基于BIM技术的综合管廊设计

基于BIM技术的综合管廊设计

摘要：在建筑行业的方方面面引入BIM技术已经是大势所趋。就综合管廊项目

而言，BIM技术的应用可以切实带来经济效益、社会效益和环境效益。本文进一

步分析了BIM技术的综合管廊设计，以共同用人参考借鉴。

关键词：综合管廊；设计；BIM技术

一、BIM技术在综合管廊设计中应用的优势

在综合管廊设计中，采用传统的施工设计方式主要是在管线没有进行施工前将设计图纸

进行汇集，送到管线综合专业，然后由各个管线综合专业对管线实施总体规划，之后才能够

进入正式的施工阶段。如果后期施工过程中遇到两种管线出现冲突，就需要变更施工设计，

还需要对工程进行返工处理。而与此种施工技术不同，BIM技术可以在工程施工之前对整个

工程进行施工预测，通过预施工的方式检测地下管线铺设中可能出现的碰撞，从而进行施工

设计，这样就能够在实际施工过程中避免由于管线的碰撞而出现返工问题，进一步减少施工

的变更。在市政管廊设计中融入BIM技术，通过模拟施工的方式能够校正施工设计中存在的

问题。在二维管线综合设计中，由于这些问题不会与设计相冲突，经常会被施工人员所忽略，但是到实际施工遇到阻碍时再去解决问题已经是无力回天。

二、基于BIM技术的综合管廊设计

作为综合管廊的总图设计者，不仅要做到合理确定管廊的尺寸，还要考虑各专业管线间

的有效间距，保证合理的安全距离和维修间距，同时还要统筹规划，预留发展空间，有效降

低工程的成本。因此，综合管廊内管线较多，横纵向穿插频繁，管线综合设计者最大的工作

量就是布置各种管线的位置，必须绘制每个有变化节点的管线断面，总图设计者要通过想象，来确定各种管线的平面位置和竖向位置，管线标高难免会出现碰撞，利用 BIM 的3D 真实比

例模型进行管线碰撞检查，BIM 软件具有强大的可视化功能，能有效协助设计人员从任意角

度剖切，查看各个断面管线布置情况，同时可以随时查看各支管的信息，并精确测量管道间

的距离，合理确定综合管廊位置，以及综合管廊宽度和高度，将模型导入到Navisworks 软件，模拟真人行走的模式，进行净空检查。通过对各分支管线的接口、各种附属设施的安装口、

通风口以及应急逃生出口等方案内容进行建模和仿真分析，对参数化视图进行实时渲染，提

前模拟设计效果，对比分析，从而优化设计方案。

2.1 Auto CAD Civil 3D

在综合地下管廊设计过程中，Auto CAD Civil 3D 可以提高设计出图效率。Auto CAD Civil 3D 首先可以发挥三维动态设计的优势，设计过程就是三维模型的制作过程；任何局部细节通过

选择模型不同角度的面进行剖切，可得到详细的施工平面图。通过智能对象之间的交互作用

实现设计过程的自动化，减少设计人员工作量。其次可以发挥协同工作机制，通过采用外部

参照、数据快捷方式和 Auto desk Vault 中的对象引用等三种方式，实现各专业设计人员之间

的协调和沟通，保证实际出图能满足施工要求，减少施工过程中的变更和签证。不同专业的

地下管网相互之间影响，可以通过 Auto CAD Civil 3D 软件自带的管线碰撞检测并进行调整。Auto CAD Civil 3D 可进行模拟施工，充分考虑到路边的建筑、桥梁、城市内河涌对后期综合

