BIM技術(shù)在城市綜合管廊施工中的應(yīng)用

涂少林

摘要：綜合管廊主要是將多種管線集中在相同隧道空間，是當前現(xiàn)代化城市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的主要趨勢。而BIM技術(shù)是一種三維建模技術(shù)，在土木建筑工程設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，是實現(xiàn)工程仿真模擬、信息化和智能化的主要途徑。在綜合管廊施工中不斷加大BIM技術(shù)的應(yīng)用力度，借助三維建模模擬施工，預(yù)先分析工程施工中可能存在安全風險，便于制定針對性措施，保證工程建設(shè)安全質(zhì)量。基于此，闡述BIM技術(shù)概念及其在綜合管廊施工中應(yīng)用原理，同時結(jié)合實際工程案例，詳細分析該技術(shù)的具體應(yīng)用措施，旨在全面提高綜合管廊施工質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；綜合管廊；施工應(yīng)用

0? ?引言

現(xiàn)代城市建設(shè)進程不斷加快，對電力、通信、燃氣等多種管線工程的需求量不斷增大，逐漸凸顯出城市地下管線的安全的重要性。綜合管廊作為一種集約化的城市管線解決措施，施工過程中會受到內(nèi)外部多種因素的影響，出現(xiàn)信息交流不到位、理解偏差、信息丟失等各項問題。加大BIM技術(shù)的應(yīng)用，有利于有效解決綜合管廊施工問題，進一步優(yōu)化施工方案，提高施工質(zhì)效，減少施工和運行成本，促進綜合管廊建設(shè)實現(xiàn)信息化、智能化。

1? ?BIM技術(shù)概述

1.1? ?BIM技術(shù)定義

BIM技術(shù)屬于信息系統(tǒng)模型的一種，可在一個模型中集成建筑項目全生命周期各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息，包括人力資源信息、施工流程信息以及工程信息等，有助于實現(xiàn)工程項目各方綜合運營、管理。

BIM技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，會通過三維數(shù)字化技術(shù)，對建筑物施工信息以及具體情況進行模擬計算與準確分析，從而在統(tǒng)一、協(xié)調(diào)配合信息模型下，保證建筑工程設(shè)計與施工各項工作得到高效落實，從而達到建筑設(shè)計與施工一體化目標。同時可使各專業(yè)間形成良好的協(xié)作溝通，使工程項目成本費用得到大幅降低，按時按量完成整個工程施工及管理任務(wù)。

1.2? ?主要特點

1.2.1? ?可見性

在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，該技術(shù)所具備的可見性，屬于BIM技術(shù)較為典型的特點。在工程項目設(shè)計環(huán)節(jié)，利用BIM技術(shù)不僅可以體現(xiàn)出建筑整體造型，還能實現(xiàn)建筑細部可見。

1.2.2? ?模擬性

現(xiàn)階段，建筑工程項目中使用的施工圖紙基本上均屬于二維平面圖，會以線條的方式將建筑各部分進行呈現(xiàn)。相關(guān)人員使用施工圖紙時，需要根據(jù)自身想象力，想象建筑物立體結(jié)構(gòu)。采用這種方式，對于結(jié)構(gòu)簡單的建筑容易實現(xiàn)，但對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形多樣的建筑，僅憑施工二維圖紙無法滿足實際工作需求。

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，將二維施工圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體模型，能夠向相關(guān)人員直觀展現(xiàn)建筑形象及細部結(jié)構(gòu)，使建筑工程各參與方均能全面且清晰的了解建筑情況，并且可實現(xiàn)高效交流，使各種錯誤發(fā)生概率明顯降低。

1.3? ?推廣受限的原因

建筑模型信息化BIM技術(shù)已成為建筑設(shè)計和施工發(fā)展趨勢，可為建筑產(chǎn)業(yè)帶來突破性的進步。目前國內(nèi)各地區(qū)建筑業(yè)相繼推出了該技術(shù)，但是由于該技術(shù)尚處于應(yīng)用初級階段，應(yīng)用效果還不是特別突出。分析其原因，主要是專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量過少，人才的專業(yè)技能的培養(yǎng)漫長，嚴重制約了該技術(shù)的普及應(yīng)用。

