摘要：本文主要基于Bentley系列軟件，探索長(zhǎng)距離輸水管線BIM正向設(shè)計(jì)方法。通過實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了三維模型的建立及二維圖紙的抽取，同時(shí)提出一種簡(jiǎn)單可行的BIM成果集成式交付方案。并對(duì)BIM+GIS的項(xiàng)目管理進(jìn)行了探索。

 

　　關(guān)鍵字：長(zhǎng)距離輸水管線BIM正向設(shè)計(jì)BIM成果交付BIM+GIS

 

 

　　隨著BIM技術(shù)在我國(guó)的不斷推廣，三維設(shè)計(jì)、BIM技術(shù)應(yīng)用已成為行業(yè)的共識(shí)。以往BIM技術(shù)在水利上的應(yīng)用主要集中在大壩、水閘這類的樞紐性工程，對(duì)于長(zhǎng)距離線性工程應(yīng)用較少，而且以往很多BIM工程也都不是正向設(shè)計(jì)，BIM產(chǎn)品的交付更是依賴外部平臺(tái)，這里既有水利BIM發(fā)展較晚，行業(yè)技術(shù)積累薄弱的原因。如何使用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)正向設(shè)計(jì)，是制約BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段推廣的主要問題；而如何將BIM成果進(jìn)行交付，交付方式是否具有普惠性，更是影響B(tài)IM技術(shù)在整個(gè)行業(yè)的推廣。本文結(jié)合實(shí)際工程，探索長(zhǎng)距離輸水工程BIM的正向設(shè)計(jì)流程、介紹一種簡(jiǎn)單可行的BIM成果交付方式，并且說明如何應(yīng)用這種方式實(shí)現(xiàn)類似BIM+GIS的項(xiàng)目管理，為廣大BIM設(shè)計(jì)人員提供參考。

 

 

　　某重點(diǎn)輸水工程主要由輸水管線構(gòu)成，輸水線路全長(zhǎng)約110Km，主要建筑物包含輸水管道及閥等附屬建筑物、泵站、出水口工程、調(diào)蓄水池等。輸水管道采用鋼管及PCCP，規(guī)格為DN900、DN1400、DN1800、DN2000四種，布置形式為單線布置。

 

　　管線鋪設(shè)主要采用明挖的方式，開挖坡比視地質(zhì)條件及開挖高度不同在1:0.3~1:2區(qū)間變動(dòng)，管線底部120°包角范圍內(nèi)采用砂礫石回填，頂部50cm厚度內(nèi)回填種植土，并預(yù)留30cm的下沉量，其余部分采用原狀土分層壓實(shí)回填。

 

 

　　長(zhǎng)距離調(diào)水工程前期必然要經(jīng)過若干種方案比選才能確定線路、管徑、管材等工程設(shè)計(jì)基本要素。這個(gè)過程里包含從大比例地形圖、衛(wèi)星地圖及大比例區(qū)域地質(zhì)圖上進(jìn)行布線；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際探勘；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比等諸多工作。其實(shí)在這些前期工作里，BIM技術(shù)就可以介入，例如使用OpenRoadsDesigner軟件在大比例地形圖上進(jìn)行線路方案對(duì)比，而且可以快速的得出工程量。

 

　　在方案確定后的初設(shè)及施工圖階段，則需要1:2000帶狀圖的測(cè)繪；詳細(xì)的沿線地質(zhì)勘查；初設(shè)或施工圖紙的繪制等工作。在這個(gè)階段里，各個(gè)專業(yè)則可以使用各專業(yè)不同的BIM軟件在ProjectWise上協(xié)同工作。這里要注意的是1:2000的帶狀圖只能做為底圖來用，實(shí)際管線的地面線縱斷要求的精度往往是在1:500及以上的，這要求測(cè)繪部門要沿管線實(shí)際平面位置從新測(cè)量，重新測(cè)量的管線地面線要能反映在測(cè)繪成果的TIN文件中。

 

　　對(duì)于具體BIM技術(shù)來說，在工程各個(gè)階段都是通用的。

 

 

　　管線建模采用OpenRoadsDesigner軟件，在平面線確定的前提下，管線建模的主要工作是管線縱斷面的繪制，及橫斷面模板的制作及根據(jù)地質(zhì)條件對(duì)廊道進(jìn)行“點(diǎn)控制”及“約束標(biāo)簽”控制。

 

　　1）管中心縱斷面繪制

 

