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【摘要】市政排水系统工程构筑物规模庞大、建筑物设计形式新颖、工艺设备种类繁多，在工程建设施工阶段管理难度较大。通过积极与参建各方合作，在该工程质量控制中利用了BIM技术进行管理，深化设计、碰撞检测、施工模拟、三维技术交底，保证工程建设有序进行，促进了项目精细化管理，提升了项目管理水平。
【关键词】BIM；建模；碰撞检测；模拟施工；施工管理
1、前言
BIM（Building Information Molding）建筑信息模型是一种全新的理念，它涉及从规划、设计到施工、运营维护等项目建设各阶段的一系列创新和变革，是建筑业信息化的发展趋势。BIM的理论基础主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。BIM是以三维数字技术为基础，可包括施工工序、进度、成本和质量以及人力、机械、材料资源等施工、工程安全性能、材料耐久性能等信息，其发展应用的前景广阔。
目前，BIM的应用在欧美发达国家正在迅速推进。与欧美发达国家相比，我国BIM应用起步较晚，现在已知的BIM案例基本应用在房屋建筑领域，而BIM技术在市政工程中的應用，将会促进整个市政工程的信息化和现代化。
2、 工程概况
本市政排水系统工程位于上海市，建成后将服务区内共计306公顷区域，该系统主要功能为：旱季收集污水并提升排送至市政污水厂，发挥减排作用。雨季收集初期雨水进行调蓄减少环境污染。暴雨期间将雨水强排至黄浦江达到防汛作用。
排水系统工程主要包括：新建17.2立方米/秒合流泵站一座（截流污水配泵1.1立方米/秒），占地面积约4584平方米；泵房与调蓄池合建一体，平面尺寸32m×29.5m。
调蓄池一座，容积9000立方米。平面尺寸约55.05×34m，埋深约22米。基坑采用地下连续墙围护方式，地下连续墙埋深约44m～46m。
泵站進水合流总管Φ2700～3000约730米，沿市政道路上敷设，埋深约5.5～8.5m。采用顶管施工，其中1个顶管井工作，2个顶管接收井。
污水截流管Φ1350约780米，3.5m～4m，开槽埋管。
出水箱涵、排放口2孔3000×2500约220米，沿道路绿化带敷设，采用支护开挖的施工方式。
3、 BIM模型建立
BIM模型指的是通过参数而不是数字建立的模型，是可以通过简单地改变模型中的参数值就能建立新的模型并分析。BIM模型中图元是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。而这些信息可对工程对象进行完整的工程信息描述和拓扑关系的描述。
为本项目建立的BIM模型完全根据设计单位提供的图纸建立，所以本项目的建模过程是由二维图纸转换成BIM 3D模型，再进行可视化施工模拟等应用BIM 技术于管理工作。根据图纸将整个项目大体分为三个专业建模，分别为构筑物模型，建筑物模型以及设备模型。
构筑物模型主要为泵房下部构筑物，包括：泵房下部结构与调蓄池。
建筑物模型主要为泵房上部建筑物，包括：雨水格栅间、泵房上部建筑、高配间、管理用房和开关站等。
设备模型主要包括泵房内干式混流泵（雨水泵），格栅除污机，高低压柜等设备。
BIM模型作为一种数字信息应用，可用于工程的建造和管理。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使工程在整个施工进程中显著提高效率、大量减少风险。
4、BIM技术在本工程建设施工阶段管理中的实际应用情况：
本工程构筑物规模庞大、建筑物设计形式新颖、工艺设备种类繁多，给整个工程的质量控制带来很大的难度。通过积极与参建各方合作，在该工程质量控制中利用了BIM技术进行管理，深化设计、碰撞检测、施工模拟、三维技术交底，保证工程建设有序进行，促进了项目精细化管理，提升了项目管理水平。
将BIM技术融入到施工管理过程中，将时间、进度、工程量等结合在一起，方便对整个工程直观地了解，方便把每个流水段运用BIM技术进行管理实现施工阶段的精细化管理。
