BIM 技術(shù)在地下綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用

林 興

（中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司， 山西 太原 030032）

綜合管廊是比較先進(jìn)的技術(shù)設(shè)施布局，它越來越成為城市建設(shè)施工的潮流和趨勢。為滿足現(xiàn)代建筑業(yè)信息化發(fā)展的要求，提高城市綜合管理廊道的服務(wù)能力，促進(jìn)城市綜合管理廊道的智能化，綜合管廊一體化信息管理系統(tǒng)的建立已刻不容緩。需要明確的是，城市綜合廊道的建設(shè)離不開BIM 技術(shù)。對此，本文圍繞BIM技術(shù)在地下綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用展開探討。

1 工程概況

本文以鄭州航空港區(qū)會展高鐵高務(wù)區(qū)地下綜合管廊為研究對象。該項(xiàng)目全長2.808km，為EPCO 項(xiàng)目，呈線性分布的支干線型管廊，設(shè)污水艙、熱力艙、綜合艙以及燃?xì)馀摴菜膫€艙，并布置給水、污水、燃?xì)?、熱力、電力、通信等多種管道（線）。廊管的具體規(guī)格如下：外框尺寸為11.85m×3.70m，邊墻和頂板、底板的厚度相同，均為35cm，中墻稍薄，為25cm。

2 地下管線布置概述

2.1 建設(shè)綜合管廊的意義

通常將地下城市管道（線）綜合走廊簡稱為綜合管廊。建設(shè)綜合管廊能夠在城市規(guī)劃中融入管線的布置，既能有效地對各方的資源和信息進(jìn)行統(tǒng)籌，又能最大限度地節(jié)約資源，節(jié)省空間，有利于城市的發(fā)展。不僅如此，綜合管廊的建設(shè)還對管線自身有利。

2.2 BIM 技術(shù)在綜合管廊中的價值

從本質(zhì)上來說，BIM 技術(shù)能夠輔助整個項(xiàng)目的實(shí)施，同時將項(xiàng)目不同實(shí)施階段的數(shù)據(jù)、過程和資源進(jìn)行連接，從而完整地描述出整個工程對象。在具體的實(shí)施過程中，技術(shù)人員根據(jù)項(xiàng)目本身所具有的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，在計算機(jī)上進(jìn)行模擬施工，從而呈現(xiàn)出施工過程中可能出現(xiàn)的施工問題和安全隱患，并制定措施加以解決，以確保后續(xù)施工順利進(jìn)行[1]。

3 BIM 在綜合管廊建設(shè)中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 施工設(shè)計階段

施工圖設(shè)計主要分為兩個部分，一個是管廊廊體施工圖的設(shè)計，另一個是入廊管線施工圖的設(shè)計，既有各種水管，又有各種高壓電力線，同時還有燃?xì)夤?、通信管等管道。設(shè)計人員根據(jù)項(xiàng)目的建造計劃對這兩個部分進(jìn)行實(shí)施。根據(jù)斷面形式、入廊管線的種類等對綜合管廊進(jìn)行分類，可分為單艙、雙艙、三艙和四艙。綜合管廊的斷面形式不同，斷面尺寸也相應(yīng)不同。

（1）模型的創(chuàng)建。完整版管廊廊體設(shè)計施工圖紙是模型創(chuàng)建的依據(jù)，模型創(chuàng)建需嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行。模型具體包括管廊現(xiàn)澆廊體構(gòu)件和預(yù)埋件。

（2）碰撞檢查。碰撞檢查主要分為兩個部分。其中一部分針對的是管廊內(nèi)部各專業(yè)，另一部分則是針對管廊與已經(jīng)修建或已經(jīng)進(jìn)行規(guī)劃的地下空間或軌道交通。本項(xiàng)目主要涉及前者，這部分的碰撞問題主要包括兩個方面，一方面指的是各專業(yè)管線模型與廊體的碰撞問題，另一方面指的是各專業(yè)管線間的碰撞問題。技術(shù)人員首先對各模型進(jìn)行整合，然后通過軟件對碰撞問題進(jìn)行自動檢查。檢查結(jié)束后生成碰撞報告。施工單位、業(yè)主以及設(shè)計方根據(jù)報告進(jìn)行溝通，并在此基礎(chǔ)上合理制定管線布局方案，同時對模型進(jìn)行合理修改和調(diào)整，然后將形成的方案和模型交付給業(yè)主和其他參與方。

