BIM技術(shù)在地下綜合管廊施工實(shí)例中的應(yīng)用

孫克新，吳淑忠

（中交二公局上海遠(yuǎn)通路橋工程有限公司，上海 201315）

近年來，我國城市化進(jìn)程不斷加快，城市地下空間不斷被開發(fā)，地下綜合管廊的重要性越來越受到人們重視。將BIM技術(shù)應(yīng)用到地下綜合管廊施工中，對工程的優(yōu)化以及科學(xué)、規(guī)范施工起到了巨大的促進(jìn)作用。

1 BIM技術(shù)概念及特點(diǎn)

BIM也被叫作Building Information Modeling，BIM技術(shù)貫穿項(xiàng)目的各個階段，能夠有機(jī)地將數(shù)據(jù)整合起來。從傳統(tǒng)意義而言，一個項(xiàng)目從開始規(guī)劃到后期的建設(shè)運(yùn)營維護(hù)都需要用不同的軟件實(shí)現(xiàn)。比如，從規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)開始階段，通過3DXs、SketchUp等三維軟件對效果進(jìn)行設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)階段，通過CAD等相關(guān)繪圖軟件將具體的內(nèi)容設(shè)計(jì)出來；在施工過程中，利用紙質(zhì)的施工圖紙進(jìn)行針對性的施工；在后期運(yùn)營維護(hù)的過程中，通過二維竣工圖來進(jìn)行判斷和分析，各個階段都需要有效銜接。而在BIM技術(shù)出現(xiàn)之前，這種對接無法直接實(shí)現(xiàn)，銜接過程中往往會出現(xiàn)一些問題。在BIM技術(shù)出現(xiàn)后，通過軟件的配置和設(shè)計(jì)，有機(jī)地將這些數(shù)據(jù)整合到一個數(shù)據(jù)庫中，相關(guān)的管理人員和設(shè)計(jì)人員可以獲取任何階段項(xiàng)目信息的數(shù)據(jù)，在路橋領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、BIM技術(shù)領(lǐng)域改變了人們傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理思維。

BIM技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下方面：

（1）全生命周期性。一個項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段、施工階段、后期運(yùn)維管理階段，都可以通過BIM進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)和模擬。

（2）三維可見性?，F(xiàn)如今，建筑物的復(fù)雜結(jié)構(gòu)層出不窮，傳統(tǒng)的二維圖紙給施工帶來極大不便，而BIM技術(shù)則可以進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)、施工。

（3）協(xié)調(diào)性。一個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)包含多個專業(yè)，不同專業(yè)間的溝通是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的詬病，利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，能方便快捷地協(xié)調(diào)各專業(yè)間沖突，大大提高工作效率。

（4）模擬性?？梢允褂肂IM對擬建項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能模擬、日照模擬、緊急疏散模擬、施工進(jìn)度模擬等，能形象而具體地為他人展示。

（5）優(yōu)化性。建模過程中，在BIM模型里儲存了很多信息，可以方便進(jìn)行項(xiàng)目管理、特殊設(shè)計(jì)的優(yōu)化、成本與工期的控制等。

2 BIM技術(shù)在地下綜合管廊中應(yīng)用的意義

綜合管廊指的主要是城市地下建設(shè)過程中的一些管廊隧道，由于這些管廊隧道需要容納通信、電力、供熱、排水等諸多管線，因此被認(rèn)為是城市發(fā)展過程中的“生命線”。同時(shí)，因?yàn)榫C合管網(wǎng)建設(shè)的速度推進(jìn)很快，但是我國起步較晚，所以在進(jìn)行管理和建設(shè)的過程中出現(xiàn)了一些問題，如管理時(shí)出現(xiàn)信息鏈斷裂、缺乏精細(xì)化的管理以及建成投入運(yùn)行過程中成本較高等，急需使用合理的方式解決這些問題，確保綜合管廊在我國能夠有效運(yùn)行。

（1）利用BIM技術(shù)進(jìn)行綜合管廊三維模型的建設(shè)具有非常重要的意義。BIM三維模型具有很多建筑信息，如生產(chǎn)廠家、所使用的材料及幾何尺寸等，在后期進(jìn)行施工的過程中，還可以融入成本、進(jìn)度、質(zhì)量、管控等諸多因素；在向各個參與方使用模型進(jìn)行綜合管廊建設(shè)的過程中，還可以通過數(shù)據(jù)挖掘，形成大量的管理數(shù)據(jù)，用于后期運(yùn)維。

