文章来源：智能建筑电气技术杂志

    400多项新专利

    7项世界之最

    整体设计和关键技术全部自主研发

    它被英国《卫报》评为“新世界七大奇迹”之一

    也有人评价

    它是交通工程界的“珠穆朗玛峰”

    它，是港珠澳大桥

    全长55公里

    世界总体跨度最长的跨海大桥

    海底隧道长5.6公里

    世界上最长的海底公路沉管隧道

    海底隧道最深海平面下46米

    世界上埋进海床最深的沉管隧道

    对接海底隧道的每个沉管重约8万吨

    世界最重的沉管

    ……

    作为一项国家超级工程，港珠澳大桥背后的施工工艺与BIM技术值得学习和探讨。今天，取其中一个小点，和大家分享港珠澳大桥桥隧转换的机电管线集成应用。

    （*注1：出于信息传播与知识分享的目的，下文内容节选自《水运工程》2019年第9期，作者：中交第四航务工程勘察设计院有限公司刘敏、许伟航。如有侵权，请联系删除。）

    （*注2：内容搜集不易，转载请注明出处。）

    1、项目概况

    港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁，大桥采用岛隧结合的方案，桥隧两端连接处设置两个隧道人工岛，分为东人工岛和西人工岛，人工岛不仅是隧道的入口，也是港珠澳大桥的连接点。

    ▲东（右图）、西（左图）人工岛示意图

    港珠澳大桥东、西人工岛位于伶仃洋上，其高温、高湿和高盐雾环境等特殊气候条件决定了工程的特殊性。作为一个集交通、管理、服务、救援和观光功能为一体的综合运营中心，在保证建筑实用性的前提下，还要力求建筑美观。而这也使得该建筑机电专业的系统类型众多、管线数量巨大。

    尤其是地下1、2层的设备房与走廊区域以及地上1~3层的公共走廊交汇区域，管线密集，其布置错综复杂，而且净高要求又极其严苛，导致管线的安装空间有限。如根据传统的CAD图纸进行施工，难以实现净空与美观的双重要求。基于此，本项目利用Revit软件对机电管线进行深化设计，以解决机电专业管线碰撞的问题。

    2、深化设计范围及原则

    （1）深化设计范围

    本项目机电深化设计的内容包括：综合管线节点平面图、剖面图和三维图。

    （2）深化设计原则

    在进行碰撞检查工作之前，应确定各专业管线布置排列的一般原则，以保证各管线施工过程中的结构安全性和方便性，同时应考虑施工完成后调试和维修的方便，另外还要考虑完工后各类机电管线的美观性。

    具体布置原则如下：

    1)决定各管道的最终安装高程的优先排序是排水管、电缆桥架、线槽、暖通管道、通风管道、给水及消防管道。

    2)电缆桥架、线槽尽量高位安装，通风管道中低位安装。

    3)电缆桥架与输送液体的管道应分开布置或布置在其上方，以免管道渗漏时损坏线缆造成事故，如必须在一起敷设，电缆应考虑设防水保护措施。桥架与水管的平行最小净距为400mm，交叉最小净距为300mm。

    4)强电桥架与弱电线槽之间留有一定间距，以免互相干扰，有条件时，可分别布置在两侧，两者的间距一般不小于300mm。

    5)遇管线交叉时，应本着“小管让大管、有压让无压、冷水管让热水管”的原则避让。

    6)管道外壁(或保温层外壁)之间的最小距离按下列规定确定：DN≤32mm时，不小于100mm；DN＞32mm时，不小于150mm。并排排列的管道，阀门应错开位置。

    7)各种管线在同一处垂直方向布置时，一般为桥架、线槽在上，水管在下；热水管在上，冷水管在下；风管在上，水管在下。尽可能使管线呈直线，相互平行不交叉，使安装和维修方便，降低工程造价。

