广西建工集团第四建筑工程有限责任公司
摘要：市政给排水管线设计较为复杂，通过采用先进的BIM技术进行建模分析和碰撞检测，有利于提升市政给排水管线设计的合理性。文章首先对市政给排水管线设计影响因素进行分析，并探讨BIM技术在市政给排水管线设计中的应用优势。在此基础上，提出几点具体的应用策略，以期促进市政给排水管线设计水平的提高。
关键词：市政工程；给排水设计；BIM技术
前言：在市政道路工程中，给排水管线设计是一个重点内容，对市政道路使用功能有直接影响。在以往的工程建设活动中，由于设计人员经验不足，或对工程特点不够了解，导致给排水管线设计不合理。而且在设计和审核过程中，没有发现设计中存在的问题，导致给排水管网无法满足实际应用需求。针对这种情况，应积极引入先进的技术手段，提高市政给排水设计水平。
一、市政给排水管线设计影响因素
在市政工程的给排水系统设计过程中，需要考虑多方面影响因素。根据不同地区的地质条件和天气状况，对于降水量较大的区域或沿海地区，更需要提高给排水能力，防止路面出现严重积水。在给排水管线设计过程中，需要严格遵守相关标准规范的要求，确保给排水管线结构排布的合理性，并合理设置排水检查井、给水阀门井和排泥井等设施。在管线排布设计方面，也需要遵守相关设计标准，对管线支架等结构进行合理设计，并确保管线排布的有序性，避免因管线排布混乱或接口部分出现质量问题，影响市政给排水管线的正常使用。但是在许多市政工程的给排水设计过程中，没有做到对设计影响因素的充分考虑，而且由于部分设计人员专业水平不足，对相关设计标准不够了解，在设计过程中出现许多漏洞。除了人为因素，在给排水管线设计过程中，受传统技术的局限性也较大。在传统CAD设计模式下，设计图纸中只能够体现出二维平面信息，而且受制图精确度以及标记错误的影响，可能对实际施工造成干扰。另外，在传统设计方式下，市政给排水管线设计效率较低。特别是对于一些大型工程，给排水管线结构复杂，更容易影响设计效率和设计可靠性。针对这种情况，应积极探索市政给排水管线设计的技术创新路径，依靠先进的技术手段，提升市政给排水管线设计水平。
二、BIM技术在市政给排水管线设计中的应用优势
（一）BIM技术的自身应用优势
BIM技术即建筑信息模型技术，目前在市政工程领域得到了较为广泛的应用，取代传统CAD设计方式，可以为实际施工提供立体化支持。BIM技术主要采用三维建模技术，对设计对象的空间结构进行可视化展现，并在构件属性中反映出其元素特点。对于市政给排水而言，采用BIM技术进行建模分析，可以直观的反映出其空间结构特点，简化给排水管线设计难度。BIM技术的ABD和SUE等应用软件，都可以为市政给排水管线设计提供支持。比如ABD软件是一种三维模型创建工具，支持多专业的集成设计，具有模型创建、碰撞检测、数据挖掘、出图等功能。通过利用MicroStation设计平台，对检查井、泵站等结构进行三维建模，确保与管线连接的合理性。SUE也是一款常用的BIM应用软件，在公共设施建模方面应用较多，可以基于对传统CAD图形、Excel表格和Oracle数据库等的综合利用，快速完成三维建模过程。在给排水管线设计中的应用，可以确保给水、雨水收集和污水管线等的设计协调性。总体而言，BIM技术已经较为成熟，其自身具有多方面的应用优势，可以帮助市政给排水管线设计突破技术方面的局限性。
（二）BIM技术在市政给排水管线设计中的适用性
BIM技术在市政给排水管线设计中的实用性主要体现在以下几个方面：（1）模型化分析，具有快速、便捷的建模功能是BIM技术的基本特点，也是BIM技术在市政给排水管线设计中的主要应用优势。基于上述分析，在市政给排水管线设计过程中，不仅影响因素众多，而且管线结构较为复杂。通过利用BIM技术良好的模拟性，可以帮助设计人员快速掌握工程特点，提高设计合理性。此外，建筑于BIM技术的建模分析功能，也可以模拟给排水管线施工，并分析可能对周围构筑物产生的影响，从而协调设计和施工的关系，确保设计方案的可实施性。
（2）多专业协调，BIM技术具有强大的设计协调能力，能够集成多专业施工的信息数据，确保市政给排水管线设计考虑周全，避免引发不同专业施工之间的冲突。对于给排水管线设计自身而言，也可以通过利用BIM技术的防碰撞功能，避免不同类型的管线设计出现冲突，提高给排水管线设计的规范化程度。在此情况下，也能够避免市政工程出现较大的设计变更问题，为成本控制提供帮助。
