BIM技術(shù)在熱帶雨季綜合管廊施工過程中的應(yīng)用

摘? 要：綜合管廊是近年來在市政工程建設(shè)領(lǐng)域興起的一種新型管廊埋設(shè)施工技術(shù)，且在全國市政工程項(xiàng)目建設(shè)中得到大力推廣?；诖?，本文重點(diǎn)對熱帶雨季綜合管廊施工工藝進(jìn)行了分析，結(jié)合BIM技術(shù)對其中的重點(diǎn)施工控制環(huán)節(jié)進(jìn)行了三維仿真模擬，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程項(xiàng)目組織者提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：綜合管廊;BIM技術(shù);施工應(yīng)用

中圖分類號：TU99?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

綜合管廊是近年來在市政工程建設(shè)領(lǐng)域興起的一種新型管廊埋設(shè)施工技術(shù)，我國在2016年南方洪澇災(zāi)害處置過程中發(fā)現(xiàn)了這種管廊施工技術(shù)能夠有效緩解城市內(nèi)澇災(zāi)害問題，因此以國家的名義在全國市政工程項(xiàng)目建設(shè)中大力推廣。傳統(tǒng)市政工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，對于管線采用直埋的方式進(jìn)行處理，并且往往是單管線單溝的方式進(jìn)行埋設(shè)，相互之間協(xié)調(diào)不到位導(dǎo)致資源浪費(fèi)，不利于城市整體建設(shè)水平的提升。綜合管廊施工技術(shù)最主要的特點(diǎn)在于對施工空間的集中利用，通過加強(qiáng)對整個工程項(xiàng)目所有管線的整體協(xié)調(diào)，在設(shè)計(jì)階段沿待建道路的沿線或者地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的區(qū)域上規(guī)劃出一個共同溝，將市政管線進(jìn)行統(tǒng)一埋置，對于其中不同類型或者相互之間有干擾和沖突的管線采取必要的分隔措施進(jìn)行處理，同時采取信息化措施對管線運(yùn)營狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，這種處理方法既可以從源頭上節(jié)約工程項(xiàng)目建設(shè)資源，也可以避免同一工程或者后續(xù)工程對相關(guān)管線反復(fù)開挖造成破壞，更可以通過集中監(jiān)控對所有管線的運(yùn)營狀態(tài)做出綜合判斷，提升市政管廊工程項(xiàng)目建設(shè)的安全性。

BIM技術(shù)是信息技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的一種典型應(yīng)用，其主要是利用三維建模的方法實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果的可視化，輔助以大數(shù)據(jù)實(shí)時運(yùn)算方法對建設(shè)過程中的材料用量、人力資源投入、機(jī)械調(diào)配情況、工期控制目標(biāo)等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與對比計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目工期、質(zhì)量、成本控制目標(biāo)的精確控制，最終確保參建各方的綜合效益。在涉及管廊施工的工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，利用綜合管廊工藝進(jìn)行施工時涉及基坑開挖、地基處理、防水處理、鋼筋砼澆筑、基坑回填等問題，其工藝流程復(fù)雜，尤其在熱帶雨季施工時，受到自然環(huán)境的影響施工難度變得更大。本文基于BIM技術(shù)對熱帶雨季綜合管廊施工過程中的相關(guān)問題進(jìn)行了分析研究，以期通過本文的研究能夠進(jìn)一步拓展BIM技術(shù)在市政工程項(xiàng)目建設(shè)過程中的應(yīng)用。

1 熱帶雨季管廊工程施工特點(diǎn)分析

1.1 自然環(huán)境條件增加了施工難度

熱帶雨季最顯著的特點(diǎn)是降水量大，長時間持續(xù)降水不僅會影響工程建設(shè)進(jìn)度，還因?yàn)槟酀魲l件增加了施工難度，同時雨水滲透到管廊施工區(qū)域后容易對已成型的工藝建設(shè)成果帶來二次損壞;另外，很多工程項(xiàng)目的地質(zhì)條件以沖擊型平原為主，地勢平坦、高差較小，有約2.1～48m后的淤泥，這有利于土方開挖但是各土層在水平及垂直方向上硬度分布偏差較大，難以做到均勻施工。

