趙振龍

隨著BIM技術(shù)在我國的不斷推廣，三維設(shè)計、BIM技術(shù)應(yīng)用已成為行業(yè)的共識。以往BIM技術(shù)在水利上的應(yīng)用主要集中在大壩、水閘這類樞紐性工程，對于長距離線性工程應(yīng)用較少。而且以往很多BIM工程也都不是正向設(shè)計，BIM產(chǎn)品的交付更是依賴外部平臺，因為水利BIM發(fā)展較晚、行業(yè)技術(shù)積累薄弱造成的。

如何使用BIM技術(shù)實現(xiàn)正向設(shè)計，是制約BIM技術(shù)在設(shè)計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，更影響B(tài)IM技術(shù)在整個行業(yè)的推廣。本文結(jié)合實際工程，探索長距離輸水工程BIM的正向設(shè)計流程，介紹一種簡單可行的BIM成果交付方式，說明如何應(yīng)用這種方式實現(xiàn)類似BIM+GIS的項目管理，為廣大BIM設(shè)計人員提供參考。

設(shè)計流程

某重點輸水工程主要由輸水管線構(gòu)成，輸水線路全長約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，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回填。

長距離調(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)計基本要素。這個過程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)場實際探勘;經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比等諸多工作。其實在這些前期工作里，BIM技術(shù)就可以介入，例如使用OpenRoads Designer軟件在大比例地形圖上進(jìn)行線路方案對比，而且可以快速地得出工程量。

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。

在這個階段里，各個專業(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，這要求測繪部門要沿管線實際平面位置重新測量，重新測量的管線地面線要能反映在測繪成果的TIN文件中。對于具體BIM技術(shù)來說，在工程各個階段都是通用的。

管線建模

管線建模采用OpenRoads Designer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)條件對廊道進(jìn)行“點控制”及“約束標(biāo)簽”控制。

1）管中心縱斷面繪制

長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，再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縱斷面進(jìn)行調(diào)整，也可以通過“表編輯器”對縱斷面進(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;因為管本身為標(biāo)準(zhǔn)件，而且鋼管本身管壁只有2cm，橫斷面建模時忽略了管本身。建模時要約束好各部件相互的關(guān)系，并實現(xiàn)在開挖底面可以進(jìn)行 “點控制”，開挖坡比可使用“約束標(biāo)簽”進(jìn)行調(diào)整，同時保證墊層、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)條件對廊道進(jìn)行“點控制”及“約束標(biāo)簽”控制;使用“廊道組件”統(tǒng)計工程量。

管線出圖

管線出圖主要包括縱斷圖的繪制、平面圖的繪制、平面線控制點的報表、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ORD后臺的字體、圖框、出圖種子、縱斷的特征定義進(jìn)行相應(yīng)的配置;對類似指北針、排氣閥井、排水閥井的平面符號使用cel功能進(jìn)行統(tǒng)一配置，這種后臺配置工作繁瑣卻必要，是保證工程項目效率的關(guān)鍵，對后臺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和低點，并對縱斷曲線進(jìn)行簡單的標(biāo)注。

2）平面圖出圖及平面線報表

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2D model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2D model里每個繪圖邊界里。由于圖紙與2D model是動態(tài)關(guān)聯(lián)的，指北針也將出現(xiàn)在圖紙中。平面線報表使用ORD報表功能，報表輸出時選擇適宜的報表樣式，并將報表保存成Excel格式，本工程選用Horizontal Elements XYZ 樣式。

管線節(jié)點參數(shù)化（閥井、鎮(zhèn)墩）

管線節(jié)點如閥井、PCCP段鎮(zhèn)墩采用AECOsim Building Designer（以下簡稱ABD）軟件創(chuàng)建，對于鎮(zhèn)墩這種簡單的構(gòu)件，可采用制作成參數(shù)化cel的方式，方便設(shè)計人員調(diào)用。

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

產(chǎn)品交付

產(chǎn)品交付關(guān)乎著BIM價值的釋放，本工程主要使用Bentley Navigator軟件集成交付。對于信息模型可以發(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表之類的鏈接。這樣只要打開主模型，就可以把控整個工程項目。

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，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;同時在局域網(wǎng)內(nèi)對不同用戶配置相應(yīng)訪問此共享文件夾的權(quán)限，即可完成對工程整個信息進(jìn)行有效管理。采用這種方式，簡單易行，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。

BIM+GIS探索

當(dāng)下BIM與GIS的結(jié)合是一個熱點技術(shù)方向，利用本工程對此項技術(shù)進(jìn)行了一定的探索。GIS的衛(wèi)片底圖利用我國高分2號衛(wèi)星影像，具有分辨率高、時效性強(qiáng)的特點;分辨率可達(dá)1m，時效性為2個月內(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，同時將與地理信息相關(guān)的圖元分別放置在對應(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對模型中圖元進(jìn)行一些類似如查找、定位、量測、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，不利于項目生命周期的管理。