針對此種現(xiàn)狀，各個地區(qū)建筑企業(yè)需要積極引進具有高素質(zhì)的建筑設(shè)計師，積極借鑒先進的BIM技術(shù)操作經(jīng)驗和專業(yè)理論知識，幫助所有建筑設(shè)計師快速強化BIM應(yīng)用實踐，助力設(shè)計院快速完成技術(shù)轉(zhuǎn)型，進而為整個建筑業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級打下良好基礎(chǔ)。

2? ?綜合管廊施工常見問題

綜合管廊呈現(xiàn)出高度集約性、科學綜合性、不可視化和復(fù)雜化等特征。在實際施工過程中主要開展地下和開挖作業(yè)，周圍環(huán)境繁雜、施工難度大、工期緊張，對施工人員具有較高要求[1]。綜合管廊施工主要集中在城市建筑密集區(qū)域，人流和車流相對較大，進一步增加了交通疏導(dǎo)、管線遷改等工作難度。施工現(xiàn)場光線不足、通風不暢、入廊管線多種多樣，同時涉及較多區(qū)域，增加施工監(jiān)督管理難度。

另外，綜合管廊工藝技術(shù)管理過程中存在較多問題，如防滲防漏始終是綜合管廊施工中的技術(shù)難點，需要確保防水材料的有效性，同時要合理控制細部構(gòu)造防水工藝、工序。綜合管廊施工中預(yù)埋件、預(yù)留孔洞的管控同樣十分關(guān)鍵，在施工中針對多專業(yè)圖紙開展復(fù)核，可保證預(yù)埋預(yù)留位置的精準性，避免由于位置不準確后續(xù)安裝施工對混凝土實體進行開洞鑿除，降低混凝土實體質(zhì)量。在綜合管廊施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，則能夠有效處理施工工藝技術(shù)難題，減少施工難度，提高施工質(zhì)量。

3? ?綜合管廊中BIM技術(shù)應(yīng)用原理

綜合管廊中應(yīng)用BIM技術(shù)，借助其三維建模能力模擬施工現(xiàn)場場地布置、施工路線、施工作業(yè)等，有效了提高施工工作質(zhì)量和效率。同時可在施工中合理應(yīng)用數(shù)據(jù)測繪技術(shù)，結(jié)合采集的信息數(shù)據(jù)創(chuàng)建綜合管廊模型，利用BIM技術(shù)優(yōu)化和完善設(shè)計，模擬現(xiàn)實運營狀況，研究可能出現(xiàn)的風險隱患，制定出完善的施工管理方案[2]。

綜合管廊運營管理系統(tǒng)構(gòu)建過程中，合理應(yīng)用BIM技術(shù)，可將基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的管廊綜合監(jiān)控系統(tǒng)移植在云平臺上。在該平臺上存儲管廊主體和輔助設(shè)施信息數(shù)據(jù)，借助GIS和BIM技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，創(chuàng)建管廊運營管理的統(tǒng)一云門戶，便于用戶通過PC、智能手機等移動設(shè)備全面監(jiān)控綜合管廊運營過程，實現(xiàn)綜合管廊可視化監(jiān)管。同時借助通信設(shè)備及時處理綜合管廊監(jiān)控實時數(shù)據(jù)，錄入到監(jiān)控實時數(shù)據(jù)庫，進而能夠統(tǒng)一存儲、分析和判斷綜合管廊整個生命周期的信息數(shù)據(jù)，為相關(guān)施工和管理部門決策提供有力支持。

4? ?綜合管廊中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1? ?工程概況

某工程包括市政道路、城市綜合管廊，道路總長度為2.5km，綜合管廊總長度為1200m左右。本工程位于市區(qū)，具有人流車流多、場地有限、施工難度大等特點，鑒于此，在綜合管廊施工中決定應(yīng)用BIM技術(shù)，全面提高工程建設(shè)安全質(zhì)量。