1.2 地下防水復(fù)雜增加了施工難度

綜合管廊施工過程涉及一系列復(fù)雜的工藝操作，包括各種施工縫、變形縫、穿墻套管、穿墻螺栓等施工，對這些部分施工需要采取周密的防水措施，否則會因?yàn)榈叵滤臎_擊或者雨水滲漏以及長時間的浸泡出現(xiàn)防水破裂問題，因此各種防水措施的實(shí)施中增加了綜合管廊施工的難度。

2 綜合管廊施工準(zhǔn)備工作

2.1 施工工藝概述

綜合管廊施工，需要按照一定的施工順序進(jìn)行?；贐IM技術(shù)，可以對管廊施工過程進(jìn)行排序，在排序過程中可以結(jié)合綜合管廊基本建設(shè)數(shù)據(jù)及工程所在地地質(zhì)水文條件，確定施工工藝順序，并且可以實(shí)時在線修改。利用BIM技術(shù)進(jìn)行管廊施工工藝順序安排時，可以按照圖1所示的思路進(jìn)行。

2.2 基于BIM技術(shù)的施工前準(zhǔn)備

利用BIM技術(shù)輔助開展綜合管廊施工工作，需要做好人員、技術(shù)和場地等多方面的準(zhǔn)備工作。人員準(zhǔn)備主要包括根據(jù)工程項(xiàng)目整體施工計(jì)劃安排好參加綜合管廊施工的技術(shù)隊(duì)伍，配齊必要的施工機(jī)械裝備，對技術(shù)工人及機(jī)械操作員進(jìn)行崗前培訓(xùn)和考核，經(jīng)過培訓(xùn)且考核合格的員工才允許持證上崗;組織技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，在建設(shè)方的協(xié)調(diào)下設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方進(jìn)行圖紙會審和施工技術(shù)研討，確保相關(guān)人員對工程項(xiàng)目施工計(jì)劃和具體實(shí)施方案清楚掌握。技術(shù)準(zhǔn)備主要是提前構(gòu)建BIM系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)有成型的BIM商業(yè)化軟件系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，將本次工程項(xiàng)目的特殊性及地質(zhì)水文條件加進(jìn)去，生成適合本次工程項(xiàng)目應(yīng)用的BIM軟件系統(tǒng)。施工場地準(zhǔn)備主要是對場地進(jìn)行平整，清除雜物，填平各種溝壑并平整高差，確保整個場地平整;另外，對測量放樣所用儀器進(jìn)行標(biāo)校，確保各種水準(zhǔn)儀、高度計(jì)等都在額定精度范圍內(nèi)，對導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)等進(jìn)行復(fù)測，對管廊施工平面兩側(cè)±1m范圍進(jìn)行放樣，分直線段和曲線段設(shè)置不同的測量樁。

3 綜合管廊施工重點(diǎn)工序及控制要點(diǎn)分析

3.1 基坑開挖施工工藝及控制要點(diǎn)

在綜合管廊施工過程中，需要結(jié)合管廊設(shè)計(jì)深度進(jìn)行基坑開挖，開挖時通過在施工沿線打入鋼板樁來確保施工導(dǎo)向，之后打入鋼板柱進(jìn)行支護(hù)。對于建設(shè)在沖擊型淤泥堆積平原上的基坑工程項(xiàng)目，可以采用三次開挖施工法進(jìn)行基坑開挖。每次開挖的深度不同，第一次開挖時距離地面1m開始，第二次開挖至綜合管廊地面，直到第三次開挖至基底。進(jìn)行基坑開挖時，當(dāng)挖進(jìn)到一定深度時應(yīng)該加強(qiáng)基坑支護(hù)措施，可以將圍檁焊接成整體并且使用對撐鋼管的形式實(shí)現(xiàn)基坑加固。

3.2 基坑地基處理工藝及控制要點(diǎn)