（3）可视化展示，利用BIM技术进行给排水管线设计分析，可以将数据结构以可视化的形式展现给设计和施工人员，确保设计意图的清晰表述，避免因施工人员理解问题影响给排水管线施工质量。BIM应用软件具有快速成图和出图功能，设计人员在完成给排水管线设计后，可以直接利用BIM软件功能，完成绘图工作，从而提高设计效率。此外，在工程施工过程中，也可以直接参考BIM三维模型，更充分的掌握工程设计要求。
三、BIM技术在市政给排水管线设计中的应用对策
（一）构建三维管线模型
在BIM技术的应用过程中，首先要建立三维给排水管线模型，为其他设计工作的开展提供支持。在构建BIM三维管线模型的过程中，应遵循《市政工程BIM设计应用标准》等相关规范的要求，确保三维模型构建的完整性和合理性。对市政给排水管线系统进行建模分析的主要目的是全面掌握工程设计要素、处理好与其他专业施工的关系，并提升整个给排水系统的运行效率和运行稳定性。在具体的设计过程中，应根据市政给排水工程的建设要求，针对给排水管线运行速度等方面的规定，合理设计给排水管线节点的水流量，并做好管线结构优化工作。在构建三维立体模型的过程中，应通过对管线系统内部节点和构造进行可视化分析，找出影响管线节点运行速率的因素，对设计方案作出有效优化。在具体的建模过程中，应做到对模型文件的规范命名，并对管线颜色进行统一约定。市政给排水管线涉及到雨水、污水、给水、排水等多种管线结构的设计，还涉及到排气井、排泥井等重要节点的设计，只有确保模型构建的规范化程度，才能避免对后续设计施工活动产生干扰。
（二）准确计算工程量
BIM技术也具有强大的数据分析功能，在构建三维管线模型的基础上，可以辅助设计人员完成工程设计中的科学计算工作。其中最主要的是给排水管线工程量计算，工程量计算的准确性不仅关系到工程施工完整度，还会对成本控制产生影响。在基于BIM三维管线模型开展工程量计算的过程中，首先应确保底层报表数据的准确性，包括给排水管线长度和管径等参数。相比于传统的二维图形计算方法，采用BIM技术能够进一步提高市政给排水管线的计算精确度，并极大的减轻设计人员的工作负荷。在工程量计算过程中，设计人员可以在同一个三维模型下，实现对管线数据的集成分析。同时通过进行模拟施工监测，判断可能出现的工程量变化，提前采取设计调整措施。同时，在BIM技术的支持下，可以保证管线结构设计的完整性，避免因设计缺陷，导致在实际运行过程中出现问题。通过采用BIM技术，可以有效减少工程变更问题，并为工程成本管理、进度管理等工作提供依据。
（三）进行管线碰撞检测
碰撞检测是BIM技术的主要功能之一，对于提高市政给排水管线工程施工质量具有重要帮助。在具体的操作过程中，可以先对给水、排水、污水、雨水等管线进行专业内的碰撞检测，自动生成检测报告，并根据结果对设计模型进行调整，为最终的施工图纸设计提供依据。比如雨水管道和污水管道的管线高程基本稳定，应根据其高程位置，对给水管道和再生水管道高程进行调整。在初次进行管线碰撞检测时，由于还没有进行高程分析工作，因此碰撞点可能较多，需要对碰撞点进行逐一调整。对于压力管线和重力管线的碰撞检测、压力支线和重力管线的碰撞检测也是如此，通过做好管线碰撞检测工作，可以有效识别模型设计中存在的不合理之处，从而对其作出优化和改进。另外，通过采用BIM技术的碰撞检测功能，也可以对给排水管线和已有的燃气管线、电力管线等进行碰撞检测，尽可能减少对已有管线的扰动，制定科学的施工设计方案。
（四）完成自动出图
BIM技术的应用软件具有完善的出图功能，可以随时根据需要，完成快速出图，为各方设计主体的交流和协商提供支持。利用BIM技术软件完成模型碰撞检测和优化后，系统可以自动提取模型中最优化的设计参数，打印相关报表，并自动生产二维图纸，打印出来。在BIM技术自动出图功能的应用下，可以减少中间数据处理过程，避免因手动出图或手动输入数据，影响最终设计图纸的质量。因此，在BIM技术的应用过程中，设计人员需要对其功能特点进行全面了解，充分利用BIM技术软件的自身优势，提高市政管线系统设计的质量和效率。在此方面，也需要注重加强对BIM技术应用人才的培养，不断提高设计人员的综合素质水平，确保其能够具备独立操作BIM技术软件的能力。
结束语：
综上所述，市政给排水管线设计通过采用BIM技术，对给排水系统结构和施工参数进行精确设计，可以为施工过程提供科学依据，促进给排水管线施工质量的提升。在基于BIM技术的给排水管线设计过程中，通过发挥其碰撞检测、可视化展示等方面的功能，可以有效简化设计过程，提高设计效率，并为结果的可靠性提供保障。
参考文献：
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作者简介：
李祥胜（1978—），男，汉族，籍贯：广西临桂，单位：广西建工集团第四建筑工程有限责任公司，职称：高级工程师。