4.2? ?施工目標

4.2.1? ?施工現(xiàn)場平面規(guī)劃、動態(tài)管理

施工單位合理應(yīng)用BIM技術(shù)，構(gòu)建施工現(xiàn)場布置方案模型，模擬綜合管廊施工過程中臨建設(shè)施、材料堆放位置等，為施工組織設(shè)計、施工方案制定提供有力參考。

4.2.2? ?碰撞檢測與設(shè)計優(yōu)化

施工人員可結(jié)合CAD圖紙，借助BIM技術(shù)開展碰撞檢測，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙中存在各項問題，同時判斷綜合管廊施工過程中可能出現(xiàn)的問題和安全風險隱患，進而制定靈活的應(yīng)對措施，防止延誤工期。

4.2.3? ?優(yōu)化施工重難點方案

施工人員可運用BIM技術(shù)，虛擬建造綜合管廊重點難位置，預(yù)先分析施工中存在問題，進一步促進綜合管廊施工環(huán)節(jié)的任務(wù)高效完成。

4.2.4? ?更新維護模型

施工人員結(jié)合項目部簽收的設(shè)計類變更、施工圖紙，借助BIM技術(shù)可更加高效地補齊、更新現(xiàn)有的多專業(yè)模型。

4.3? ?管線綜合應(yīng)用

本工程中綜合管廊具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大、管線復(fù)雜等特點，對施工技術(shù)具有較高要求，施工過程中需要安裝給排水、通信等多種功能管道，同時包含消防、通風等多項自身設(shè)備。

本工程施工人員可應(yīng)用BIM技術(shù)全面采集和整合信息，在軟件中導(dǎo)入相關(guān)單位的各項信息數(shù)據(jù)，開展碰撞檢查、凈空分析和布置規(guī)劃等各項工作，及時發(fā)現(xiàn)和整改發(fā)現(xiàn)的問題，全面提高圖紙的復(fù)核率，避免出現(xiàn)設(shè)計變更，增強管線布置的科學合理性，進一步保證綜合管廊的施工質(zhì)量[3]。

4.4? ?施工場地布置模擬

本工程位于市區(qū)，周邊建筑物密集、人流車流較多、施工場地有限，合理規(guī)劃不同施工環(huán)節(jié)不同區(qū)域的布置，才能有效滿足綜合管廊施工需求。

在本工程施工前期，借助BIM技術(shù)針對施工現(xiàn)場、周圍環(huán)境進行建模，發(fā)揮BIM三維可視化優(yōu)勢，預(yù)先規(guī)劃施工場地布置，便于技術(shù)人員更加直觀、清晰地了解施工現(xiàn)場布置方案，并有效驗證場地布置方案的有效性和可行性，及時發(fā)現(xiàn)方案中存在缺陷，優(yōu)化方案設(shè)計，減少占用工程建設(shè)用地，降低綜合成本。

4.5? ?路線布置模擬

綜合管廊結(jié)構(gòu)施工過程中，需要綜合考慮路面荷載等相關(guān)影響因素，在BIM模型中，將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計算機軟件中合理分析結(jié)構(gòu)受力情況，詳細計算出綜合管廊承受的土、水壓力，進而有效改善和優(yōu)化墻面結(jié)構(gòu)施工。另外，施工人員可結(jié)合相關(guān)標準規(guī)定，分析本工程實際情況，模擬計算綜合管廊的整體受力，明確其各項參數(shù)，保證結(jié)構(gòu)的安全性能。

本工程施工人員在BIM中創(chuàng)建綜合管廊環(huán)境模型，詳細對比分析綜合管廊內(nèi)部各個管線的主線、支線連接關(guān)系，管線進入綜合管廊的位置，合理布置綜合管廊縱向路線，明確其空間施工位置，形成相互不影響的綜合管廊路線布局形式。當綜合管廊通過十字路交叉口時，與垂直方向的管廊相交，需要在施工過程中針對交叉位置合理設(shè)置中間節(jié)點交換室。