　　長(zhǎng)距離供水管線一般為有壓輸水的形式，管頂應(yīng)有一定的覆土保護(hù)層并且管道埋深應(yīng)大于設(shè)計(jì)最大凍深。這樣我們可以利用“縱斷面偏移”命令，將原始地面縱斷線偏移一定距離作為繪制縱斷面的輔助線，在參照輔助線繪制縱斷面，繪制完畢后可以在縱斷面視圖中對(duì)縱斷面進(jìn)行調(diào)整，也可以通過“表編輯器”對(duì)縱斷進(jìn)行類Excel表式的調(diào)整。

 

　　2）管線橫斷面模板

 

　　管線橫斷面創(chuàng)建秉著方便調(diào)整，方便算量的原則進(jìn)行創(chuàng)建，橫斷面模板包含管道開挖、管底120°包角砂礫石墊層、原狀土回填，種植土回填；因?yàn)楣鼙旧頌闃?biāo)準(zhǔn)件，而且鋼管本身管壁很只有2cm，橫斷面建模時(shí)忽略了管本身。

 

 

　　建模時(shí)要約束好各部件相互的關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)在開挖底面可以進(jìn)行“點(diǎn)控制”，開挖坡比可使用“約束標(biāo)簽”進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)保證墊層、回填土等要素能隨開挖坡比及開挖寬度的調(diào)整進(jìn)行同步調(diào)整。

 

　　3）廊道創(chuàng)建

 

　　激活地形、設(shè)計(jì)縱斷線，套用橫斷面模板，生成三維管道模型，根據(jù)地質(zhì)條件對(duì)廊道進(jìn)行“點(diǎn)控制”及“約束標(biāo)簽”控制；使用“廊道組件”統(tǒng)計(jì)工程量。

 

 

　　管線出圖主要包括縱斷圖的繪制、平面圖的繪制、平面線控制點(diǎn)的報(bào)表、管線斷面圖的繪制。

 

　　其中管線斷面可采用標(biāo)準(zhǔn)斷面圖來簡(jiǎn)化出圖，其余使用ORD自身出圖功能進(jìn)行出圖，出圖前要事先對(duì)ORD后臺(tái)的字體、圖框、出圖種子、縱斷的特征定義進(jìn)行相應(yīng)的配置；對(duì)類似指北針、排氣閥井、排水閥井的平面符號(hào)使用cel功能進(jìn)行統(tǒng)一配置，這種后臺(tái)配置工作繁瑣卻必要，是保證工程項(xiàng)目效率的關(guān)鍵，對(duì)后臺(tái)管理員有較高的要求。

 

　　1）縱斷出圖

 

　　管線縱斷出圖使用ORD繪制剖面圖的功能，生成縱斷圖后，使用插入cel的功能將排氣閥井、排水閥井插入到縱斷曲線的高點(diǎn)和低點(diǎn)，并對(duì)縱斷曲線進(jìn)行簡(jiǎn)單的標(biāo)注。

 

 

　　2）平面圖出圖及平面線報(bào)表

 

　　使用插入cel的功能，將排氣閥井、排水閥井插入到平面的相應(yīng)位置，使用參考命令將二維地形圖作為底圖參考到2Dmodel中，使用ORD繪制平面圖的功能進(jìn)行平面出圖，出圖完畢后，再將指北針插入2Dmodel里每個(gè)繪圖邊界里，由于圖紙與2Dmodel是動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的，指北針也將出現(xiàn)在圖紙中。

 

　　平面線報(bào)表使用ORD報(bào)表功能，報(bào)表輸出時(shí)選擇適宜的報(bào)表樣式，并將報(bào)表保存曾Excel格式，本工程選用HorizontalElementsXYZ樣式。
 

 

 

　　管線節(jié)點(diǎn)如閥井、PCCP段鎮(zhèn)墩采用AECOsimBuildingDesigner（以下簡(jiǎn)稱ABD）軟件創(chuàng)建，對(duì)于鎮(zhèn)墩這種簡(jiǎn)單的構(gòu)件，可采用制作成參數(shù)化cel的方式，方便設(shè)計(jì)人員調(diào)用。

 

 

　　管線節(jié)點(diǎn)的配筋采用華東軟ReStation軟件，可以準(zhǔn)確快捷的生成三維鋼筋、鋼筋圖及鋼筋材料表。

 

 

　　產(chǎn)品交付關(guān)乎著BIM價(jià)值的釋放，本工程主要使用BentleyNavigator軟件集成交付。對(duì)于信息模型可以發(fā)布成i-Model，工程圖紙可以打印成PDF格式，并將各種工程文檔分門別類打包放在一個(gè)文件夾內(nèi)。在Navigator里使用鏈接集將信息模型、地質(zhì)模型、圖紙、工程量報(bào)表、工程影像、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等與工程文檔鏈接在一起，并在具體的信息模型上掛接類似工程量報(bào)表之類的鏈接。這樣只要打開主模型，就可以把控整個(gè)工程項(xiàng)目。

