BIM技术在城市综合管廊设计中的应用分析

BIM技术在城市综合管廊设计中的应用分析
摘要：当前，中国的经济稳定增长，城市化历程也稳步推进。

在城市迅速发展
的过程中，原有城市的设计承载力已经大大滞后于城市人口的需求，这在市政管
线设计方面表现最为突出，在城市建设如火如荼进行的过程中，应当对管线加以
升级改进或者重修。

在新规划城区的建设过程中，为了避免后续的改进问题，也
应当提早地谋划城市地下空间的运用与建设。

关键词：城市综合管廊设计；BIM技术；应用
0引言
BIM（建筑信息模型）技术是在CAD（计算机辅助设计）技术之后的工程领域又一项重要计算机应用技术，作为未来设计的主流方向，BIM先进的工作方式和高效率的特点，使其逐
渐在设计行业中间凸显出来。

各家企业纷纷意识到BIM应用在三维设计上的广阔前景是提升
企业竞争力的一大支柱，是设计公司必须经历的转型。

本文以BIM在地下综合管廊设计上的
应用为例，总结经验发现问题，为推广BIM设计奠定基础。

1地下综合管廊概述
城市地下综合管廊是一个城市综合发展的产物，为了避免反复刨掘马路，将多种管线尽
可能集中在一个地下人造空间内。

随着我国城镇化进度加快，城市人口迅速增加，建设地下
综合管廊成为当务之急。

下图为某一城市地下综合管廊工程剖面图：
2地下综合管廊的优缺点分析
2.1优点分析
地下综合管廊可减少各种管线在维修、增加供应时，因挖掘道路造成的资源浪费，降低
对居民通行的影响。

地下综合管廊内的各种市政管线随着城市发展变化经常会发生增容，如供水、供电等；
有时根据各种管线的规范定期进行维护检修，如供热管道等；还有管道改造施工，如热力管
道的汽改水施工等；诸如此类的市政管线维修或改造等施工用传统方式需要开挖道路，增加
相应道路恢复施工费用，同时侵占道路，影响市民出行，使目前本来就拥堵的城市交通雪上
加霜。

如果采用地下综合管廊，上述问题迎刃而解，只需在地下综合管廊内进行施工，做好
现场施工防护，不要影响管廊内其它管道正常使用就可以了。

2.2缺点分析
地下综合管廊在设计方面存在管线种类多、管线之间交叉频繁的问题，现场施工条件复杂、难度大。

综合管廊是涉及面很广的综合工程，综合管廊包含多种附属工程，如消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水和标识等系统，因各种管线均有各自的施工规范和标准，设计施工
要同时满足所有规范和标准的难度很大。

同时，地下空间内现场施工条件复杂，这更增加了
施工难度。

3 BIM应用优势分析
把BIM技术运用到地下综合管廊设计过程中，采用模拟作业的方法能够检验在设计过程
中存在的问题。

在目前运用广泛的二维管线综合设计中，通常会发生设计的管线与设计的建（构）筑物相冲突的情况，设计人员也不太注重此方面的问题，到了现实的施工作业过程中
遇到冲突再去应对，已经为时已晚。

鉴于此问题，BIM技术能够进行有效的预测，该技术的
运用使得设计环境不再单单仅限于在2D平面中，其成果一方面可以体现整个项目的情况，
另一方面可以把道路产生交合和局部断面的状况立体的呈现出来，不但可以体现二维设计中
应当达到的成效，还具有了二维设计中无法达成的功能。

4 BIM在地下综合管廊设计中的应用分析
4.1 BIM在地下综合管廊设计中的应用
地下综合管廊的建模会采用墙梁板柱工具搭建基础结构，其中局部的异形会用复杂的截
面、壳体、变形体来完成，而且要注意材质和图层之间的差异。

CAD绘图软件中有EMP建模板，可以对不同种类的管线进行预设，标示出不同的颜色，在布设过程中，设置管道的直径、高度等信息，然后连续的画出相应的管径、标高、倾斜角度等等。