对施工过程模拟分析、前置任务分析及滞后分析。在可视化信息查询和资源及场地管理等方面增进了项目的创新广度和深度，解决了进度信息持续集成问题，促进BIM技术在大型、复杂市政工程中的应用。
4.1土建部分BIM技术应用-碰撞检查：
对于碰撞检查，静态的碰撞检查可以由软件直接导出碰撞报告，报告中包含具体的位置信息，附带三维空间下碰撞点的截图，可以很方便的在模型上找到碰撞点信息。
相对于静态的碰撞，还存在部分隐藏的碰撞，需要运用BIM技术进行模拟施工才能发现。
如对本工程顶管施工进行模拟，发现顶管工作井内吊装顶管机头时，出现顶管机头与围护结构发生碰撞，造成机头无法吊装就位。
后经参建各方开会研究讨论，对顶管工作井原围护进行了修改。并运用BIM技术对变更后方案进行模拟，论证后才进行施工，确保顶管机头吊装的顺利进行，避免了返工。
4.2土建部分BIM技术应用-模拟施工：
在运用BIM技术的实际施工管理中，我们逐渐意识到了BIM技术在项目管理中的优势。建模完成后对于重要的工序进行了模拟施工，以期发现不合理或者待完善的地方。
我们把整个工程的土建部分按施工总进度计划运用BIM技术进行模拟施工。在主体泵房基坑土方开挖阶段，通过模拟施工我们发现每一道支撑都处于之后再被挖走的土方中，也就是为了制作支撑需要先挖走一部分土方等到支撑施工完毕后将土方回填再施工围檩，等待围檩达到强度后才能进行基坑开挖，繁杂的工序大大浪费了时间成本。本项目需要在汛期前发挥作用，工期十分紧。经参建各方开会研究讨论，将围檩的支撑由原先的托撑改为吊撑，有效地缩短了工期。 通过碰撞检查，还可以检查土建专业和设备专业之间存在的碰撞，尽早发现问题、提出问题、解决问题。
4.3设备部分BIM技术应用-加强施工交底
由于本工程设备众多，工艺及专业较复杂，虽然大部分为成熟的标准化产品，但部分产品仍然需要根据本泵站工况进行调整，工厂在設备制造阶段，会遇到种种需要与现场协调的问题，将BIM模型存放在网络上（如局域网或因特网上），便于项目参建各方讲解及沟通，或者与项目其他参与者进行可视化交流，能较快对设备生产过程中出现的问题达成解决方案。在加入了BIM模型，运用BIM技术于设备生产阶段后，大大的缩短了设备生产周期和减少了设备生产成本。
本工程雨水泵采用抽芯式混流泵，这类泵对于安装精度要求高，尤其安装底板的施工方式复杂，且对泵影响较大。将雨水泵的安装过程进行模拟并根据模拟进行交底工作，将有利于雨水泵的安装顺利进行。
4.4 BIM技术应用-进度控制
傳统的项目进度控制方法常见及应用较多的：是甘特图和网络计划。虽然也可以对工程项目前期阶段所制定的进度计划进行优化，但是由于自身存在缺陷，所以项目管理者对进度计划的优化只能停留在一定程度上，即优化不充分，这就使得进度计划中可能存在着某些没有被发现的问题。当这些问题在项目实施过程中发生时，项目施工就会相当被动，往往这个时候，就只能根据现场情况被动的修改计划，使之与现场情况相符，失去了计划控制施工的意义。
而基于BIM技术的进度管理，可以通过反复的施工过程模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前查出，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。同时管理者还可以通过BIM模型很容易的对不同施工程序进行比较，可以很快的确定项目是否跟上进度或落后进度，从而优化和调整施工进度。
结语：
将BIM技术运用到市政排水系统工程的建设施工阶段的管理工作中能高效解决施工阶段出现的问题。随着时代的发展，BIM技术的应用早已超出了模型的范畴，延伸到了整个工程的全生命周期应用。作为工程管理者，必须顺应发展趋势，积极学习和掌握新技术，组织和参加多元的BIM业务培训，满足工程管理的工作需求。
参考文献：
[1]刘占省，赵雪峰.BIM技术与施工项目管理[M].北京：中国电力出版社，2015.
