摘要：传统的城市地下管线在设计和施工过程中多是处于混乱的管理状态，各部门之间的管线埋设资料相互隔绝，在进行维护和改建过程中，需要开展单独的探测工作，从而确保施工方案的科学性。这种工作模式不仅对探测设备和技术有着较高的要求，而且还需要进行多次重复性的工作，造成极大的人力物力资源的浪费。通过对BIM技术结合施工实例进行研究，将BIM技术引入到既有地下管线的三维建模研究中，利用BIM技术所含有的建模和碰撞检测等功能，结合实际情况对错误数据进行分析和更正，能够为现有工程的开展提供有力的指导。
关键词：BIM技术；既有地下管线；三维自动化建模
引言
近年来，随着建筑信息化模型专业软件的成熟与推广，以及计算机性能的不断提高，BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）技术得到了快速的认同与发展。基于建筑行业自身发展的需要，BIM技术在设计院、房地产公司、施工企业、行业软件开发公司等中均得到了较大的响应与重视。可以看出，BIM技术作为现代建筑行业信息化的主要手段之一，已经越来越多地应用于基础设施建设的各个阶段。
1BIM技术的介绍
BIM即建筑信息模型，主要利用三维建筑技术，把整个工程的三维数字模型建造出来，制成一个存于电脑之中的数字化工程模型，并添加该工程所有相关信息到该模型之中，形成一个工程信息数据库。它具有可视性、协调性、模拟性、优化性及可出图性五大特点。利用BIM技术可以对地下管线进行三维动态模拟，能够较为真实地反应管线的时空分布情况，同时亦能够对地下管线进行模拟，检测所生成模型的冲突、管线碰撞等问题。通过BIM模拟，不仅能够确定合理的施工方案、进度及工程建设所需的设备材料供给时间表，方便地计算出设计变更对应的工程成本，快速生成工程预算。而且也可以对项目方案进行优化，根据工程项目的需要生成相对应的图像。
2基于BIM技术的既有地下管线三维自动化建模
地下管线建模主要包含管线节点、管线段的具体位置和属性信息，首先确定管线节点，管线节点的位置为相邻管线段的起点和终点，管线段一般为直线，所以，先对管线节点建模，再对管线段进行建模。因此本文的管道三维建模主要分为两部分来建立：管线节点和管线段，建模首先是将前期资料整理得到的CAD文档作为底图载入Revit软件中，作为底图的CAD文档中包含了管点和管线的平面位置信息，管线节点的平面位置可在CAD文档中显示出来。高程的确定是以地面高度为0标高，可以利用现有的管点高程资料确定其在三维空间的具体位置，再在Revit系列软件中做出其管线节点模型。对相邻的管点进行建模后，开始对该管线段进行建模，管线段主要是由管线节点确定位置，管线段的相邻的管线节点确定，管线可直接确定出来，用管道模型直接连接两个管点。管线段建模的信息量包含较大，管线段的建模时Revit提供可以满足其要求属性框，可以在管线的属性框中设定相应的探测属性数据。在管线节点建模中，有些管线节点类型如窨井，雨水篦子等，这些模型在三维管网系统中出现频繁，却没有合适的族来建模，所以在建模时，为了节约时间，可先对其创建族，再导入项目中进行建模，在对这些模型进行创建的时候，必须要用到Revit的体量，在仔细研究所建模型的具体大小和属性关系后，运用Revit的新建族的工具进行建族，由此可创建新的三维模型族。另外在管段的建模中，有很多多孔的管道也找不到满足要求的族，如果用每根管线慢慢拼凑在一起，既耽误了时间，可能出现一些失误，也可以利用外部进行建族再导入项目中的原则较好地解决这个问题，达到快速建模的目的。根据材质和用途不同城市地下管线的类型很复杂，管线节点和管线段的建模顺序按管线的类型来确定的。管线建模的顺序按给水、排水（雨水和污水），燃气（煤气、天然气、液化石油气）、电信、电力、热气、其他管道来完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆依次建完各种类型管线模型后，对于错综复杂管线模型，可以利用Revit系统软件的检测功能，对管线模型进行自动检测碰撞，对有碰撞的管线进行检查和适当调整，可以完美解决管线交叉地方的层次不清问题，避免建模过程中产生失误。
3实例分析
本研究中所涉及的项目工区范围为15892㎡，项目内包含的管线类型包括给排水、燃气、电力、电信、热力等常见的市政管道，还包括铁路、军事等专业管道。项目探测的内容涵盖管线的类型、材质、平面位置、实际埋深和长度等基本数据。在探测作业开始前，利用计算机软件程序设定出对应的表格，对探测数据进行准确的测定并做好记录。
3.1族库创建
在BIM技术应用过程中，族是模型的基本构成单位，通过对族类的参数化控制，才能够真正满足批量化建模的需要。其中附属物族库的建立，种类最为复杂，相关的参数设定包括各种附属物的长宽高数据和调整方向等，在实际建模过程中，这些附属物的数据可以根据实际情况进行分别调整，在批量建模时使得模型与实际情形更加接近。
3.2碰撞检测
3.2.1管线碰撞
在BIM软件的碰撞检测流程完成之后，共计出现管线碰撞点2056处，这些碰撞点大多是处于管道的连接部位，也就是通过热熔和其他施工方式进行连接，而不是通过附属物进行连接，进而达到碰撞点的出现的目的。对于这种碰撞情形，可以予以忽略不计。但是在一些小口径多孔管线与大口径的单孔线管之间也出现几十个交叉碰撞的位置，这种情形产生的原因比较复杂：有些是由于探测数据存在的误差；有些是在施工过程中采用过桥方式进行连接或者对应的绕行方案，但是在探测作业时只是测定了管线的两端位置，没有准确测定绕行位置。对于这些碰撞点，必须依照模型所显示的位置重新开展现场复测工作，对于其中出现错误的位置进行准确勘察，在此基础上通过附属物的添加或其他方案建立准确的管线模型。
3.2.2管线与附属物之间的碰撞
管线与附属物之间的碰撞情形出现的更多，并且其所显示的实际情形更加复杂。在碰撞点的显示结果中，管线在穿过窖井位置处出现的碰撞点最多，这种情形在实际设计和施工情形是相吻合的。但与此同时也出现了同一窖井中有两种不同管线的情形，这种情形在传统的市政管线设计和施工过程中是不可能出现的。产生这种碰撞结果不准确的主要原因是由于在进行物探工作时没有对窖井的实际大小和运行方向进行测定，从而在模块设定过程中，人为地对窖井大小进行确认，从而出现对应的失误现象。在此情形下，需要重新进行现场复测，将复测结果与模型显示的碰撞点进行对比。在进行复测作业时，不仅要测定附属物的实际位置，还要对其方向进行准确测定，以确保对比结果的准确性。
结语
通过BIM技术在既有地下管线三维自动化建模中的应用，通过BIM软件自身所具有的功能，能够对管线的实际分布情况进行更加准确地判断，能够从微观方面确定管线碰撞的实际情形，在结合复测技术的应用下，能够减少项目工区范围内工程设计、施工和管理过程中出现的误操作和破坏性操作，为提升工程建设质量，降低工程施工成本提供科学的依据，从而为相关企业创造更大的经济效益和社会效益。
参考文献：
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论文作者:沈奕东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
标签：管线论文; 建模论文; 模型论文; 线段论文; 节点论文; 附属物论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第29期论文;