朱正龍，王 曉

(江西贛禹工程建設(shè)有限公司，江西 南昌 330000)

大型泵站的建設(shè)涉及到的項(xiàng)目眾多且繁雜，建設(shè)所需要的材料用量難以計(jì)算，常出現(xiàn)材料準(zhǔn)備不足，耽誤工期，或者準(zhǔn)備材料過多，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，造成工程成本增加。為更好地對(duì)工程成本進(jìn)行管控，精準(zhǔn)計(jì)算整個(gè)工程的工程量是必要的。

關(guān)于工程量計(jì)算在很多文獻(xiàn)都進(jìn)行了研究，針對(duì)不同工程提出了不同的計(jì)算方法。例如，李建國(guó)等針對(duì)農(nóng)村供水管網(wǎng)修建工程，研究其修建過程所需要的工程量，很大程度上解決了供水管網(wǎng)修建成本，為農(nóng)村供水提供了方便[2]。彭可竹等針對(duì)電網(wǎng)工程造價(jià)過高的問題，為了實(shí)現(xiàn)管控，利用參數(shù)化技術(shù)構(gòu)建電網(wǎng)工程參數(shù)化計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，通過該模型對(duì)電網(wǎng)工程量進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算[3]。李寄等人以中緬油氣長(zhǎng)輸管道為例，針對(duì)初步設(shè)計(jì)階段與實(shí)際工程量消耗存在偏差的問題，尋找出了導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的管道沿線的坡度和長(zhǎng)度系數(shù)，最后以此為根據(jù)，優(yōu)化計(jì)算公式，提高工程量統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性[4]。

本文基于前人研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大型立式泵站工程，提出一種基于BIM模型的大型立式泵站工程量統(tǒng)計(jì)方法。在本研究中主要以BIM技術(shù)為依托，建立大型立式泵站工程三維幾何模型作為載體，結(jié)合構(gòu)件信息，參考計(jì)算規(guī)則和公式，通過統(tǒng)計(jì)得出大型立式泵站工程量。本研究主要分為兩部分，前一部分建立大型立式泵站工程BIM模型，后一比分利用統(tǒng)計(jì)公式自動(dòng)計(jì)算工程量。本文以一個(gè)具體工程作為實(shí)例，驗(yàn)證所研究方法的有效性，證明算法的統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確度。通過本研究以期為工程造價(jià)提供可靠的依據(jù)，提高工程管理質(zhì)量。

1 基于BIM的大型立式泵站工程量統(tǒng)計(jì)

大型立式泵站工程涉及的工程項(xiàng)目多，建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程量計(jì)算時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)造價(jià)預(yù)算超標(biāo)或者不足的情況[5]。為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)大型立式泵站工程造價(jià)的管控，進(jìn)行工程量準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合BIM技術(shù)，研究大型立式泵站工程量統(tǒng)計(jì)方法。該研究分為兩部分：BIM模型建立和工程量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

1.1 大型立式泵站BIM模型構(gòu)建

為了準(zhǔn)確地準(zhǔn)備大型立式泵站建站所需要的材料，防止出現(xiàn)用料浪費(fèi)或者不足的問題，本文利用BIM技術(shù)建立大型立式泵站模型，通過該模型，自動(dòng)標(biāo)注各個(gè)組成構(gòu)件的屬性和數(shù)量，后期在統(tǒng)計(jì)公式的運(yùn)算下，得出泵站工程量[6]。