 

　　在工程建設(shè)期間，一些建設(shè)相關(guān)信息仍可以以同樣的方式繼續(xù)鏈接。在產(chǎn)品交付時(shí)，可以將打包文件夾配置在業(yè)主單位的服務(wù)器上，并將其共享；同時(shí)在局域網(wǎng)內(nèi)對(duì)不同用戶配置相應(yīng)訪問此共享文件夾的權(quán)限，即可完成對(duì)工程整個(gè)信息進(jìn)行有效管理。采用這種方式，簡(jiǎn)單易行，規(guī)避了BIM交付WEB端的開發(fā)，同樣可以將信息化貫穿到工程的始末。

 

 

　　當(dāng)下BIM與GIS的結(jié)合是一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)方向，利用本工程對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了一定的探索。GIS的衛(wèi)片底圖利用我國(guó)高分2號(hào)衛(wèi)星影像，它具有分辨率高，時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn)；分辨率可達(dá)1m，時(shí)效性為2個(gè)月內(nèi)。110km的管線總共使用29景衛(wèi)片，合成并瓦片化后衛(wèi)片大小約為60G。

 

　　將瓦片化的衛(wèi)片放置到局域網(wǎng)服務(wù)器端，在ABD中使用光柵管理器參考瓦片化的衛(wèi)片，同時(shí)將與地理信息相關(guān)的圖元分別放置在對(duì)應(yīng)圖層里，并將圖元分別賦予相應(yīng)的屬性。這樣就可以利用ABD對(duì)模型中圖元進(jìn)行一些類似如查找、定位、量測(cè)、剖切、隔離顯示、不同顯示模式等功能的操作，而ABD本身就是BIM模型的創(chuàng)建軟件，并且也有鏈接集的功能，對(duì)BIM模型管理功能是毋庸置疑的。當(dāng)然也可以將模型發(fā)布成i-Model，發(fā)布成i-Model后的模型依舊具有衛(wèi)片鏈接，以及ABD相應(yīng)分析操作的功能，但是不能進(jìn)行編輯，不利于項(xiàng)目生命周期的管理。

 

 

 

　　本工程利用Bentley系列BIM軟件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)階段的各專業(yè)正向協(xié)同設(shè)計(jì)、工程建設(shè)期間的產(chǎn)品交付、并且對(duì)BIM+GIS技術(shù)進(jìn)行了探索。充分發(fā)揮了BIM技術(shù)信息化、可視化、協(xié)同性、一體化的優(yōu)勢(shì)。本工程所用的交付方式及BIM+GIS技術(shù)方案，充分利用Bentley自身軟件的特點(diǎn)，避免了產(chǎn)品交付平臺(tái)的開發(fā)。

 

 

　　[1]趙琳，李孟，陳娜，楊士瑞.長(zhǎng)距離輸水管道BIM快速建模技術(shù)研究與應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2018（02）：48-51

 

　　[2]郭莉莉，王小平，聶常山.數(shù)字交付在水利工程中的研究與應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2018（02）：77-80

 

　　[3]武健超，王立朝，張楠.數(shù)字化交付技術(shù)在洺河渡槽工程中的應(yīng)用探索[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2018（02）：89-91

 

　　[4]暴占軍.談Autodesk平臺(tái)在河道一體化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2018（02）：100-103

 

　　[5]陳沉，張業(yè)星，陳健坦，等.基于建筑信息模型的全過程設(shè)計(jì)和數(shù)字化交付[J].水利發(fā)電，2014（08）：124-125

 

　　Abstract:BasedonBentleyseriessoftware,thispapermainlyexplorestheBIMforwarddesignmethodoflong-distancewaterpipeline.Throughpractice,theestablishmentofthree-dimensionalmodelandtheextractionoftwo-dimensionaldrawingsarerealized.Atthesametime,asimpleandfeasibleintegrateddeliveryschemeofBIMresultsisproposed.TheprojectmanagementofBIM+GISisalsoexplored.

 

　　Keywords:Long-distancewaterpipelineBIMForwardDesignBIMResultDeliveryBIM+GIS

 

　　聯(lián)系人：趙振龍

 

　　出生日期：1989.01

 

　　性別：男

 

　　職稱：工程師

 

　　電話：15840442759

 

　　郵箱：351588692@qq.com

 

　　單位：遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

 

　　部門：數(shù)字化新技術(shù)中心

 

　　郵編：110006