[2]王荣香，张帆.谈施工中的BIM技术应用[J]，山西建筑，2015（3）：93-93，94.
【关键词】BIM；建模；碰撞检测；模拟施工；施工管理
1、前言
BIM（Building Information Molding）建筑信息模型是一种全新的理念，它涉及从规划、设计到施工、运营维护等项目建设各阶段的一系列创新和变革，是建筑业信息化的发展趋势。BIM的理论基础主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。BIM是以三维数字技术为基础，可包括施工工序、进度、成本和质量以及人力、机械、材料资源等施工、工程安全性能、材料耐久性能等信息，其发展应用的前景广阔。
目前，BIM的应用在欧美发达国家正在迅速推进。与欧美发达国家相比，我国BIM应用起步较晚，现在已知的BIM案例基本应用在房屋建筑领域，而BIM技术在市政工程中的應用，将会促进整个市政工程的信息化和现代化。
2、 工程概况
本市政排水系统工程位于上海市，建成后将服务区内共计306公顷区域，该系统主要功能为：旱季收集污水并提升排送至市政污水厂，发挥减排作用。雨季收集初期雨水进行调蓄减少环境污染。暴雨期间将雨水强排至黄浦江达到防汛作用。
排水系统工程主要包括：新建17.2立方米/秒合流泵站一座（截流污水配泵1.1立方米/秒），占地面积约4584平方米；泵房与调蓄池合建一体，平面尺寸32m×29.5m。
调蓄池一座，容积9000立方米。平面尺寸约55.05×34m，埋深约22米。基坑采用地下连续墙围护方式，地下连续墙埋深约44m～46m。
泵站進水合流总管Φ2700～3000约730米，沿市政道路上敷设，埋深约5.5～8.5m。采用顶管施工，其中1个顶管井工作，2个顶管接收井。
污水截流管Φ1350约780米，3.5m～4m，开槽埋管。
出水箱涵、排放口2孔3000×2500约220米，沿道路绿化带敷设，采用支护开挖的施工方式。
3、 BIM模型建立
BIM模型指的是通过参数而不是数字建立的模型，是可以通过简单地改变模型中的参数值就能建立新的模型并分析。BIM模型中图元是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。而这些信息可对工程对象进行完整的工程信息描述和拓扑关系的描述。
为本项目建立的BIM模型完全根据设计单位提供的图纸建立，所以本项目的建模过程是由二维图纸转换成BIM 3D模型，再进行可视化施工模拟等应用BIM 技术于管理工作。根据图纸将整个项目大体分为三个专业建模，分别为构筑物模型，建筑物模型以及设备模型。
构筑物模型主要为泵房下部构筑物，包括：泵房下部结构与调蓄池。
建筑物模型主要为泵房上部建筑物，包括：雨水格栅间、泵房上部建筑、高配间、管理用房和开关站等。
设备模型主要包括泵房内干式混流泵（雨水泵），格栅除污机，高低压柜等设备。
BIM模型作为一种数字信息应用，可用于工程的建造和管理。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使工程在整个施工进程中显著提高效率、大量减少风险。
4、BIM技术在本工程建设施工阶段管理中的实际应用情况：
本工程构筑物规模庞大、建筑物设计形式新颖、工艺设备种类繁多，给整个工程的质量控制带来很大的难度。通过积极与参建各方合作，在该工程质量控制中利用了BIM技术进行管理，深化设计、碰撞检测、施工模拟、三维技术交底，保证工程建设有序进行，促进了项目精细化管理，提升了项目管理水平。
将BIM技术融入到施工管理过程中，将时间、进度、工程量等结合在一起，方便对整个工程直观地了解，方便把每个流水段运用BIM技术进行管理实现施工阶段的精细化管理。
对施工过程模拟分析、前置任务分析及滞后分析。在可视化信息查询和资源及场地管理等方面增进了项目的创新广度和深度，解决了进度信息持续集成问题，促进BIM技术在大型、复杂市政工程中的应用。