BIM技術(shù)依托各種軟件來實(shí)現(xiàn)，因此選擇一種合適的軟件至關(guān)重要。BIM技術(shù)常見的一些軟件見表1。

基于表1，選擇Revit系列軟件當(dāng)中Revit MEP軟件進(jìn)行建模?；赗evit MEP軟件的大型立式泵站建模流程如圖1所示。

表1 BIM相關(guān)軟件

圖1 基于Revit MEP軟件的大型立式泵站建模流程

在上述Revit MEP軟件建模流程中，族構(gòu)件的創(chuàng)建是關(guān)鍵，具體過程如下：

步驟①：拆解模型。按照大型立式泵站建造結(jié)構(gòu)，將其劃分成不同的組成部件，并標(biāo)注這些部件之間的連接關(guān)系。

步驟②：設(shè)置每個(gè)構(gòu)建的尺寸精度、屬性。

步驟③：繪制各個(gè)構(gòu)建的平面圖以及剖面圖。

步驟④：設(shè)置模型的圖面各種參數(shù)，包括幾何尺寸信息、材質(zhì)信息以及注釋信息，甚至自定義信息等。

步驟⑤：基于上述步驟生成族文件。

步驟⑥：基于平面圖、剖面圖建立三維虛擬模型。

步驟⑦：將族文件與三維虛擬模型進(jìn)行模型映射，即根據(jù)建筑構(gòu)件細(xì)化分類和屬性取值范圍，對(duì)模型中的構(gòu)件對(duì)象的屬性信息進(jìn)行分類、識(shí)別、提取，最終確定同類構(gòu)件的所屬分類和其應(yīng)具備的清單信息，具體過程如圖2所示[9]。

圖2 模型映射基本流程

步驟⑧：模型調(diào)整與測(cè)試，即改變一些模型中的參數(shù)來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ褪欠耠S之發(fā)生變化，以判斷所建立模型的靈活性和適應(yīng)性[10]。

1.2 大型立式泵站工程量計(jì)算

基于建立好的大型立式泵站三維模型，結(jié)合構(gòu)件信息，參考計(jì)算規(guī)則和公式，通過統(tǒng)計(jì)得出大型立式泵站工程量[11]?；诖?，本文工程量計(jì)算分為兩部分：計(jì)算順序和工程量統(tǒng)計(jì)公式。下面針對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行具體分析。

1.2.1工程量計(jì)算順序

為了保證工程量計(jì)算結(jié)果的全面性、完整性以及準(zhǔn)確性。在統(tǒng)計(jì)過程中需要按照一定的規(guī)則、順序來進(jìn)行[12]。根據(jù)本文所研究對(duì)象——大型立式泵站，選擇定額計(jì)算順序進(jìn)行計(jì)算。

基于定額的工程量計(jì)算順序過程如下：

步驟①：對(duì)工程進(jìn)行分項(xiàng)；

步驟②：按各地定額對(duì)分項(xiàng)編制序號(hào)；

步驟③：從第一項(xiàng)開始，對(duì)照大型立式泵站工程的圖紙，羅列所有定額項(xiàng)目；

步驟④：判斷所列定額項(xiàng)目是否在施工圖中找到。若找到，將其列為待計(jì)算集合當(dāng)中；否則，跳過這個(gè)項(xiàng)目，繼續(xù)下一個(gè)項(xiàng)目，直至所有序號(hào)項(xiàng)目都遍歷完成。

步驟⑤：參照工程量計(jì)算公式計(jì)算集合中所有項(xiàng)目的工程量[13]。

1.2.2工程量計(jì)算公式

根據(jù)大型立式泵站工程施工的不同部分，工程量計(jì)算公式如下：

(1)施工前的計(jì)算公式

①平整場(chǎng)地計(jì)算公式

S1=(A+4)·(B+4)

(1)

式中，S1—平整大型立式泵站建設(shè)場(chǎng)地所需要的工程量，m2；A—大型立式泵站長(zhǎng)度，m；B—大型立式泵站寬度，m。

②基礎(chǔ)土方開挖計(jì)算公式

(2)

式中，S2—大型立式泵站建設(shè)所挖基坑體積，m3；A—所挖基坑上部分長(zhǎng)度，m；B代表所挖基坑上部分寬度，m；a代表所挖基坑下部分長(zhǎng)度，m；b代表所挖基坑下部分寬度，m[14]；H—基坑高度，m。

(2)運(yùn)輸工程量計(jì)算公式

S3=H1-H2

(3)

