刘明环
(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)
经济社会发展、城市化进程加快，城市交通规模逐步扩大，地铁成为城市居民日常生活的主要出行方式。因此，在地铁给排水建设过程中，为保证地铁给排水施工质量需要重视BIM技术的引入，实现地铁工程项目的全过程、全周期化管理，不断提升地铁工程施工建设水平。
1.1 给水系统要点
通常情况下，地铁车站给水水源主要来自市政自来水，分别由市政给水管引出的水管作为生产给水以及地铁车站给水。消防给水以两路进水为主，在引入管中增加相应的水井表以及倒流防止器。在实际设计过程中，地铁车站的引入管能够从水表井进入，当到达地铁车站后通过引入管进行分支，以树状形态均匀分布。除此之外，在管道设计过程中则需要重视杂散电流腐蚀对系统的影响，为防止发生上述问题，需要相关设计人员在主体外侧2.5m处位置选择塑料给水管。在站厅和站台层公共位置需要引出冲洗栓，并及时将冲洗栓放在合理位置。综合考量实际工程情况，可采用橡胶软管与污水泵房中的冲洗龙头进行连接。而对于消防系统设计来说，其主要来自市政自来水管网，但往往由于市政管网水压较低，无法满足地铁给排水的实际需求。因此，在实际设计过程中应通过增加消防泵房以及稳压设备的方式，提高利用效率。如果地铁车站未设置相应地下商场时，则无需进行自动喷水灭火系统安装。对于站厅来说，消防设计需要增加相应备用消火栓泵，一旦工作栓泵发生故障时，可及时采用备用消火栓，保证泵房能够顺利运行。一般情况下，消火栓泵以低频自动巡检系统为主，为保证用水安全，则需要适当增加一定的止回阀[1]。
1.2 排水系统要点
地铁车站排水种类由事故水、粪便污水以及消防废水组成。而主要排水则以雨污分流方式对污水和废水进行排放。在雨水系统设计方面，需要将集水井和排水泵放置在地铁车站的风亭与出入口位置，其原因在于上述位置相对开阔，有利于收集废水与雨水。与此同时，为提高集水井利用效率，排污泵通常设置为两台，其中一台作为备用使用，一旦发生暴雨等极端天气或者发生结构性渗漏问题时，则可将两台排污泵同时启用，保证雨水能够及时排入到地面并统一进入到城市雨水管网中。在废水系统设计方面，则需要将废水泵房设置在坡度较低的路段，配备两台排污泵，消防系统采取同时开启的方式，保证废水集水池的容积小于最大排水泵的出水总量[2]。
BIM技术也称建筑信息模型技术，主要能够借助计算机技术实现建筑模型的构建。通常BIM技术能够通过输入建筑基本信息的方式，建立三维可视化建筑模型输出方式，能够将数据信息及时转为可视化模型，从而为相关人员提供更为直观的视觉图形以及更为精确的数据信息内容，提高建筑设计水平的同时，达到预期视觉效果，展示出动态、立体的模式。现阶段，BIM技术在各行各业中的应用较为广泛，对于地铁给排水设计工程来说，有效应用BIM技术能够有效提升给排水建设质量和水平。在地铁站给排水工程施工过程中，BIM技术能够将整个施工过程进行动态化模拟，模拟完成后通过建立模型数据库的方式为施工人员提供监管支持。除此之外，由于BIM具有强大的建模功能，因而能够通过建立模型数据库的方式将大量数据进行有效存储，相关工作人员只需进行数据库信息查询即可实现地铁给排水工程的精细化管理，进一步提升给排水工程质量和水平。因此，在地铁给排水工程项目中，BIM技术的有效应用为提升工程项目水平起到积极促进意义，对地铁给排水工程设计、施工以及后期管理等都具有良好应用效果。在各个部门的联动与协调配合方面都具有显著意义[3]。
对于地铁车站给排水设计来说，其特点主要包括以下几个方面：其一，系统较多。地铁车站给排水设计包括消防栓系统、生活给水系统、生活污水系统以及废水系统。不同给水系统之间差异性较大且具有一定独立性，加之给排水系统管线一般处于多个平面中，因而在进行管线调整时需要对多个平面图进行调整。其二，孔洞多。在完成地铁站给排水管线穿越隔墙与中板时，需要在前期向土建专家进行咨询，并提出相应要求，从而保证土建设计人员在进行设计过程中预留合适的空洞位置。为保证施工效果，需要给排水设计人员具备良好设计经验，通过总结经验的方式提升施工效率，防止出现孔洞尺寸误差以及位置不合理等问题的发生。其三，阀门管道配件多。对于地铁车站给排水设计来说，由于不同管道系统都安装了较多阀门和配件，因而需要设计人员对管道安装阀门配件进行统一性管理，确保配件尺寸合理。
4.1 工程概况
以某市地铁1号线施工为例。该地铁站地下共两层，是一个双柱岛式站台。该地铁车站总长度为190.2m，站台宽度为15m，车站标准宽度为21.8m，总建筑面积为12 968m2。该车站共有1号和2号两组风亭和一组冷却塔组成。其中1号风亭与二号风亭全部为敞口风亭。地铁车站共设为四组出入口，全部为非敞口式。由于该地铁站在实际设计过程中需要较多专业协调、配合，因此需要重视各项工作之间的衔接工作。在该地铁站建设过程中，给排水环节共包括五个内容，主要为生产生活给水、生产废水系统、生活污水系统、消火栓系统以及灭火器布置。因此，需要在此过程中注重环境控制、动力照明、水管桥架搭设以及给排水施工等环节施工技术的有效应用。通过引入BIM技术的方式，使得该地铁站在实际设计过程中能够有效应用三维模型对管线布置以及碰撞检测进行综合考量，从而极大提升工程施工进度，改善管线在施工过程中存在的复杂问题[4]。