4.6? ?施工作業(yè)模擬

本工程綜合管廊涉及區(qū)域廣，在施工作業(yè)中涉及到管線遷改、交通疏導(dǎo)等和周邊環(huán)境互相協(xié)調(diào)的事宜。施工人員應(yīng)用BIM三維模型對周圍環(huán)境、場地布置方案進行研究，選擇符合本工程的最佳方案。充分了解各專業(yè)管線施工組織數(shù)據(jù)后，應(yīng)用BIM技術(shù)對各專業(yè)的施工作業(yè)進行模擬，分析不同專業(yè)施工過程中可能存在的沖突的地方，再根據(jù)問題情況提出相應(yīng)的優(yōu)化方案[4]。

4.7? ?施工現(xiàn)場管理

4.7.1? ?安全質(zhì)量管理

本工程施工單位借助BIM技術(shù)構(gòu)建綜合管廊施工安全質(zhì)量管理平臺，通過模擬施工現(xiàn)場，優(yōu)化配置施工人員、原材料和機械設(shè)備，提高空間利用效率，減少資源浪費現(xiàn)象，避免出現(xiàn)安全事故。同時應(yīng)用RFID技術(shù)，實時監(jiān)控綜合管廊不同施工環(huán)節(jié)。在BIM模型中實時上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，對比分析綜合管廊實際施工質(zhì)量和模型質(zhì)量，當施工質(zhì)量不達標時，及時進行調(diào)整和完善，有效控制綜合管廊施工質(zhì)量。

4.7.2? ?進度管理

本工程綜合管廊全線較長，呈現(xiàn)出線狀分布，主要集中敷設(shè)在道路下，且對工期要求較為嚴格。為了有效避免對周邊居民日常工作和生活帶來不便，本工程施工管理人員借助BIM技術(shù)將預(yù)計工程進度導(dǎo)入到模型內(nèi)，將其和綜合管廊實際施工進度進行詳細對比分析。綜合管廊各個參建方可隨時查詢工程施工進度信息，有利于及時調(diào)整施工進度，全面提高施工效率，確保在合同約定時間內(nèi)按期竣工。

4.7.3? ?成本管理

施工管理人員應(yīng)用BIM軟件建模。將綜合管廊信息數(shù)據(jù)錄入到模型中，通過工程量搭配定額等信息計算成本信息。同時利用BIM技術(shù)模擬不同施工方案的成本預(yù)算，選擇性價比最高的施工方案[5]。綜合管廊施工中若出現(xiàn)設(shè)計變更現(xiàn)象，可在BIM模型中錄入全部變更信息，詳細計算工程量、造成的變化，便于工作人員及時了解設(shè)計變更對工程造價的影響，合理優(yōu)化方案，實現(xiàn)更加精準的成本管理，減少資金浪費。

5? ?結(jié)束語

綜合管廊作為一種集約化的城市管線解決措施，施工過程中會受到內(nèi)外部多種因素的影響，出現(xiàn)信息交流不到位、理解偏差、信息丟失等各項問題。BIM技術(shù)具有可視化、模擬性等特點，在綜合管廊施工中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效解決綜合管廊施工中存在問題，全面提高施工質(zhì)量和效率，減少施工成本，獲得理想的綜合效益，促進綜合管廊的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 陳平陽，蘇龍輝.BIM技術(shù)在城市綜合管廊施工中的應(yīng)用[J].福建建設(shè)科技，2022（4）：72-74.

[2] 閆黃璽.BIM技術(shù)在城市綜合管廊中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2021，6（16）：127-128.

[3] 韓詩雨，郭秀娟.基于BIM技術(shù)在城市地下綜合管廊施工中的應(yīng)用[J].北方建筑，2021，6（1）：67-71.

[4] 林興.BIM技術(shù)在地下綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用[J].四川水泥，2020（4）：126.

[5] 鄒蓓蓓，謝飛.BIM技術(shù)在地下綜合管廊施工中的應(yīng)用[J].中國高新科技，2021（20）：95-96.