（2）因?yàn)榫C合管廊項(xiàng)目在建設(shè)的過程中會涉及安裝、結(jié)構(gòu)、建設(shè)等各個方面，所以一定要注意通過BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)更為合理、高效，防止在后續(xù)施工的過程中出現(xiàn)問題。在施工的時(shí)候，需要通過參數(shù)化信息模型，高效準(zhǔn)確地對工程量進(jìn)行計(jì)算，從而更好地控制成本。與此同時(shí)，通過BIM技術(shù)可以有效進(jìn)行施工模擬，對施工進(jìn)度進(jìn)行控制，并且加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)管。綜合管廊施工項(xiàng)目建成后，需要進(jìn)行長期使用，通過BIM技術(shù)可以加強(qiáng)可視化的檢查管理，通過無線射頻等相關(guān)信息技術(shù)加強(qiáng)智能化的應(yīng)用，形成完善的管理監(jiān)控系統(tǒng)，使運(yùn)維管理的效率提高。

3 工程概況

三亞市地下綜合管廊勝利路段北起于迎賓路，南止于建港路，途徑勝利購物廣場、解放路商業(yè)區(qū)等人口密集區(qū)。擬建管廊總長為3.1km，布置于道路南側(cè)，現(xiàn)狀道路紅線寬8～20m，區(qū)域內(nèi)總體北高南低，地勢高差較大?，F(xiàn)狀道路上有污水、雨水、給水、通信、供電、路燈等管線，地下管線布置情況較為復(fù)雜。采用兩艙矩形斷面，寬×高=6.8m×4.5m（外尺寸），分為水艙和電艙；規(guī)劃入廊管線有給水管、再生管、污水管、電力管、通信管線。地下綜合管廊主體重要節(jié)點(diǎn)包括投料口、通風(fēng)口、逃生口、管線引出口等。

4 BIM技術(shù)在地下綜合管廊施工中的應(yīng)用

4.1 施工現(xiàn)場平面規(guī)劃

在建立管廊整體BIM模型的基礎(chǔ)上，建立周邊環(huán)境、臨建、鋼筋加工場地等模型，通過3DsMax、Lumion、Fuzor等軟件進(jìn)行整體模型及局部模型渲染，制作臨建漫游模擬、管廊艙內(nèi)漫游模擬、鋼筋加工場地漫游模擬動畫、整體宣傳片及重大施工工藝模擬、可視化交底等。通過漫游視頻和可視化交底，全面展現(xiàn)工程整體信息，推進(jìn)施工過程標(biāo)準(zhǔn)化。項(xiàng)目部臨建效果圖如圖1所示。根據(jù)周邊環(huán)境地理信息，先在BIM中模擬設(shè)計(jì)出項(xiàng)目部臨建的效果，然后再進(jìn)行實(shí)際施工。

圖1 項(xiàng)目部臨建效果圖

4.2 管廊施工涉及的管線遷改

該工程涉及的管線范圍和內(nèi)容廣，管廊建設(shè)過程以遷改先行，外協(xié)為重。為打造準(zhǔn)確、直觀、統(tǒng)一的外協(xié)溝通平臺，通過將項(xiàng)目紅線范圍內(nèi)的實(shí)景模型、工程主體模型和現(xiàn)狀地下管線模型融合在一起，便可一目了然地看到影響工程推進(jìn)所要遷改的管線內(nèi)容。這樣，決策層和相關(guān)管線權(quán)屬單位在手機(jī)端或電腦端可以共同研討遷改方案，避免重復(fù)性的工地現(xiàn)場勘查，提高了溝通效率，使遷改工作更順暢。

4.3 管廊施工交通疏導(dǎo)

三亞市地下綜合管廊勝利路段地處城市中心，位于主干道路的中央，為迎合三亞市“雙修雙城”“鞏衛(wèi)”城市理念，既要保證安全文明施工，又要保障交通通暢。通過創(chuàng)建項(xiàng)目交通疏導(dǎo)實(shí)體模型，設(shè)置封閉圍擋、交通疏導(dǎo)標(biāo)識等，對項(xiàng)目不同位置的交通車流、人流進(jìn)行推演，論證交通疏導(dǎo)可行性，確保施工與交通順利并行。

