BIM手艺在聪明水厂改扩建中的研究与利用

时候：2019-12-02

来历：清水手艺

作者：邓京楠，罗惠云等

基在三维模子的BIM手艺在建筑、路桥项目扶植项目中的利用已较为遍及。相对而言，市政供排水行业对BIM手艺的熟悉和利用还处在起步阶段。BIM手艺有助在优化设想方案，有助在晋升设想和施工阶段的尺度化和集成化，有助在实现水厂的聪明化运转和治理。

1. 项目环境

案例水厂位在深圳市区，近况设想范围为16万m3/d，占地4.96×104 m2，本次扩建后供水总范围增添至30万m3/d，增添设想范围30万m3/d的深度处置和排泥水处置系统，项目总占地增添至9.85×104m2。工艺流程为“格栅→预臭氧接触池→夹杂井→折板反映斜板沉淀池→气水反冲刷滤池→晋升泵房→后臭氧接触池→活性炭滤池→紫外线消毒池→清水池→送水泵房”。本次改扩建中，近况常规处置修建物根基保存，仅对加药间、泵房和收受接管水池进行工艺革新。

项目触及近况单体与新建单体的跟尾项目多，需重点调和厂区近况建(构)筑物与新建单体的空间结构关系。

2. 项目全进程BIM手艺利用

本项目以BIM模子作为智能化设想功效，从方案设想阶段最先利用BIM手艺，经由过程建立三维模子为厂区全体结构、工艺流程阐发、新旧单体跟尾供给可视化情况、辅助方案的展现和比选；在初步设想、施工图设想阶段慢慢深化模子，校核、优化设想方案。施工阶段以BIM智能化设想功效为根本，连系消息化治理平台完成质量平安、项目进度、项目量的上报和管控，实现建筑消息的智能化监控与邃密化治理。设想、施工阶段的所有消息均集成在模子之上，并陪伴建筑进程不竭更新和完美，平台上终究存储����app的完工模子也可为后期聪明水厂运维供给数据根本。

2.1 智能化设想产物——BIM模子建立

水厂类项目BIM手艺利用正视厂区的全体结构和工艺流程阐发，存眷建(构)筑物单体的功能和工艺参数，对后期的运维治理有较高的消息要求。针对以上特点，本项目建立包括全专业设想消息的邃密化BIM模子，首要包罗厂区近况实景、建(构)筑物单体(含近况和新建单体)、厂区地质和基坑支护、总图管线模子等，并将以上模子进行局部或全体拼装。

(1)近况实景模子供给三维数字底图

项今朝期，经由过程无人机倾斜摄影手艺收集近况厂区道路、分析楼、加药间、泵房和常规处置工艺修建物的原始外概况照片，利用专业软件建立全体实景模子(图1)。实景数据可作为厂区全体结构阐发和工艺流程展现的三维底图，展现厂区新旧融会和建成结果，辅助设想方案的展现、阐发和比选。

(2)新建单体模子揭示工艺设想细节

扩建区域用地较为重要，部门新建单体采取了叠合(组合)布局情势，如反冲刷泵房和风机房、臭氧产生间、晋升泵房和后臭氧接触池进行了横向叠合(图2)，致使池墙共壁较多、楼板标高关系和预留预埋较为复杂。全专业BIM模子有益在实现多专业设想图纸的协同校核，经由过程三维剖切也可分层或分功能区域展现工艺流程和设想细节(图3)。

(3)改建单体模子展现革新进程和前后对照

泵房和加药间等革新单体内部，需重点校核现有空间是不是知足革新后的装备安装和检验空间要求。经由过程建立革新前、后的全专业BIM模子并进行对照阐发，直不雅展现革新进程和校核室内空间结构。例如，经由过程BIM模子，校核送水泵房卧式泵替代为立式泵的革新方案(图4)。

(4)地质和基坑支护模子校验实行方案

本项目扩建区域需进行年夜面积的深基坑开挖和支护，常规地勘数据表达情势为二维平面图纸或表格，难以展现土层散布环境，也没法连系支护图纸进行分析阐发。是以，为正确校核基坑设想和实行方案，利用二次开辟编程手艺按照钻孔数据高效建立地质模子，正确描写厂区开挖土层散布环境。经由过程建立支护布局模子并与地质模子进行整合，确保支护设想情势同时知足基坑开挖高度和禁止地下水进入基坑的要求(图5)。

(5)总图模子建立和拼装展现工艺流程和全体结构

建立包括厂区现有管线和新建管线的总图BIM模子(图6)。基在厂区管道配色方案，直不雅展现近况与新建管道毗连要害节点，如近况原水管道与新建管道毗连点、新建预处置出水与近况进水管道毗连点、近况常规处置出水与新建深度处置毗连点、新建清水池与近况清水池出水管道毗连点等，基在三维场景正确表达管井、阀门、流量计空间定位，直不雅展现总图管线安插。

将所有单体模子(含近况、革新、新建)与总图模子(图7)集成后，重点校核总图与单体间、单体彼此间的跟尾关系，如总图与单体间的出产管道、反冲刷管道、超出管道、臭氧管道、排泥水管道、回用水管道等各类系统的接驳环境；新建沉淀池与气水反冲刷滤池之间的渠道毗连、预臭氧接触池和近况混凝池之间的管道毗连环境等。以可视化阐发作为评估根据，辅助业主进行方案比选。