4.2 BIM技术应用
BIM技术能够实现建筑项目中较为单一的构件作为基础信息，能够将相关数据信息、施工要求以及价格进行有机融合，从而以构建数据化建筑模型的方式，形成能够容纳海量信息的建筑工程信息数据库。当前，我国在BIM技术应用方面有着较为成熟的经验，包括建筑设计在内的众多领域，BIM技术应用也更加广泛，其中，在地铁站给排水设计中有效应用BIM技术能够解决管线布置问题，为整体施工提供良好解决方案和解决措施[5]。
因此，可积极利用Revit软件实现地铁站建模工作，加强各专业协同性和配合性，使其能够有效参与到给排水设计中，有利于实现设计的同步性，避免信息出现较大误差。对于BIM技术来说，其构建主要由信息组成，从而有利于工作的协同性，确保技术能够有效应用于实际工程项目中，增强信息技术的可行性。由此可以得出，BIM技术能够从建筑整体性出发，实现设计、施工以及运营维护等全过程监督和管理，为工程质量提升奠定基础。而Revit软件则能够实现两种协同工作模式，即链接式与工作集模式。一方面，在链接模式中，给排水工程建模的主要内容是通过将建筑与结构模型作为外部链接，并将其及时插入到系统和项目中，由于外部链接无法进行有效编辑，因此对管线的综合布设以及调整具有一定影响。另一方面，在工作集模式中，所有建模专业均可在同一中心文件中有效作业，因此在进行权限与释放时，容易达到良好的实现效果，所以该地铁车站主要采用的是工作集协同工作模式[6]。
4.3 给排水系统模型创建
在进行参数设置过程中，BIM在参数化设计时首先需要在模型建立前进行各参数系统的设置，因此在地铁站给排水系统创建时，应针对模型建立过程中的管道实际需求进行管材、管径以及颜色的设定。其次，应进行阀门和仪表设备的加载工作，从而得出相关特性参数信息。在此过程中，作为建模的重要环节，需要将上述提及的数据信息进行科学设置，确保在后期统计与材料自动生成过程中占据有利优势地位。在进行设备选型和系统建立时，需要做好管道系统的设置与阀门配件族的加载工作，使得排水系统模型能够得到有效建立。需要注意的是，在实际建模过程中，不仅可以进行手动创建，也可以利用CAD进行辅助建模，通过导入信息、类别的方式实现CAD可见性的设置。除此之外，对于立管的绘制，则以视图中剖面命令的方式进行剖面手动创建，采取平面或者剖面方式进行同步建模，可以保证立管位置更加清晰、明了，有利于连接的直观性表达。地铁站内站厅层公共区局部消火栓与给水管道模型，如图1所示。
图1 站厅层公共区局部消火栓与给水管道模型
4.4 碰撞检查
当地铁站给排水设计工程师完成专业管道模型设置后，需要进行后续环控专业、动照专业，进而确保风管与架桥的同步性绘制，提高工程有效性。但同时，地铁站内的吊顶空间较为有限，因此，不同专业在实际建模过程中需要对彼此的建模状态以及施工进度进行动态化了解，能够有效避免建模初期发生碰撞，即使各专业建模发生碰撞，也能够对碰撞位置进行及时截图并记录，为问题解决提供依据，当模型完成后即可进行集中式调整和优化。后续可采用Revit软件中的碰撞检查功能进行冲突报告的生成，对未记录到的碰撞问题予以修复和优化。从而有效改善因直接借助碰撞检查功能导致碰撞点数量较多，修复和优化过程较为复杂等问题。地铁环控系统的风管给排水系统消火栓在发生碰撞时，可采取将消火栓局部位置进行抬起的方式，能够保证消火栓和风管冲突部位进行有效分离，有效改善消火栓与风管的冲突问题，其工作过程，如图2所示。当发生较大优化和调整问题时，应从模型构建实际内容出发，以共同协商方式实现多个专业的综合性作业，从而保证解决方案的合理性和科学性[7]。
图2 消火栓与风管冲突问题的解决
总而言之，作为现代化建筑工程施工中的新型化技术，BIM技术的有效应用能够有效通过三维建模方式，使得空间模型更加清晰、直观，有利于保证模型构建具有较强的可读性，信息也更加精准。因此，在实现工程项目全过程管理和数据共享等方面都具有积极意义。
猜你喜欢消火栓车站建模河南济源市政消火栓有了“身份证”消防界(2021年19期)2021-11-14车站一角智慧少年·故事叮当(2021年4期)2021-05-06联想等效，拓展建模——以“带电小球在等效场中做圆周运动”为例中学生数理化(高中版.高考理化)(2020年11期)2020-12-14智能消火栓设计(2019年22期)2019-04-01基于PSS/E的风电场建模与动态分析电子制作(2018年17期)2018-09-28不对称半桥变换器的建模与仿真通信电源技术(2018年5期)2018-08-23车站一角小学生必读(低年级版)(2017年9期)2018-01-31在北京，一个车站的治理有多难领导决策信息(2017年17期)2017-06-21论消火栓、自动喷淋和自动报警在消防中的辩证关系中国房地产业(2016年9期)2016-03-01轨道交通地下车站消火栓布置分析建筑工程技术与设计(2015年28期)2015-10-21