淺談BIM技術(shù)在綜合管廊建設(shè)和運(yùn)維中的應(yīng)用

張婕

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州 510500）

淺談BIM技術(shù)在綜合管廊建設(shè)和運(yùn)維中的應(yīng)用

張婕

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州 510500）

隨著城市快速發(fā)展，地下管線建設(shè)規(guī)模不足、管理水平不高等問題凸顯，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行秩序.國外很多城市制訂了城市地下空間規(guī)劃并付諸實(shí)施.由于綜合管廊位于地下，管線的空間位置信息不易直觀看見，管線自身的壽命、負(fù)荷的運(yùn)行情況等以及與地下管線健康運(yùn)行的關(guān)鍵信息不易獲得.可見，BIM技術(shù)應(yīng)用于綜合管廊建設(shè)和運(yùn)維中具有必要性.

BIM技術(shù)；綜合管廊；應(yīng)用

前言

隨著我國信息技術(shù)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)的眾多行業(yè)領(lǐng)域中.研究BIM技術(shù)在綜合管廊建設(shè)和運(yùn)維中的應(yīng)用，可以使建筑物的所有參與方（包括政府主管部門、業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理、用戶等）都能在模型中操作信息和信息中操作模型，從而實(shí)現(xiàn)綜合管廊在全生命周期內(nèi)的高效工作和質(zhì)量，以及減少錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)，滿足我國綜合管廊工程發(fā)展的需要.

1 綜合管廊的特點(diǎn)及其建設(shè)步驟

1.1 綜合管廊的特點(diǎn)

綜合管廊是建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施［3］.可容納的管線類型包括給水、雨水污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等城市工程管線.

綜合管廊工程的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)結(jié)合新區(qū)建設(shè)、舊城改造、道路新（擴(kuò)、改）建，主要在城市重要地段和管線密集區(qū).由于復(fù)雜的地形給規(guī)劃、設(shè)計(jì)方帶來相當(dāng)多的問題.那么如何依據(jù)項(xiàng)目所需設(shè)計(jì)條件來精確的劃定可利用建設(shè)用地的標(biāo)準(zhǔn)，確定項(xiàng)目涉及的重要基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)高、走向等要素，提前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)設(shè)計(jì)的沖突并進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)和處理，同時(shí)要解決施工人員對(duì)圖紙的誤讀引起的施工錯(cuò)誤是至關(guān)重要的.

1.2 綜合管廊的建設(shè)步驟

城市綜合管廊的主要建設(shè)步驟.(見圖1)

圖1 城市綜合管廊的主要建設(shè)步驟

2 BIM應(yīng)用于綜合管廊建設(shè)中的必要性

BIM可以實(shí)現(xiàn)建筑全生命期的信息共享，可以支持設(shè)計(jì)、施工及管理的一體化，對(duì)項(xiàng)目的建造及后期運(yùn)營(yíng)管理均具有重大意義，具體特點(diǎn). (見圖2).

圖2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

3 BIM在綜合管廊建設(shè)中的具體應(yīng)用

運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)綜合管廊的建設(shè)和運(yùn)維進(jìn)行應(yīng)用.通過發(fā)揮BIM技術(shù)的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)過程、施工過程和運(yùn)營(yíng)過程，可以將綜合管廊項(xiàng)目中遇到問題的解決方法和效果展示出來，從而可以得到BIM技術(shù)在綜合管廊建設(shè)中的完整的流程和解決方案.

3.1 基于BIM和GIS技術(shù)，進(jìn)行綜合管廊規(guī)劃和方案設(shè)計(jì)

我國的城市規(guī)劃體系決定了城市規(guī)劃管理的層次性，城市的總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃和專項(xiàng)園區(qū)總體規(guī)劃構(gòu)成了項(xiàng)目必須考慮的上位規(guī)劃體系.項(xiàng)目的選址、建設(shè)和運(yùn)行都需要融入更加宏觀的區(qū)域中，其中交通系統(tǒng)、市政管線是需要跟區(qū)域系統(tǒng)對(duì)接的重要系統(tǒng).應(yīng)用BIM技術(shù)將已有市政管線建立三維模型，確定項(xiàng)目涉及的重要基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)高、走向等要素，有利于多專業(yè)規(guī)劃協(xié)調(diào)以及避免各層次規(guī)劃設(shè)計(jì)的沖突.

3.2 BIM技術(shù)在綜合管廊設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.2.1 管廊中管線布置中的應(yīng)用

綜合管廊會(huì)把給水、再生水、排水（雨水、污水）、燃?xì)猓簹?、天然氣、液化石油氣）、熱力、電力、通信、工業(yè)管道、廣播電視等管線等市政公用管線集中敷設(shè)，因此容易發(fā)生干擾事故［1］.例如，電力管線納入管廊就必須解決防火防災(zāi)，通風(fēng)降溫的問題.通過BIM信息模型的建立，仿真模擬等研究，可以解決各機(jī)電管線的綜合布置難題.同時(shí)進(jìn)行碰撞檢查，將可能出現(xiàn)的沖突暴露出來，及時(shí)改進(jìn)，以保證設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量，減少錯(cuò)誤.

3.2.2 在斷面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

綜合管廊還沒有國際通用的標(biāo)準(zhǔn)斷面形式，一般是要根據(jù)納入的管線，地下可利用空間、施工方法等來具體設(shè)計(jì).我們通過BIM技術(shù)，可以建立地形、基坑、管線以及設(shè)備的三維模型，這樣直觀的圖形展示為斷面的科學(xué)設(shè)計(jì)提供了保證.綜合管廊其中一種的斷面示意圖見圖3.