管廊施工和管廊内设置的各种管网施工，充分发现后期施工可能出现的问题，针对模拟施工

过程中存在的问题，负责各个方面的设计工程师可共同协商解决。

2.2 图模一致和错漏排查

在一个正常的完整的项目设计周期当中，前后出现几版图纸是非常常见的。从业主要求、设计规范、施工安全和节约成本等角度考虑，一步到位最终版图纸的事情实属罕见。但是为

了满足项目实际需求，三维模型不可能等到最终版图纸到位后才开始创建。所以模型根据每

一版图纸所要做的调整修改就是一个时时的过程（我们可以简称其为图模一致）。这些修改

可以在模型中直观具体的体现，给施工带来极大的便利。传统设计图纸由于受到维度的限制，设计师很难保证图纸的完全正确。一般来讲，发现问题往往是在施工过程中，再反馈给设计，设计做出变更，现场返工等老一套的解决方案会带来工期的延长和成本的浪费。这给施工过

程的完整性和积极性带来了挑战。此时 BIM 技术的应用可以更好的解决这个问题。

2.3 碰撞检测和管线综合

管廊中可纳入电力电信管线、燃气管线、给水管线、排水管线、热力管线、排水管线等

等市政公用管线。在 BIM 模型中可以综合考虑管线的种类、数量、安全距离和运输、安装、

维护、检修空间以及不同管线的特殊性等，管线的综合排布应满足多种行业规范。按碰撞的

主体可分为：①管线与管线的碰撞；②管线与管廊主体的碰撞。按碰撞距离可分为软碰撞

和硬碰撞。硬碰撞既主体的实际碰撞，软碰撞指主体没有碰撞，但预留的安装或者检修距离

不够。这几种碰撞都可以通过 BIM 软件进行一键检测，然后逐一排查，为实际施工提供精确

的指导依据。

2.4 管廊内部管线排布

市政管廊可划入各种类型的热力管道、雨水管道、天然气管道、给排水、各种类型的电

缆等市政公共管线，在 BIM 模型中来布设各个方面的管线，整体考量管线的数目、类型、安

全距离与装设、运送、养护、修理和各种管线间的影响等，管廊内管线的排设应当满足各个

方面的需求。在 BIM 模型中实施各个方面管线的排设，能够即时浏览正在布设的管线和其他

管线间的距离能否满足提前设计的要求，在排设完成以后还能够实施一键式碰撞检查，发现

管线排设的硬碰撞与软碰撞。前者重点是发现管线和管廊自身，亦或管线和管线间的冲突，

后者重点是检测管线间的距离等。在设计管线的时候，经过三维漫游仿真，能够检验预留修

理空间和人行道能否满足经营时期的需求。并非全部的道路都要设立综合管廊，一些地区的

管廊会与外面直埋管道接驳，由于各个接口对管线的管径要求不一样，而且会牵涉到诸多的

预留洞口，因此，在管廊内部管线的排设中应当考量各个预留孔的规模，且联系预留孔的位

置对管廊侧壁的钢筋布设加以整合，确保后续过路套管与管廊的连接。除了预留洞口精准位

置以外，在管廊设计中明确布设关系以后，还应当设置管线桥架有关的预埋件的定位，利用

预埋件的设计来防止后续管线布设过程中对管廊主体架构进行施工，另外也可以加快桥架与

管廊内部管线的施工效率。

结束语：

就当前来说，BIM（建筑信息模型）通过数据化模式的创建与使用对建设工程项目的运营、设计以及建行过程实施管理与优化的基本过程，其具体的技术与方法是建筑业两化融合的有

效技术，它正逐渐变革建筑业的未来。由此可见，作为新型技术，综合管廊在全球都算作一

类十分理想的技术形式，如今城市的基本发展发展以及设施建设的都离不开此技术的运用。BIM 技术不仅能够为综合管廊的规划选线、协同设计等提供综合的智能化管理，还能快速有

效的解决城市地下综合管廊中管线事故频发的问题，随着城市地下综合管廊的加速建设，对

于保障城市安全、改善城市面貌、促进经济增长具有十分重要的意义。

参考文献：

【1】白海龙．城市综合管廊发展趋势研究［J］．中国市政工程，2015( 6)．

【2】雷升祥．综合管廊与管道盾构［M］．北京: 中国铁道出版社2015（23）．

【3】张皓文.基于BIM技术的建筑工程协同设计研究[J].中国水运月刊，2016，16(3).