式中，S3—大型立式泵站工程建設(shè)運(yùn)送工程量，m3；H1—挖土總體積，m3；H2—回填土總體積，m3。

(3)施工過程工程量計(jì)算公式

①鋼筋工程量計(jì)算公式

S4=C·G

(4)

式中，S4—鋼筋工程量，kg；C—鋼筋下料長(zhǎng)度，m；G—相應(yīng)鋼筋每米重量，kg/m。

②混凝土基礎(chǔ)工程量計(jì)算公式

S5=D·E

(5)

式中，S5—混凝土基礎(chǔ)工程量，m3；D代表混凝土構(gòu)件基礎(chǔ)中心線的長(zhǎng)度，m；E代表截面積，m2。

③金屬結(jié)構(gòu)工程量計(jì)算

S6=M·l·R

(6)

式中，S6—金屬結(jié)構(gòu)工程量，kg；M—鋼材面積，m2；l—鋼材厚度，m；R代表單位理論重量，kg/m3。

④木結(jié)構(gòu)工程量計(jì)算公式

S7=N·L

(7)

式中，S7—木結(jié)構(gòu)工程量，m3；N—木結(jié)構(gòu)面積，m2；L—單位面積木結(jié)構(gòu)重量，kg/m2[15]。

⑤地面工程量計(jì)算公式

S8=T·K

(8)

式中，S8—地面工程量，m2；T—水平投影面積，m2；K—坡度系數(shù)。

根據(jù)施工圖紙上的設(shè)計(jì)尺寸及有關(guān)數(shù)據(jù)代入到上述計(jì)算公式中，即可實(shí)現(xiàn)工程量統(tǒng)計(jì)。

2 算例分析

為驗(yàn)證基于BIM模型的大型立式泵站工程量統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用效果，以已經(jīng)建好的某個(gè)大型立式泵站工程為例，與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果是否準(zhǔn)確。

2.1 工程概況

某個(gè)大型立式泵站工程總投資3600萬(wàn)元，預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)總加壓供水能力5萬(wàn)m3/天，應(yīng)急制水能力1.6萬(wàn)m3/天。該工程主要作用為加壓保障××開發(fā)區(qū)二、三、四區(qū)的水量和水壓，同時(shí)通過新建的高壓泵組保證半山山地開發(fā)的供水需求，將有利于開發(fā)區(qū)充分利用管網(wǎng)余壓，減小加壓泵揚(yáng)程，降低運(yùn)行成本，既滿足平時(shí)的用水需求，增加了加壓供水規(guī)模，還可最大程度地保證了原水管網(wǎng)事故突發(fā)情況下的供水。工程建設(shè)完成場(chǎng)景如圖3所示。

圖3 大型立式泵站工程

2.2 大型立式泵站建模

選擇Revit MEP 2018版本軟件建立大型立式泵站模型，該模型建立結(jié)果如圖4所示。

圖4 大型立式泵站建模結(jié)果

2.3 構(gòu)件清單

根據(jù)大型立式泵站各個(gè)組成構(gòu)件的相關(guān)信息，利用Revit軟件中的modeling工具建立該工程的構(gòu)件清單，構(gòu)建結(jié)果如圖5所示。

圖5 構(gòu)件清單

2.4 工程量統(tǒng)計(jì)

按照工程量計(jì)算順序，利用工程量計(jì)算公式計(jì)算所研究的大型立式泵站工程量，并與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表2。

表2 工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表2中可以看出，利用所研究方法統(tǒng)計(jì)出來的某大型立式泵站各個(gè)項(xiàng)目工程量與實(shí)際工程量之間的量差較小，說明所研究方法的工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果較為準(zhǔn)確，可以應(yīng)用于工程工程量計(jì)算。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述大型立式泵站建設(shè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)周圍環(huán)境要求較高，施工材料用量很難準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)?；贐IM模型的大型立式泵站工程量統(tǒng)計(jì)方法可以實(shí)現(xiàn)虛擬建模，通過虛擬模型可以預(yù)先模擬施工，提前估算工程量，為實(shí)際施工用量準(zhǔn)備提供可靠的依據(jù)。