對于綜合管廊基坑處理來說，需要進(jìn)行必要的地基處理施工。熱帶雨季一般都是軟土地質(zhì)，進(jìn)行地基處理時采用碎石砂（厚1m，碎石占比為70%，砂占比為30%）伴混凝土（C15，厚0.15m）進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，其中碎石砂每填充0.25m分一層，采用人工配合小型機(jī)械進(jìn)行夯實(shí)?；觾蓚?cè)需要修建排水溝，便于排水。

3.3 防水處理工藝及控制要點(diǎn)

綜合管廊底面需要進(jìn)行防水處理。底面防水處理時，需要采用分層處理的工藝，各層所用材料及厚度如圖2所示。

3.4 鋼筋砼澆筑工藝及控制要點(diǎn)

在基坑施工過程中，為了確保工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，鋼筋砼采用兩次澆筑法。第一次澆筑主要施工范圍在底板上0.5m，第二次澆筑主要施工范圍在墻身及頂板。進(jìn)行澆筑施工時，模板采用組合鋼模板和鋼支架，模板中的金屬拉桿或錨桿距離砼表面0.05m，模板在安裝和澆筑過程中始終保持原始線性不發(fā)生變化以確保澆筑質(zhì)量，直至砼充分硬化，模板接縫采用螺栓或者卡扣進(jìn)行連接以確保無空隙拼接。

鋼筋采用預(yù)制加工方法，在獨(dú)立場地進(jìn)行制作后運(yùn)送至安裝現(xiàn)場以供使用，鋼筋的尺寸長度、彎折半徑、排距等都要符合施工設(shè)計(jì)要求，安裝完成后采用扎絲進(jìn)行捆綁，必要時可以使用焊接手段進(jìn)行連接。

澆筑時，混凝土除了需要按照規(guī)定標(biāo)號進(jìn)行檢查外，對于必要參數(shù)需要進(jìn)行現(xiàn)場檢測，確保符合施工質(zhì)量要求;混凝土采用水平層澆筑工法，先進(jìn)行下層砼的澆筑并且等待下層砼初凝后再進(jìn)行上層砼的澆筑，澆筑完成后采用插入式振搗器進(jìn)行搗實(shí)，搗實(shí)過程中需要確保無氣泡或者避免出現(xiàn)空洞，確保振搗的質(zhì)量。

混凝土澆筑完成后，需要進(jìn)行必要時間的養(yǎng)護(hù)工作，在收漿后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)時可以適當(dāng)控制灑水量，確保砼表面保持濕潤即可，另外還可以采取表面覆蓋麻袋、草墊等物品保持水分濕潤的措施，保證養(yǎng)護(hù)效果。

3.5 利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對管線排布的優(yōu)化

利用BIM技術(shù)，可以對基坑建設(shè)效果進(jìn)行三維模擬，將所有管線排布其中，根據(jù)三維空間尺寸關(guān)系對管線排布情況進(jìn)行計(jì)算，同時進(jìn)行優(yōu)化。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)管線排布優(yōu)化效果如圖3所示。

4 結(jié)論

本文重點(diǎn)對熱帶雨季綜合管廊施工工藝進(jìn)行了分析，結(jié)合BIM技術(shù)對其中的重點(diǎn)施工控制環(huán)節(jié)進(jìn)行了三維仿真;下一步，需要利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工過程的實(shí)時在線仿真，用以指導(dǎo)工程項(xiàng)目的順利建設(shè)。

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收稿日期：2021-03-05

作者簡介：鞏奕（1987—），男，四川巴中人，本科，工程師，研究方向：土木工程。

Application of BIM Technology in the Construction Process of Comprehensive Pipe gallery in Tropical Rainy Season

GONG Yi

（China Communications First Bureau Group， Beijing? 101300）

Abstract： Comprehensive pipe gallery is a new type of pipe gallery burying facility engineering technology that has emerged in the field of municipal engineering construction in recent years， and has been vigorously promoted in the construction of municipal engineering projects across the country. Based on this， this article focuses on the analysis of the construction process of the integrated pipe gallery in the tropical rainy season， combined with BIM technology to carry out a three-dimensional simulation of the key construction control links， in order to provide theoretical guidance for related project organizers.

Key words： Comprehensive pipe gallery; BIM technology; The construction application