4.1土建部分BIM技术应用-碰撞检查：
对于碰撞检查，静态的碰撞检查可以由软件直接导出碰撞报告，报告中包含具体的位置信息，附带三维空间下碰撞点的截图，可以很方便的在模型上找到碰撞点信息。
相对于静态的碰撞，还存在部分隐藏的碰撞，需要运用BIM技术进行模拟施工才能发现。
如对本工程顶管施工进行模拟，发现顶管工作井内吊装顶管机头时，出现顶管机头与围护结构发生碰撞，造成机头无法吊装就位。
后经参建各方开会研究讨论，对顶管工作井原围护进行了修改。并运用BIM技术对变更后方案进行模拟，论证后才进行施工，确保顶管机头吊装的顺利进行，避免了返工。
4.2土建部分BIM技术应用-模拟施工：
在运用BIM技术的实际施工管理中，我们逐渐意识到了BIM技术在项目管理中的优势。建模完成后对于重要的工序进行了模拟施工，以期发现不合理或者待完善的地方。
我们把整个工程的土建部分按施工总进度计划运用BIM技术进行模拟施工。在主体泵房基坑土方开挖阶段，通过模拟施工我们发现每一道支撑都处于之后再被挖走的土方中，也就是为了制作支撑需要先挖走一部分土方等到支撑施工完毕后将土方回填再施工围檩，等待围檩达到强度后才能进行基坑开挖，繁杂的工序大大浪费了时间成本。本项目需要在汛期前发挥作用，工期十分紧。经参建各方开会研究讨论，将围檩的支撑由原先的托撑改为吊撑，有效地缩短了工期。 通过碰撞检查，还可以检查土建专业和设备专业之间存在的碰撞，尽早发现问题、提出问题、解决问题。
4.3设备部分BIM技术应用-加强施工交底
由于本工程设备众多，工艺及专业较复杂，虽然大部分为成熟的标准化产品，但部分产品仍然需要根据本泵站工况进行调整，工厂在設备制造阶段，会遇到种种需要与现场协调的问题，将BIM模型存放在网络上（如局域网或因特网上），便于项目参建各方讲解及沟通，或者与项目其他参与者进行可视化交流，能较快对设备生产过程中出现的问题达成解决方案。在加入了BIM模型，运用BIM技术于设备生产阶段后，大大的缩短了设备生产周期和减少了设备生产成本。
本工程雨水泵采用抽芯式混流泵，这类泵对于安装精度要求高，尤其安装底板的施工方式复杂，且对泵影响较大。将雨水泵的安装过程进行模拟并根据模拟进行交底工作，将有利于雨水泵的安装顺利进行。
4.4 BIM技术应用-进度控制
傳统的项目进度控制方法常见及应用较多的：是甘特图和网络计划。虽然也可以对工程项目前期阶段所制定的进度计划进行优化，但是由于自身存在缺陷，所以项目管理者对进度计划的优化只能停留在一定程度上，即优化不充分，这就使得进度计划中可能存在着某些没有被发现的问题。当这些问题在项目实施过程中发生时，项目施工就会相当被动，往往这个时候，就只能根据现场情况被动的修改计划，使之与现场情况相符，失去了计划控制施工的意义。
而基于BIM技术的进度管理，可以通过反复的施工过程模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前查出，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。同时管理者还可以通过BIM模型很容易的对不同施工程序进行比较，可以很快的确定项目是否跟上进度或落后进度，从而优化和调整施工进度。
结语：
将BIM技术运用到市政排水系统工程的建设施工阶段的管理工作中能高效解决施工阶段出现的问题。随着时代的发展，BIM技术的应用早已超出了模型的范畴，延伸到了整个工程的全生命周期应用。作为工程管理者，必须顺应发展趋势，积极学习和掌握新技术，组织和参加多元的BIM业务培训，满足工程管理的工作需求。
参考文献：
[1]刘占省，赵雪峰.BIM技术与施工项目管理[M].北京：中国电力出版社，2015.
[2]王荣香，张帆.谈施工中的BIM技术应用[J]，山西建筑，2015（3）：93-93，94.