基于BIM技术的市政工程智慧建造技术研究

翟宁

摘  要：通过三维建筑模型，可实现工程监理、物业管理、设备管理、数字化加工、工程化管理等功能，被业界视为继CAD之后建筑行业的第二次革命。BIM技术在建筑领域起步较早，且已取得了一定的成效，但在市政工程领域的应用和研究却相对较少。本文就此展开了分析。

关键词：BIM技术;市政工程;智慧建造技术

1BIM技术在智慧建造中应用方向

目前，BIM技术在建设项目智慧建造中已经可以实现施工阶段的全过程应用：在施工准备阶段，通过BIM技术的应用可以使现场施工场地的规划更加合理;通过BIM模型对工程量、材料用量等进行计算等，可优化项目施工阶段的物资管理;通过BIM模型对各施工工艺进行提前模拟、检查，可以加强施工工艺的科学性，发现并解决工艺问题，减少错误率;通过BIM云平台系统可加强现场信息化管理，减少信息不对称造成的矛盾和冲突。BIM技术可应用于施工过程的各个方面，但由于不同工程中对工期计划和成本计划的要求各异，当压缩了设计和计划阶段的工期或成本计划较少时，就无法实现BIM技术的全方位应用，这就要求对一些应用效果相对较好、相对重要的环节或方面进行优化应用，即分析影响智慧建造管理的关键，以提高BIM技术在智慧建造中的应用效率。

2市政工程智慧更新建造

进入新世纪，我国进入了高速发展时期，智能建造概念也逐渐出现在相关研究中。有学者对CRTS双块式无砟轨道智能化建造设备进行研究，彻底颠覆了传统施工工法，从根本上提高施工功效和施工质量精度，降低了施工成本。有人对异形结构的智慧建造进行研究，利用无人机、Hololens全息眼镜、智能放样机器人以及三维激光扫描仪等智能建造设备，整合出了一套质量控制全过程全过程质量控制的解决方案。国内学者在智能建造的研究目前还处在一个起步阶段，还未形成全流程的智慧建造应用;如何采用智慧建造手段减少施工对城市的影响也较少考虑。目前，城市建设进入了一个新的阶段，城市基础设施的能源输送能力、交通通行能力以及环境承受能力已远远不能满足当前城市需求，急需对城市市政设施进行更新改造。但是城市内人口、房屋、管线密集，人员、建筑、管线互相影响严重，给城市的更新改造带来了难以想象的困难[1]。在现有的复杂受限城市环境下，如何快速、安全的进行施工建造，如何解决施工带来的交通拥堵，如何保证各工程之间互不干扰，是城市内快速建造需要解决的问题，故急需对受限市政工程快速更新建造智能装备开展研究。

3基于BIM技术的市政工程智慧建造技术应用

3.1图纸审查

对于复杂桥梁、大型综合管廊等结构物，在设计时往往由于各分项工程设计师之间沟通不够及时充分，导致出现相互之间的碰撞问题。因此，图纸审核是复杂结构施工中的重点内容。采用BIM技术可以大大提高施工图审核的效率和效果，通过BIM模型在建造前对各分项工程的碰撞问题进行协调分析，生成碰撞数据，使得设计与施工紧密结合。

3.2模型深化

根据模型的使用范围采取建立不同精度的模型，确定各类别构件拆分要求和精细度要求，避免过度建模。通过管廊全专业模型的建立，提前发现土建、机电碰撞问题;针对管廊预埋件安装精度高，深化预埋件安装图纸，确定每一个机电支架位置，保证其安装精度[2]。比如，某项目中的五连拱Y型墩柱至下而上每根环形箍筋尺寸都在变化，利用BIM模型对箍筋逐根放样，确保箍筋尺寸精确。鱼腹式钢结构桥异型墩柱采用定型钢模板，钢模板在加工过程中采用BIM模型进行了辅助放样，有效提高了模板尺寸的精确性。

