基于BIM技术在城市地下综合管廊施工中的应用

基于BIM技术在城市地下综合管廊施工中的应用
发布时间：2022-06-26T03:13:33.186Z 来源：《建筑实践》2022年（2月下）4期作者：黄泽政
[导读] 随着我国城市现代化进程的加快，地下综合管廊已成为创新型、智能型城市市政基础设施的重要组成部分，我国大部分城市已投入建设地下综合管廊。

黄泽政
中建八局第一建设有限公司山东省济南市250014
摘要：随着我国城市现代化进程的加快，地下综合管廊已成为创新型、智能型城市市政基础设施的重要组成部分，我国大部分城市已投入建设地下综合管廊。

地下综合管廊能有效解决道路反复开挖、架空敷设、雨天积水等常见问题，这些问题严重影响人们的日常生活和交通条件，容易引发各种管道事故。

同时，地下综合管廊可以美化城市形象，改善交通拥堵，增加公共物品的有效投资，提高城市能源供应率。

推进地下综合管廊投资建设是建设创新型智慧城市的重要举措。

关键词：BIM技术；城市综合管廊；应用；
城市地下综合管廊的特点，系统分析了BIM技术在地下综合管廊的规划、设计、施工、管线入廊，以及后期运维等阶段的城市地下综合管廊全寿命周期中的应用价值。

研究发现，利用BIM技术可以提高综合管廊协同设计效率，降低管道设计误差，优化施工方案，确定最佳施工工序及管线入廊方案，提高地下综合管廊的施工质量和安全管理水平，节约管廊运营维护成本，有效提高地下综合管廊的设计、施工和维护的效率
一、城市地下综合管廊施工存在的问题
城市地下综合管廊具有高度的集约性、科学性和综合性，地下内部空间有限、不可视化和复杂化等特点，导致施工难度大。

一旦发生故障和遭遇灾害，容易引起一系列反应，造成巨大的人员和财产损失。

城市地下综合管廊的建设属于地下作业，施工设计难度大、工期紧张，对技术要求很高，且不同地区有着巨大的差异性，施工前需要做好地质勘察准备工作。

在具体施工中还存在管线分配容易碰撞、预留套管能否准确安装等问题。

因此，对城市地下综合管廊的施工阶段提出了更高的技术要求。

城市地下综合管廊存在施工现场环境复杂、地下光线昏暗、通风不畅、入廊管线多样且密集、参与单位过多、项目时间长、施工过程难以监督等问题，对施工人员和设备都有潜在的风险，有效结合BIM技术的特点，为地下综合管廊制定合理的施工方案并实时监控施工现场可以有效解决城市地下综合管廊施工阶段存在的问题，有助于降低城市地下综合管廊的施工难度，从源头上降低发生危险的概率。

二、BIM技术在城市综合管廊中的应用
1.协同设计。

随着BIM技术的兴起，协同设计作为一种新型的建筑设计方式越来越受到重视。

协同设计是指为了完成某一设计目标，由两个或两个以上设计主体（或称专家），通过一定的信息交换和相互协同机制，分别以不同的设计任务共同完成这一设计目标。

现在协同设计主要还是基于CAD平台，CAD平台仅仅是对图形的描述，并没有涵盖大量的构件信息，所以专业之间的信息交流无法实现。

BIM协同设计不仅仅能够使设计方案以三维的形式进行展示，而且模型中也涵盖着构件的信息，包括材质类型、规格尺寸、生产方式等。

综合管廊由于其自身的工程特点，更需要各专业设计人员借助BIM技术进行协同设计。

2.工程量统计。

随着建筑信息化普及，工程量统计已经彻底告别了以前手工算量的时代，为工程计价人员带来了工作的便利。

国内一些比较知名的建筑软件厂商在工程量计算及计价方面已经做的非常成熟，像广联达、斯维尔、鲁班、PKPM等。

随着BIM技术的推广，传统的工程量计算软件的弊端也逐渐的凸现出来：1）工程量计算软件是对CAD图纸的二次建模，费时费力，而且容易出错；2）当发生变化较大的设计变更时，往往要推倒重来，不能进行同步更新。

