BIM技術(shù)在市政綜合管廊建設(shè)運(yùn)營中的應(yīng)用探究

摘要：近幾年，我國“城鄉(xiāng)一體化”的建設(shè)加快了城市現(xiàn)代化的新發(fā)展，與此同時(shí)，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也面臨著更大的挑戰(zhàn)。綜合管廊改善城市地下錯(cuò)綜復(fù)雜、分散的管線布局，是未來城市發(fā)展的主流方向。傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)和施工的綜合管廊在精準(zhǔn)性、合理性、效率等方面都存在著明顯不足。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，能在大程度上解決目前市政綜合管廊建設(shè)中的不足，并有力地推進(jìn)了，城市地下綜合管廊的建設(shè)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);綜合管廊;應(yīng)用分析

1 引言

隨著連續(xù)出臺(tái)的，有關(guān)中國城市地下綜合管廊的建設(shè)政策，城市綜合管廊項(xiàng)目建設(shè)正在增加。然而，隨著綜合管廊涉及供水，排水，燃?xì)?，電力，通訊等眾多管線，構(gòu)造復(fù)雜，各管道之間不可避免會(huì)出現(xiàn)碰撞等問題。BIM應(yīng)用于綜合管廊建設(shè)中，有利于解決建設(shè)過程中的圖紙中各種管道的碰撞、遺漏問題。同時(shí)BIM技術(shù)的應(yīng)用有利于施工管理中的相關(guān)問題。

2 工程概況

該位于某市城東地區(qū)，為貫穿城東、東西向重要交通聯(lián)系通道。西起交叉口以東，東至交叉口以西，呈東西走向，道路全長3.683km，道路寬50m，起止里程K5+341.974—K9+025，其中綜合管廊工程全長3.643km，管道走廊被分成四個(gè)艙室，主管道廊道位于道路中線南側(cè)的綠化帶下。管廊中心線與道路中心線的距離為15.2米，主要的標(biāo)準(zhǔn)截面管廊采用矩形截面的形式，包括燃?xì)馀摗⒕C合艙、污水艙、電力艙，每個(gè)艙的凈高為2.85米，凈寬分別為：1.7m、3.1m、2.0m、2.7m[1]。

3? BIM技術(shù)的簡要概況

BIM技術(shù)是建筑信息模型技術(shù)的縮寫，它是一個(gè)新的項(xiàng)目信息協(xié)同管理方法。越來越多的地鐵建筑業(yè)和建筑業(yè)都采用這種技術(shù)。基于三維數(shù)字化技術(shù)，它是從傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式，采用成本模式和建設(shè)管理模式不同。集合各種工程數(shù)據(jù)信息，對整體工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的表達(dá)，以更加直觀的方式呈現(xiàn)給工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員。BIM技術(shù)可以將整個(gè)于建筑工程相關(guān)的信息全部納入信息庫中，所包含的信息非常的全面，有設(shè)計(jì)，操作，管理和施工等內(nèi)容。其還能夠?qū)⒉煌A段的建設(shè)周期，數(shù)據(jù)和資源進(jìn)行有效的結(jié)合，來全面的呈現(xiàn)出工程所需要的實(shí)際的對象。

BIM技術(shù)不能簡單的理解為軟件應(yīng)用和模型構(gòu)建。BIM技術(shù)是通過在計(jì)算機(jī)上建立虛擬三維模型來模擬建筑施工的全過程以及建筑的生命周期設(shè)計(jì)和管理。通過對建筑行業(yè)的生命周期的所有信息的有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的管理方式，促進(jìn)建筑行業(yè)從手工繪圖轉(zhuǎn)型。3d虛擬建筑工程模型[2]，通過計(jì)算機(jī)的模型提供的搜集信息和專業(yè)信息是BIM技術(shù)，它可以在建筑的全壽命周期使用，可以有效地判斷項(xiàng)目的核心。這個(gè)建樹工程的信息模型可以通過數(shù)字建模軟件來實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目工程的管理，設(shè)計(jì)，施工和建設(shè)，可以最大化的來實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)的利潤與價(jià)值。BIM技術(shù)還可以根據(jù)各個(gè)不同階段的知識(shí)去共享企業(yè)之間的信息，推動(dòng)企業(yè)之間的合作更加的緊密，有助于凝聚建筑行業(yè)一起向更高一層次的發(fā)展。

4? BIM技術(shù)在市政綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用

4.1 深化設(shè)計(jì)

本工程地下綜合管廊管線種類繁多。管道與附屬設(shè)施的碰撞是不可避免的。如果直接施工，很有可能在實(shí)施階段發(fā)現(xiàn)此類問題，到時(shí)候再召集相關(guān)方進(jìn)行變更或簽證，將會(huì)影響地下管廊工程的施工進(jìn)度、并造成成本的增加。而利用BIM技術(shù)能提前發(fā)現(xiàn)管線及附屬設(shè)施之間，管線之間存在的沖突情況，因此可以縮短工期，減少資源的浪費(fèi)，降低成本。