3.2 施工階段

BIM 技術(shù)在施工階段進(jìn)行質(zhì)量控制的方法主要有方案模擬和實(shí)體反向掃描等。在這個階段，BIM 技術(shù)需從施工是否準(zhǔn)確、材料計劃是否得當(dāng)、進(jìn)度安排是否合理等方面對施工的質(zhì)量進(jìn)行控制。

3.2.1 施工準(zhǔn)備及應(yīng)用思路

在施工準(zhǔn)備階段，技術(shù)人員將BIM 模型轉(zhuǎn)變?yōu)檩p量化模型，并將其上傳到協(xié)同管理云平臺上，作為指導(dǎo)施工的參考依據(jù)[2]。施工過程中利用手機(jī)等設(shè)備跟蹤現(xiàn)場施工過程，將生產(chǎn)情況及時上傳平臺。平臺將接收到生產(chǎn)信息與施工計劃進(jìn)行對比，當(dāng)施工方案、質(zhì)量、工期可能受到影響時，相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)及時商量對策，以規(guī)避風(fēng)險。

3.2.2 管廊施工

（1）復(fù)雜節(jié)點(diǎn)可視化交底：在施工過程中，技術(shù)人員可通過管廊復(fù)雜部位建立三維模型對復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行可視化觀察、交底。

（2）施工方案模擬：根據(jù)施工項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目施工的模擬，并指出施工過程中可能出現(xiàn)的問題，促使技術(shù)人員能夠根據(jù)模擬結(jié)果對施工方案進(jìn)行有針對性的修改，確保施工的順利進(jìn)行。

（3）施工階段管廊模型深化：在施工階段，施工人員應(yīng)及時反饋實(shí)際的施工信息。設(shè)計人員整合并分析施工信息、各項(xiàng)管線的詳細(xì)信息和設(shè)備信息等數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)對管廊施工圖設(shè)計模型進(jìn)行調(diào)整和深化。

（4）協(xié)同平臺管理：所有項(xiàng)目參與者通過協(xié)同管理平臺對施工的全過程進(jìn)行參與和管理，確保每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都能及時準(zhǔn)確地到達(dá)項(xiàng)目參與者的手上。同時，項(xiàng)目參與者能夠通過平臺進(jìn)行溝通和交流，及時對施工過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，并對現(xiàn)場反饋的問題做出處理。

（5）已建成管廊反向掃描：管廊廊體的空間數(shù)據(jù)采集通過移動測量技術(shù)進(jìn)行。該技術(shù)既有實(shí)時定位的功能，又能進(jìn)行制圖。SLAM 三維移動掃描能夠獲取彩色點(diǎn)云，從而輕松地將管線的類別識別出來，為模型的檢查提供參考。疊加點(diǎn)云和管廊模型，對已經(jīng)完成的管廊廊體進(jìn)行檢查，并根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，優(yōu)化管廊廊體的施工[3]。

（6）入廊管線施工模擬：在充分了解各專業(yè)管線施工組織計劃的信息和數(shù)據(jù)后，BIM 技術(shù)對各專業(yè)管線的施工順序進(jìn)行模擬，從而明確不同專業(yè)施工存在的沖突和不足，并根據(jù)問題提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

（7）虛擬漫游：沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）能夠增強(qiáng)漫游體驗(yàn)的真實(shí)感。通過一系列的技術(shù)操作將施工BIM 數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為VR 數(shù)據(jù)，從而使得項(xiàng)目參與方能利用VR 對管廊內(nèi)部場景及各專業(yè)各構(gòu)件的關(guān)系進(jìn)行檢測。對于已完工的管廊，技術(shù)人員可以先利用VR 攝像機(jī)攝影，然后將攝影數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為VR 數(shù)據(jù)。這樣一來，項(xiàng)目參與方只要戴上VR 眼鏡就能直接對管廊內(nèi)部情況進(jìn)行考察，確保施工質(zhì)量過關(guān)。

3.3 竣工階段

竣工階段的BIM 數(shù)據(jù)模型整合了整個施工過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括各專業(yè)設(shè)計施工圖、施工深化圖、實(shí)際施工記錄以及其他信息資料。設(shè)計人員將其提交給運(yùn)維單位，從而為管廊的運(yùn)營和維護(hù)提供數(shù)據(jù)上的支持。

4 結(jié)束語

在建筑行業(yè)使用BIM 技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢。通過對實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行分析和研究可以發(fā)現(xiàn)，使用BIM 技術(shù)能夠?yàn)轫?xiàng)目參與者帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收益和社會效益。從專業(yè)的角度來看，盡管BIM 技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但它仍然不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工作模式?？梢灶A(yù)見的是，BIM 技術(shù)將會在整個建筑行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。