4.4 管廊施工可視化交底

傳統(tǒng)的技術(shù)交底一般是二維圖紙及文字方案，這對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)建圖，識圖理解上就比較困難。但是利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行三維可視化交底，實(shí)現(xiàn)不同角度下的漫游動畫、詳細(xì)的工藝流程動畫及整體效果圖的制作，深入與業(yè)主及施工單位的溝通，全面高效地傳達(dá)工程具體信息，可以使復(fù)雜、煩瑣的施工工藝變得通俗易懂，提高施工質(zhì)量，提升工作效率。

4.5 管廊施工計(jì)劃進(jìn)度

按照項(xiàng)目總工期的要求，合理編制該工程施工進(jìn)度計(jì)劃。依據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行人員配置，根據(jù)工程進(jìn)度情況及時(shí)對施工計(jì)劃進(jìn)行必要的調(diào)整，保證項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)施及項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行。制訂嚴(yán)密的4D工程施工總進(jìn)度計(jì)劃和月度以及周進(jìn)度施工作業(yè)計(jì)劃，并以施工計(jì)劃為依據(jù)，加強(qiáng)管理，編制相應(yīng)的月、周、日施工作業(yè)計(jì)劃，在施工的過程中以施工任務(wù)書的形式將其下放給參與工程施工的班組及相關(guān)供應(yīng)商，提高施工效率。

每天根據(jù)實(shí)際施工情況，結(jié)合模型與4D時(shí)間軸，記錄實(shí)時(shí)動態(tài)完成情況，利用BIM技術(shù)，進(jìn)行實(shí)際與計(jì)劃情況分析比較，依照實(shí)際操作過程中的施工進(jìn)度，合理地進(jìn)行安排，并且及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃，了解施工細(xì)節(jié)，隨時(shí)掌握關(guān)鍵線路的變化情況。

4.6 管廊施工質(zhì)量、安全管理

建立BIM技術(shù)施工平臺后，安質(zhì)部工作人員通過移動終端APP，根據(jù)在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量、安全問題，使用手機(jī)端填報(bào)問題，利用圖片和文字描述安全問題，同時(shí)將問題指派給相關(guān)的負(fù)責(zé)人，直觀快速地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場質(zhì)量問題。同時(shí)，將發(fā)現(xiàn)的問題拍攝后及時(shí)進(jìn)行記錄，并將記錄的數(shù)據(jù)上傳、匯總，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后生成整改通知單下發(fā)。鑒于這一流程，保證了問題處理的及時(shí)性。

4.7 管廊施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控

在管廊施工現(xiàn)場安裝、布置監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)與BIM施工管理平臺對接。管理人員可以在BIM施工管理平臺隨時(shí)隨地了解現(xiàn)場施工的狀況，進(jìn)一步提升對現(xiàn)場施工的掌控能力。

4.8 管廊施工工程量與統(tǒng)計(jì)

以BIM三維模型為基礎(chǔ)，基于IFC標(biāo)準(zhǔn)建立BIM數(shù)據(jù)庫，其中囊括了來自項(xiàng)目所有參與方如建設(shè)方、施工方、材料供應(yīng)商等的不同類型信息，涉及了項(xiàng)目的類型、結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)、構(gòu)件的幾何、材料等以及施工過程中的質(zhì)量、資源、成本與工程量數(shù)據(jù)。當(dāng)施工過程中出現(xiàn)變更等問題時(shí)，只需要更改BIM模型，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫也會發(fā)生改變。在后期需要統(tǒng)計(jì)工程量等信息時(shí)，可以輕而易舉地從BIM數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

用BIM平臺編制施工進(jìn)度計(jì)劃，能精確地反映整個施工過程和虛擬形象進(jìn)度，避免工序安排不當(dāng)造成的施工組織混亂、資源浪費(fèi)。總之，BIM技術(shù)是未來建筑業(yè)的發(fā)展趨勢，但目前BIM應(yīng)用還只是一個探索前進(jìn)的過程，各企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的行業(yè)性質(zhì)，從不同的切入點(diǎn)應(yīng)用BIM技術(shù)，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。