3.3BIM+无人机应用

管廊施工存在区域线路长，周边既有道路少，工期紧张，多点同时开工等难题。在管廊施工前，使用高精度无人机采用倾斜摄影技术，对地形、地貌进行勘测，测定原始高程数据，进行实景建模，对模型进行抓取，明确场地平整挖填方量，选取最优施工便道，提高测量工作效率[3]。采用无人机倾斜摄影技术，结合BIM模型，突破时空限制，实现未来产品与现状地形的无缝对接，优化临设布置和设计方案。

3.4三维场地布置

管廊区域现场施工障碍多，拆迁工作量大，地块交叉施工多，施工场地狭窄，利用三维模拟周边环境与项目部的空间关系，综合考虑场地布置的制约因素。合理规划项目部、钢筋加工棚、安全体验区、1：1地下综合管廊模型区等区域，最大限度地满足文明施工安全生产要求。

3.5三维可视化交底

综合管廊进行1：1三维建模，通过BIM模型对各预埋件、各部位进行详细展示，现场工人可按此施工;对科智路跨猫猫沟拱梁分离系杆拱桥，桥面吊装进行动画演示，工人对桥面拼接顺序进行掌握，提供施工时的沟通效率[4]。通过BIM模型对各预埋件、各部位进行详细展示，对现场管理人员进行技术交底。

3.6协同平台

将桥梁工程、综合管廊工程等BIM模型集成于该平台，由技术、工程、质量、安全等多系统在施工全过程实施BIM协同管理。

3.7施工区域交通智能分流导控系统

3.7.1超高超限预警系统

施工区域超高超限预警系统监测对象主要针对进入施工区域一定范围的车辆、设备及人员。其系统主要由激光车辆超高检测系统及红外感应语音提示系统组成。激光车辆超高检测系统通常由激光发射机，激光接收机等部分构成，激光发射机发出激光束并被激光接收机接收，当有超过限制高度的车辆通过时激光束被阻断，接收机立即发出报警信号，同时还可以启动其他报警或控制设备，在桥梁、隧道口等施工限高区域或其他有高度限定的地方前一定距离处安装激光车辆超高检测器，当超高车辆进入时，检测器报警，输出报警信号，超高控制报警主机，由超高报警主机触发报警警号，对超高车辆报警，警告其停止前进。激光超高车辆检测示警系统分为四个部分：①激光检测——通过激光对射检测方式对超高车辆进行准确检测;②诱导警示——运用LED显示屏对超高车辆进行安全行车路线诱导;③视频抓拍——对驶入限高区域的超高车辆检测并进行抓拍图片或录像;④信息管理——对上传的图片及车辆超高事件信息进行统一合理化管理。

3.7.2施工区域通行人员红外感应语音提示系统

主要是在施工危险区域及工程设备工作范围内一定距离设置M6红外探测语音提示器。M6红外探测语音提示器采用九芯电子智能PM3音乐播放芯片为处理核心，TF卡存储器开发的语音播放器材。当探测器探测到有人进入施工危险区域或工程设备一定距离内时，会自动感应播报定制的语音信息，从而提醒工地施工、安全管理人员注意，同时也提醒设备操作人员注意过往人员的安全[5]。M6红外探测语音提示器具有感应范围大、探头灵敏度高、音质好、音量大、掉电可长期存储等特点，因此可广泛应用于施工区域及施工设备上，对市政工程快速建造起到了很好的支撑作用。

结束语：

综上所述，在市政工程中，通过BIM技术的应用，大量减少了综合管廊机电安装管道、设备之间的碰撞，提高了桥梁钢结构加工制作精度。

参考文献：

[1]徐亚娟.智慧交通在市政工程设计中的应用[J].中华建设，2021（01）：125-126.

[2]朱银乐.市政工程BIM技术应用关键影响因素分析及对策[J].城市道桥与防洪，2020（11）：189-193+23.

[3]胡琳.市政工程设计中BIM技术的发展前景[J].居舍，2020（17）：89-90.

[4]高展望，吕宁，苏锦耀，胥富萍，吴贝.BIM+AR智慧建造技术在市政工程项目中的应用[J].城市住宅，2020，27（03）：197-198.

[5]杨楠，孙俊华，韩鲜红.智慧市政理念及其在规划中落实的研究[J].城市建設理论研究（电子版），2019（08）：183.