圖3 綜合管廊的斷面示意圖

3.2.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

綜合管廊的每個(gè)艙室設(shè)置了人員出入口、逃生口、吊裝口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口等露出地面的構(gòu)筑物，這些節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的問題，既要考慮管線間的交叉對(duì)整體空間的影響（包括對(duì)人行通道的影響），也要考慮進(jìn)出口的處理，如防滲漏，因此，利用BIM技術(shù)可以有效的分析各種情況，得出最優(yōu)方案.

3.3 BIM技術(shù)在綜合管廊施工階段的應(yīng)用

3.3.1 基于BIM技術(shù)的施工場(chǎng)地布置

針對(duì)綜合管廊的施工特點(diǎn)，利用BIM模型的可視性進(jìn)行三維立體施工規(guī)劃，可以更方便、快捷的進(jìn)行施工布置策劃，解決二維施工場(chǎng)地布置中難以避免的問題.

3.3.2 在物料跟蹤中的應(yīng)用

在設(shè)備及管線上貼二維碼或RFID標(biāo)簽，將二維碼或RFID標(biāo)簽中的信息錄入BIM模型中.下面具體說明使用RFID標(biāo)簽的步驟，BIM服務(wù)器通過數(shù)字物理模型可以向RFID現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫提供《管線清冊(cè)》，BIM《清冊(cè)》，與傳統(tǒng)的《清冊(cè)》形式是相同的，也是EXCEL文件，區(qū)別是其中的內(nèi)容，例如線纜的長(zhǎng)度，在傳統(tǒng)《清冊(cè)》中為估算值，與實(shí)際發(fā)生值的誤差高達(dá)30%至50%，而使用BIM《清冊(cè)》則可精確到5%到10%.另外，傳統(tǒng)《清冊(cè)》中沒有諸如位置這樣的走向信息.可以根據(jù)《清冊(cè)》計(jì)算出管線吊牌和位置標(biāo)簽的數(shù)量以及相互間的信息關(guān)聯(lián).然后再生成《吊牌信息清單》和制作吊牌的任務(wù)單，最后將信息寫入吊牌中.詳細(xì)步驟見圖4.

圖4 RFID使用步驟

3.3.3 BIM在綜合管廊建設(shè)中狀態(tài)和進(jìn)度監(jiān)控中的應(yīng)用

通過將BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映綜合管廊的施工過程.施工模擬技術(shù)可以在項(xiàng)目建造過程中合理制定施工計(jì)劃、4D精確掌握施工進(jìn)度.

4 BIM技術(shù)在綜合管廊運(yùn)維階段的應(yīng)用

4.1 圖紙管理

按照?qǐng)D紙的不同用途以及所屬不同的專業(yè)進(jìn)行分類管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了圖紙與構(gòu)件的關(guān)聯(lián)，能夠快速的找到構(gòu)建的圖紙.同時(shí)實(shí)現(xiàn)了三維視圖與二維平面圖的關(guān)聯(lián).通過選擇專業(yè)以及輸入圖紙相關(guān)的關(guān)鍵字，快速的查找圖紙，并且打開圖紙.

4.2 應(yīng)急處理

通過模型定位，找到構(gòu)件以及其上下游構(gòu)件在三維模型中的位置，從而輔助綜合管廊現(xiàn)場(chǎng)操作人員更加方面、準(zhǔn)確的處理緊急事件.

5 結(jié)論

BIM技術(shù)應(yīng)用中城鎮(zhèn)綜合管廊中，不僅是涉及了技術(shù)的創(chuàng)新，更為重要的是，它涉及了管理的革新.BIM可以實(shí)現(xiàn)建筑全生命期的信息共享，可以支持設(shè)計(jì)、施工及管理的一體化，對(duì)項(xiàng)目的建造及后期運(yùn)營(yíng)管理均具有重大意義，有利于促進(jìn)建筑業(yè)提升效率、提升質(zhì)量、減少浪費(fèi).

［1］孫彬.打造保障城市運(yùn)行的安全“生命線”——國務(wù)院有關(guān)部門負(fù)責(zé)人及專家解讀《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》［J］.中國勘察設(shè)計(jì), 2014,07:1～3.

［2］童林旭.城市地下空間資源評(píng)估與開發(fā)利用規(guī)劃［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［3］GB50838-2015，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范［S］

［4］王恒棟薛偉辰.綜合管廊工程理論與實(shí)踐［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［責(zé)任編輯：張瑜東］

Application of BIM Technology in the Urban Utility Tunnel

ZHANG Jie

（Jianke Architecture Design Institute of Guangdong Co.,LTD.Guangzhou Guangdong,510500）

With the rapid development of the city,highlighting the lack of the size of the underground pipeline construction and management level is not high,some cities have occurred rain waterlogging,pipeline leak explosion,road subsidence event,a serious impact on people's lives and property safety and the city running order.Many foreign cities have developed urban underground space planning and put into practice.Because the urban utility tunnel is located in the underground,the space position information of the pipeline is not easy to see, the life of the pipeline,load operation and the key information of the underground pipeline health operation is not easy to obtain.Therefore,the application of BIM technology in the urban utility tunnel is necessary.This paper mainly expounds the characteristics of BIM technology,and puts forward the application of the specific application in the urban utility tunnel and the necessity of its application

BIM technology;Urban utility tunnel;Application

TU 9

B

1672-402X（2016）11-0067-03

2016-08-30

張婕（1989－），女，湖北武漢人，廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司技術(shù)人員.研究方向：建筑電氣設(shè)計(jì)、BIM技術(shù)應(yīng)用.