再根据实际的情况增加弯头、异型管，在所有工作全部完成后，模型要和规定的标准进行比对，出现偏差的要及时进
行调整，再次调整后仍然要进行验收。

也就是说，一次调整就要面对一次验收，将工作尽量
做到万无一失。

4.2基于BIM的设计图纸错漏碰撞检测
传统管廊二维设计包含管廊平、剖面图，由于CAD软件绘制的图纸缺乏关联，图纸之间
信息是各自孤立的，需要依靠人工来完成图纸之间的信息关联，出现图纸之间的错漏碰撞就
很难避免。

使用BIM技术在所构建的模型上实现各种信息的关联，在施工开始之前就可实现各种信
息融合，提前发现并修改设计图纸中的错漏碰撞等问题，避免在施工过程中出现设计变更及
返工等，减少浪费。

4.3管线洞口预留
在传统施工方式下，由于技术条件和工作模式等方面的限制，预制混凝土部品、构件和
现浇混凝土墙、板等的洞口很难实现预留，往往需要等到管线安装施工时才能准确确定洞口
的大小和位置，只能采用后开洞口的方式实现管线的安装。

后开洞口不仅会造成穿过洞口的
钢筋被截断，产生安全隐患（对于预制构件隐患更大），且所需要的费用也高于BIM技术的
实施费用，同时也造成材料、人工等的浪费，不符合国家绿色施工的发展方向。

4.4管线碰撞检查
综合管廊内部管线众多，特别是管线分支口、四通节点等位置，管线穿插频繁，调整管
线标高时经常出现连锁反应，解决一处冲突的同时可能又产生了新的冲突。

管线交叉碰撞检
查是综合管廊设计的工作重点，通过BIM建模不仅能直观反映管线的最终状态，还能通过施
工模拟，在空间上、时间上分阶段检查不同管线、不同工序的相互碰撞。

通过三维的模型，
能直观的发现隐蔽的矛盾，进一步优化设计（图2）。

4.5设计协同
综合管廊设计是一项系统工程，需要多个专业设计人员的紧密配合，其中某一个设计条
件的变更，都可能引起该专业及其它多个专业一系列连锁调整。

BIM技术结合了最新的信息技术的发展成果，为设计管理提供了一个协同共享的平台，
各专业设计人员在一个平台里修改浏览。

由于平台的唯一性，可以做到信息的准确、及时，
提高了设计效率。

实际操作中，根据总体、各管线、各附属等专业划分工作集，对每个专业设计人员设定
不同的工作集权限。

每一次修改都可以及时的通知其他专业的设计人员。

为了实现让各个专
业都在一个平台里建模的目的，设计人员还可以进行设计软件的二次开发，充分发挥BIM协
同设计的优势，许多问题在建模过程中就能发现并解决。

4.6管廊采光照明模拟
管廊的照明重点是天井的自然光照辅以管廊内部的照明，在管廊的设置过程中，可运用BIM模型来剖析管廊的照明状况，在Ｒevit程序中经过设立各种气候状况、时间和管廊中光
照设施的功率来效仿管廊内的光照状况。

综合模拟分析结果，不断优化管廊内部的采光照明，直到最佳为止。

结束语
综上可知，BIM作为一种新型的地下综合管线设计手段，为地下综合管廊设计提供了诸
多方便，但是这种技术在设计流程以及专业设计规范等方面还需要不断加强改善，才能为以
后建筑施工使用中减少工作量以及提供便捷性奠定技术优势。

参考文献
[1] 宋军.BIM技术在城市综合管廊设计中的应用分析[J].建筑知识，2017，37（15）：40.
[2] 殷宪飞.BIM技术在城市综合管廊运营维护阶段的应用研究[D].哈尔滨工业大学，2017.。