    3、深化设计的实现方法

    （1）深化设计流程

    基于Revit的深化设计需要各专业设计人员的相互配合、共同协作。为了实现消除管线碰撞的最终目的，各专业设计人员均需要遵循一定的工作流程，保证整个深化设计工作的顺利进行。

    ▲基于Revit深化设计的工作流程

    （2）模型建立

    为了实现专业间的协同设计，首先创建一个协同平台，各专业均在此公共平台上建立各自的中心文件，并同步在电脑上建立一个本地模型，通过“与中心文件同步”功能即可将最新的模型同步上传至协同平台。其次，各专业需要使用具有相同项目基点的视图样板，以方便后续的模型链接。整个项目的BIM模型分别由建筑、结构、电气、给排水和暖通共5个模型组成。

    本次选用的软件版本为Revit2016版，本项目的模型细度（levelofdevelopment，LOD）按照施工图设计模型（LOD300）完成，经整合后的东西人工岛总装BIM模型见下图。

    ▲东（右图）、西（左图）人工岛总装BIM模型

    （3）模型链接

    在各专业的建模工作完成之后，可以通过Revit的“链接Revit”功能实现对其他各专业模型的链接，在选择定位的过程中，可以选择“自动-原点到原点”选项实现模型的自动链接，这样即可保证所有链接进来的模型都具有同一个项目基点。以暖通专业为例，链接操作如图所示。

    ▲模型链接

    （4）碰撞检查

    完成对其他专业的模型链接后，即可进行碰撞检查工作，碰撞检查工作分为两种：专业模型内部的自查；本专业模型与其他专业模型之间的碰撞检查。碰撞检查会生成一个冲突报告，指明产生碰撞的图元类别及对应的ID号码。

    ▲碰撞检查冲突报告

    为提高碰撞检查工作的效率，可选择分层分区域进行碰撞检查，避免因电脑配置问题导致运行时间过长。

    （5）管线调整

    根据冲突报告，通过“按ID号选择图元”功能可查找到对应产生碰撞的图元，并根据机电深化设计原则调整对应管线。某局部区域给排水专业管线碰撞调整前后对比如下。

    ▲管综调整前后的三维图

    （6）BIM出图

    解决管线碰撞的问题之后，通过相关工具实现BIM出图。按照项目的要求设置标注样式和字体格式，对各专业管线进行标注并形成综合管线节点图。对于图中一些管线较为密集区域，当平面图表达信息不够全面时，绘制对应节点的剖面图和三维图。

    在平面图和剖面图中各种管线之间，管线与建筑梁、板、柱、墙以及地面的尺寸关系及管线自身的尺寸和高程均可清晰直观地表示出来。优化后的三维图可以很方便地将施工后的效果提前展现给建设、监理和施工单位，便于进行沟通和调整。对于特定的节点，可将该节点处对应的平面图、剖面图和三维图在同一张图纸上表示。

    ▲特定节点的平面、剖面和三维图

    （7）应注意事项

    ①空调风管、供回水管、冷凝水管、热水管等需要保温，深化设计时应考虑保温层厚度，预留合适的保温空间。

    ②各专业支、吊架尽量采用综合支、吊架，节省材料，布置美观，把支、吊架占用的空间也反映在深化图纸中。

    ③对于吊顶内空间很高的区域，要考虑装饰吊顶是否需要做转换层。如果需要做转换层，则管线排布时的最低高程应距离吊顶25cm以上，以便装饰做转换层。

    4、总结

    （1）使用Revit软件建立了港珠澳大桥东西人工岛各专业BIM模型，并运用碰撞检查功能对模型实现管线综合，满足了项目对空间净高的要求，同时提高了机电管线布置的美观性。

    （2）通过对机电管线进行深化设计，利用BIM出图功能，导出节点平面图、剖面图和三维图，减少了设计变更的次数，提高工程效率，保证港珠澳大桥项目按期保质完工。

    来源：BIM研究、江苏建筑机电抗震研究院

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