4.1.1 發(fā)現(xiàn)部分圖紙缺漏問題

設(shè)計(jì)階段，有時(shí)由于相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人員之間溝通不及時(shí)，很容易發(fā)生相關(guān)專業(yè)之間碰撞現(xiàn)象，或建筑大樣與建筑平面不一致問題，一旦項(xiàng)目在實(shí)施過程中遇到了圖紙的問題，就要管廊機(jī)電圖紙進(jìn)一步核查，查找錯(cuò)漏碰缺，出現(xiàn)這種情況既會(huì)耽誤時(shí)間而且還會(huì)造成建設(shè)成本的增加，為避免此類情況的發(fā)生，構(gòu)建信息模型可用于生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，增加科學(xué)管理力度。

管線出線井，在管廊結(jié)構(gòu)施工圖管廊層頂板配筋平面中，洞口大小完全占據(jù)整個(gè)綜合艙，而在管廊結(jié)構(gòu)施工圖——燃?xì)?、給水、強(qiáng)弱電管線出線井設(shè)計(jì)圖中，剖面圖中顯示在上層管線出艙層，靠近燃?xì)馀撘粋?cè)的墻面底部有一個(gè)1%的找坡，與結(jié)構(gòu)施工圖反映的情況不相符。

綜合艙、污水艙、電力艙出風(fēng)口、逃生口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖在結(jié)構(gòu)圖中，出風(fēng)口位置污水艙和電力艙上方，在綜合艙和污水艙墻體上方有一根頂板梁，但在管廊平縱橫的平面圖中，出風(fēng)口位置位于污水艙靠近綜合艙一側(cè)，在該情況下，上述頂板梁的位置不確定。

4.1.2 對管廊內(nèi)部管線進(jìn)行了優(yōu)化

因未確定具體實(shí)施方案，故設(shè)計(jì)圖紙未完成所有的節(jié)點(diǎn)大樣，根據(jù)主廊道設(shè)計(jì)圖，采用BIM技術(shù)優(yōu)化廊道內(nèi)管布局。為節(jié)點(diǎn)處管線排布提供了參考方案，并對施工單位進(jìn)行三維交底。

4.2 有利于技術(shù)交底

應(yīng)用于技術(shù)交底并指導(dǎo)施工，確保BIM模型和施工現(xiàn)場的一致性;對施工復(fù)雜區(qū)域，例如管廊主線支線交匯區(qū)域，根據(jù)BIM施工模型進(jìn)行施工三維交底，根據(jù)需求提供平面、立面和三維、剖面施工圖;對大型設(shè)備吊裝進(jìn)行復(fù)核，進(jìn)行路徑模擬及分析;對各類變更進(jìn)行管理，建立變更模型，確定變更狀態(tài)，對變更通過顏色區(qū)別進(jìn)行管理，并迅速改變部分的計(jì)算工作量，協(xié)助調(diào)整計(jì)劃，記錄變化數(shù)據(jù)。建模技術(shù)以三維立體立體圖的形式在人們面前生動(dòng)地展示復(fù)雜的平面和鉆孔，各方都能看到所創(chuàng)建的模型，通過對基于BIM模型的三維交底，直觀的展示管廊斷面及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)以及管線與管線、管線與設(shè)備之間的空間位置關(guān)系，有利于施工人員了解掌握現(xiàn)場情況。

4.3 負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，進(jìn)度控制和成本控制

通過BIM技術(shù)應(yīng)用，參照BIM模型對施工現(xiàn)場已完工程進(jìn)行對比，查找質(zhì)量問題，確保已施工部位與設(shè)計(jì)圖紙一致。

通過總控計(jì)劃及實(shí)際施工進(jìn)度信息集成在模型中表達(dá)，參建各方基于BIM模型共享計(jì)劃及進(jìn)度信息，分析實(shí)際進(jìn)度與總控計(jì)劃的偏差，實(shí)時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃，保證項(xiàng)目按總控計(jì)劃實(shí)施。運(yùn)用BIM技術(shù)建立綜合管廊的三維算量模型，采用BIM模型直接生成工程量的模式[2]，可初步完成結(jié)構(gòu)部分工程量統(tǒng)計(jì)，為項(xiàng)目成本管控提供了計(jì)量參考依據(jù)，便于后續(xù)針對清單開項(xiàng)進(jìn)一步核查工程量，對工程量清單中的工程量進(jìn)行校正，核對工程量清單中的工程量，分析計(jì)算偏差。

4.4 進(jìn)行綜合管廊拆分提高預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量

管廊的路徑設(shè)計(jì)好以后，模型設(shè)計(jì)者可將管廊的整體劃分為不同的編號(hào)，在過去，它被分成許多樓層平面圖，并且這個(gè)過程非常復(fù)雜并且容易出錯(cuò)。然而，BIM技術(shù)可用于管道除以建立信息模型，可以大大提高工作效率，不需要反復(fù)建模。三維的空間模型也將預(yù)制件的信息更加精確的傳遞給生產(chǎn)廠家，提高了預(yù)制件的合格率及使用率，從而提高綜合管廊工程的施工質(zhì)量及進(jìn)度，如圖1。