2.2 设想和施工阶段智能化阐发——BIM模子利用

完成BIM模子建立构成智能化设想产物的根本上，经由过程展开模子利用进一步深挖BIM价值。经由过程展开图纸校核和预留预埋定位工作，提早发觉设想问题，削减后期设想变动；基在BIM模子连系造价软件进行项目量统计，增强业主对项目量的把控；利用轻量化模子进行沉醉式漫游查看，实现对设想功效的三维审查。(1)碰撞查抄和校核提早发觉空间冲突操纵BIM手艺的多专业协同劣势最年夜水平发觉图纸的“错、漏、碰、缺”问题。如经由过程利用Navisworks软件设置构件种别和校核法则，主动查抄布局框架与电缆桥架间、分歧系统出产管线间是不是具有几何形体上的空间冲突等，继而进行单体和总图管线分析，构成书面阐发陈述和图纸问题台账(图8)。

(2)精准化预留预埋定位削减后期返工

在污泥池顶部等预留预埋较复杂的区域，基在全专业BIM模子安插防水套管、管道支架埋铁，预留穿墙洞口、盖板洞口和电缆通道，并出具相干部位三维剖切图纸和预埋件项目量，有用提高预留预埋的正确水平，并在建筑阶段进行现场功课指点，削减后开凿和其他返工问题(图9)。

(3)项目量与模子联动加强项目本钱管控

基在尺度化、邃密化的BIM模子，经由过程明细表功能正确快速进行工艺装备和管线的项目量统计，当模子产生点窜时项目量可实现联系关系更新。土建和安装项目也可别离对接专业BIM造价软件，经由过程模子映照、套用做法，终究导出合适国度计价规范格局的项目量清单。本项目以BIM模子导出的项目量清单作为业主标底编制的参考根据，并将其与造价征询单元功效进行对照阐发，避免呈现严峻的清单错项和漏项(图10)。

(4)沉醉式漫游辅助多专业设想方案协同审查

利用轻量化软件将反映沉淀池、活性炭滤池等复杂单体BIM模子进行转换，可便利项目各参建方以第一人称视角进行修建物内部漫游，审核要害位置设想细节和构件参数，复核修建物和装备管线标高，查抄安装净空等(图11)。依托BIM手艺可视化、虚拟化的特点，业主可以或许更正确地舆解设想企图，提高审查和决议计划效力。

2.3 消息化治理平台辅助聪明化扶植

为加强业主对项目标兼顾把控、提高各方协作效力，施工阶段以智能化的BIM模子设想功效为根本，连系挪动互联和GIS手艺，定制和搭建BIM消息化治理平台。经由过程设置各参建方工作权限和工作流程，为业主、施工、监理、BIM征询等参建单元供给同享、协同功课平台。

(1)三维数字沙盘实现真假融会与阐发

基在GIS图形引擎融会改扩建BIM模子与近况周边实景模子，制造三维数字沙盘，直不雅展现厂区建成后的全体结果(图12)。GIS+BIM的手艺组合不但能够实此刻三维空间对实景模子进行剖切、丈量等根基操作，还能经由过程改变显隐设置展现特定工艺线路的管道与装备，经由过程开挖实在地面展现地下隐藏项目。

(2)图模中间实现数字化设想功效治理

消息治理平台的图模中间模块，撑持项目各方在网页端和挪动端在线分阶段、分专业阅读图纸和模子，进行尺寸丈量、截面剖切、扭转缩放、三维漫游等多种操作，并可查看构件挂接的属性消息。平台将图纸与模子联系关系后可实现2、三维功效同屏查看和协同核阅，撑持将模子、图纸的审查记实一键生成汇总表单并提交处置(图13)。

(3)邃密化BIM模子助力项目量治理

经造价软件计较后，BIM模子构件与其项目量经由过程ID编号逐一对应，可在平台中实现联系关系查看。以配水井单体为例，在平台中可零丁提取楼板构件的项目量，也可将全部单体的BIM项目量与造价征询的项目量清单对照阐发(图14)。基在平台的邃密化BIM模子，业主可以或许自界说统计特定阶段发生的项目净量，作为审核施工单元项目量申报的参考根据，辅助费控部分快速决议计划。

(4)模子构件与进度打算联系关系实现智能化进度监控

平台撑持上传进度打算文件和查看横道图，将进度打算中的分部门项项目别离与模子构件联系关系后，可进行施工进度摹拟演示。在水厂建筑进程中，现场施工人员将现实进度填报至平台后，实现模子构件现实进度与打算进度的主动对照，以分歧色彩显示其所处进度状况，终究肯定延期部位，辅助业主进度监控(图15)。

(5)工作流引擎实现项目质量和平安线上治理

水厂施工进程中，现场巡检人员发觉问题时可依照划定流程利用手机APP摄影上传，倡议整改使命并发送给相干义务人，监理方对整改成果在线验收，业主可随时监视、查抄整悔改程和成果(图16)。治理平台便在业主、施工、监理、征询各方线上协同功课，确保质量和平安问题处置实时、进程材料保留完全。

3 结语

聪明水厂改扩建项目设想、施工调和治理难度年夜，对项目数字化、消息化水平要求高。本研究将BIM手艺和消息化治理平台利用在项目扶植全进程，在设想阶段以BIM模子作为智能化设想产物并展开数据利用，优化设想方案；施工阶段基在智能化设想功效，连系消息化治理平台实现聪明建筑和治理。设想、施工阶段所有的数据、消息均高度尺度化和集成化，为后期的智能化运转、聪明化治理打下了坚实根本。BIM手艺的利用，打破了保守扶植行业各个扶植阶段相对孤立的固有束缚，实现了以智能化的BIM设想产物，鞭策聪明化的施工建筑，并助力在后期的聪明化运维。跟着聪明水厂扶植程序的加速，BIM手艺也将会有更广漠的利用前景。