化设计软件中，导出相应的模型，在模型中进行碰撞分析时，不仅察看碰撞位置的图片和ID及坐标等参数，而且能够生成完善的碰撞报告。在对报告的内容进行分析时，各项数据更加直观，提高了实验的开展便利性。而且在对各项数据信息进行修改之后，可以对相对应的数据信息进行统一的调整。通过对其二次检查，从而对各个区域可能出现的碰撞问题进行及时地发现和处理。在进行智能化设计软件应用时，还可以通过各个模块的共同操作，减少不同类型管网的错漏和碰撞等问题。一旦排查出错误的ID之后，可以对其中的冲突构件进行准确的修改。在开展修改工作时，还需要严格遵循相应的原则，首先要进行主干管道和大管道的修改，其次进行小管道和分支管道的修改。而且要先进行大工程量的修改，修改完成之后，才能进行小工程量的更改。在经过多次的检验之后，需要对各项数据信息进行整合应用，从而对现有的方案内容进行优化，降低冲突问题的发生几率。

3.5 明确基坑的开挖位置

一般情况下在进行给排水管设计时，需要根据施工工期，对各个施工环节的建设时间进行科学的设计。但因为这项工程的建设工期比较紧，各个施工环节的作业时间比较少，在对其进行设计的过程中，不能沿用传统的方法，对管线进行调整。在对相关问题进行处理时，设计人员可以借助BIM技术，对管线进行精确的定位，从而对基坑的开挖位置进行快速准确的查找。设计人员可以根据现有图纸的内容，结合数据模型及碰撞分析报告，对基坑的开挖位置进行分析，同时还要对管线的分布情况及建设位置等参数数据进行全面的提取，从而对可能出现碰撞问题的具体位置进行及时查找，在此基础上对基坑的开挖作业位置进行明确。

3.6 制定最优的施工计划

在对项目进行设计时，应用这项技术不仅可以构建相应的管线模型，并且对管线的碰撞进行分析，还可以为组织方案的设计提供有效的支持。对于这项管线的设计来说，地上管线和地下管线之间存在较大的差异，因为地下的空间环境比较恶劣，施工人员难以对各个管线的建设位置和主要的类型准确掌握，所以要积极地利用这项技术，为施工人员的具体作业提供相应的支持。要明确不同类型管线的建设位置，还要对管线的基本运行情况进行全面的分析，才能进一步提高工程建设的精确性。在开展设计工作时，还需要对施工时间进行合理的安排，并且根据现有的设计方案内容，将物料准备充足，为各个环节的作业提供有效的支持。

3.7 实现协同设计

一般情况下在对给排水管线进行设计时，如果仅仅利用CAD设计软件来开展相关工作，一些比较复杂的附加内容，无法进行全面地展示。本专业的设计人员，只能先将图纸设计工作完成之后，再与其他专业的设计人员进行及时地沟通和交流，从而对现有的图纸内容进行持续完善。这在一定程度上增加了各个专业设计人员的工作量，还会浪费设计工作的时间。利用BIM技术开展相关工作，可以将所有专业的数据信息全部结合到一起。各个专业的设计人员在开展工作时，如果需要其他专业的数据信息，可以从智能化设计软件中，对其进行直接地调取和使用。设计人员在开展工作时，还可以随时对智能化设计软件中，涉及自身专业的数据信息进行完善和更新，从而实现各个专业信息资源的实时共享，促进各个专业的协同设计。

4 结束语

综上所述，在进行现代化城市建设时，市政类型的工程建设数量正在不断增多，尤其是在进行管道建设时，涉及内容不断增加。要想对管线进行科学地设计和规划，就要对原有的管线建设情况进行全面的了解，在此基础上对现有的设计内容进行适当的调整，确保各项管线能够顺利运行，避免出现冲突等问题。利用BIM技术开展这项工作，不仅可以提高设计工作的质量和效率，而且能够对各项内容进行完善，从而制作最优的设计方案，为工程的顺利建设提供有效支持。