BIM技术一大优势就是信息无损递，整个建造过程的模型都来自于最开始的设计模型。

工程量的准确计算可以为成本估算提供可靠的证据，也可为业主进行不同方案的比选提供依据，以及施工过程中的工程预算和竣工决算。

管廊本身没有较好的工程量计算软件进行选择，在建模的过程中需要将工程量计算规则考虑进去形成较为准确的工程量计算结果，不再让管廊的成本控制缺乏依据造成成本失控，进而降低建造成本。

3.管线综合。

综合管廊和其他建筑工程一样，在施工过程中都要安装大量的管线，不仅仅包括功能性的给水、排水、通信等管线，还包括自身的消防、电力、通风等设备。

在以往的施工过程中，工程技术人员为了避免施工中发生过多的碰撞，在施工之前往往采取叠图纸的方式，对于管线交叉部分进行调整，虽然也能在一定程度上避免碰撞问题的发生，但是叠图纸本身对于工程技术人员的专业知识要求较高，而且过程相对也比较缓慢。

利用BIM技术，在同一个平台上构建各个专业的模型，借助虚拟施工软件进行碰撞检查，从而迅速的找到管线排布中不合理的地方，从而提高管线综合的设计能力和工作效率。

4.施工进度模拟。

建筑施工过程本来就是一个动态的过程，对于综合管廊这种线状工程更是如此。

随着施工的进行，工程规模不断加大，复杂程度也越来越高，在这种情况下进行施工进度控制就变得十分重要。

在施工过程中往往借助Project这种甘特图软件，但是使用横道图难以形象的表示出工程进度，各工序之间的关系也难以表达。

借助BIM技术，将3DBIM模型与时间进度进行挂接，实现4D施工进度模拟，随着时间的推移，模拟施工的进行。

4D施工模拟可以帮助建设者合理制定施工进度计划、配置施工资源，进而科学合理的进行施工建设目标控制。

现在很多大型的工程在施工招标的过程中，都要求投标单位进行BIM施工模拟演示，一个好的施工进度模拟，代表的是一个企业优秀的施工管理能力和出色的科技能力，评标专家能从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工过程的控制方法、资源安排是否均衡、进度计划是否合理，在投标项目评审中也能为自己加分。

5.施工工艺模拟。

管廊往往采用分段施工的形式，怎么协调施工过程中各施工班组、各施工过程、各项资源之间的相互关系，将关系到施工的顺利进行。

BIM技术的优势在于其过程可模拟性，对于项目中的重点和难点快速的进行模拟。

BIM技术也可以对主要的施工过程或者施工关键部位、施工现场平面布置等施工重点进行模拟和分析，可以对多个方案进行可视化比对，从而选择出最优的方案。

管廊施工过程的一个重点环节就是管线吊装，通过借助BIM技术可以对管线吊装顺序、路径等进行模拟演示，找到阻碍吊装的地方，提前预防，有效应对。

6.运维管理。

云技术是一种利用互联网实现随时按需便捷地访问共享资源的计算模式。

基于BIM的城市地下综合管廊运营管理系统构建的核心思想，是将以物联网技术为基础的管廊综合监控系统移植到云平台上，并将综合管廊主体及附属设施信息数字化存储于云平台，采用GIS技术和BIM技术实现对上述数据的整合，建立统一的综合管廊运营管理云平台门户，用户可通过台式电脑，智能手机或者平板电脑等
移动设备实现综合管廊运营过程的监控。

一方面通过已建成的数字模型为基础，采用BIM+二维码或者RFID技术对综合管廊进行可视化监控和管理。

另一方面，通过通讯设备获取综合管廊监测监控实时数据，经处理后写入监测监控实时数据库和历史数据库。

以此来实现了综合管廊运行全生命周期内数据的统一存储、分析、判断，并向管理层提供决策支持。

总之，随着地下综合管廊的快速发展，BIM技术将给城市地下综合管廊项目精细化管理带来大的技术和数据支撑，打破传统城市地下综合管廊建设的束缚，实现全生命周期的信息化管理，迎来建筑行业在项目管理和建筑企业的突破创新。

参考文献：
[1]王飞,张明亮.BIM技术在地下综合管廊施工中的应用[J].居业,2019(11):66+68.
[1]王璐. 我国城市地下综合管廊的发展研究[D].北京交通大学,2018.。