4.5 模擬建設(shè)周圍環(huán)境

綜合管廊整體建于地下，在建設(shè)過程中也要考慮周圍其他市政建筑物及公用實(shí)施的安全性，BIM技術(shù)可以將使用勘查設(shè)備獲取的周圍信息的情況導(dǎo)入軟件中，將周圍區(qū)域的規(guī)劃及建筑物的數(shù)目等數(shù)據(jù)收集起來并建立模擬周圍環(huán)境的模型，保證綜合管廊結(jié)構(gòu)的安全性。

4.6 進(jìn)行管線定位避免交叉

管廊工程管線錯(cuò)綜復(fù)雜，BIM軟件可以確定主線、支線、入（出）戶線等線路的連接及位置關(guān)系，形成互不干擾的位置關(guān)系最終確定各個(gè)線路合理的空間布置位置，在管線布置合理的情況下，還要預(yù)留一定的空間供后期的維修及養(yǎng)護(hù)使用。此外，碰撞檢測功能的軟件可以檢查距離和深度的管道設(shè)計(jì)模型，如圖2所示，如果檢測出有碰撞的點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員可進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，便于掃清設(shè)計(jì)中的“盲點(diǎn)及遺漏點(diǎn)”，可減少后期的返工，保證綜合管廊的整體性，

5? BIM技術(shù)在市政綜合管廊施工和運(yùn)營中的應(yīng)用分析

5.1 市政綜合管廊智能管理應(yīng)用

BIM模型包含了綜合管廊各階段建設(shè)過程中的相關(guān)資料及數(shù)據(jù)，在前期設(shè)計(jì)及施工等工作完成后，將BIM軟件中的數(shù)據(jù)交給后期維護(hù)的相關(guān)單位。BIM模型數(shù)據(jù)庫可以隨時(shí)查詢管廊網(wǎng)的情況，如電表、監(jiān)測系統(tǒng)等相應(yīng)設(shè)備。不僅如此還可以根據(jù)前期的數(shù)據(jù)庫通過安裝相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)后期運(yùn)營管理的智能化。例如電網(wǎng)的智能控制，通過使用測試電網(wǎng)電壓監(jiān)測設(shè)備，每個(gè)管道的操作數(shù)據(jù)和閾值電壓的負(fù)載，通過合理的調(diào)整，可以使電網(wǎng)供壓達(dá)到平衡狀態(tài)，避免電壓不穩(wěn)等問題。排水管網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測，根據(jù)管道水流量的大小及承壓值，通過智能控制在暴雨期間可以對管道進(jìn)行檢查避免城市內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)澇、排水不暢等現(xiàn)象。

5.2 市政綜合管廊協(xié)調(diào)穩(wěn)定性應(yīng)用

運(yùn)營者可以通過市政綜合管廊模型查看管線設(shè)計(jì)、施工及管理人員、生產(chǎn)人員及其他相關(guān)信息，發(fā)現(xiàn)問題可聯(lián)系相關(guān)人員，既避免了工程事故也防止了相關(guān)部門推卸責(zé)任。同時(shí)還減少了各企業(yè)、部門之間的信息溝通障礙，為綜合管廊的運(yùn)維管理工作提供了新的天地，保證后期每條管線運(yùn)營的安全性及穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

綜上所述，建筑行業(yè)在不斷的完善，科技的腳步越來越快，BIM技術(shù)將會(huì)在建筑行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，相關(guān)的功能也會(huì)得到進(jìn)一步的完善。BIM技術(shù)能夠處理并組織繁雜的設(shè)計(jì)及施工信息，使市政綜合管廊在建設(shè)過程中更加的精細(xì)化、智能化、規(guī)范化。利用BIM技術(shù)的專業(yè)協(xié)同性，整合各專業(yè)BIM模型，查找管道間碰撞干涉，并進(jìn)行實(shí)時(shí)智能監(jiān)測。及時(shí)控制項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量管理和成本。因此，成熟的BIM實(shí)施系統(tǒng)將有助于促進(jìn)綜合管道和走廊的智能化建設(shè)、運(yùn)營和管理，提高施工質(zhì)量，給項(xiàng)目帶來切實(shí)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]栗鵬.基于BIM的城市地下綜合管廊全生命周期管理研究[D].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院，2019.

[2]李建陽.淺談BIM技術(shù)在市政綜合管廊施工階段的應(yīng)用[J].低碳世界，2019，9（04）：157-158.

（作者單位：中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司）

作者簡介：鄧偉林（1980年5月）;性別：男;民族：漢族;籍貫：江西省貴溪市;職稱或?qū)W歷：本科，中級工程師;工作單位：中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司;研究方向：建筑施工。