BIM技术在城市地下综合管廊中的应用探讨

BIM技术在城市地下综合管廊中的应用探讨

王晓彤

重庆建筑科技职业学院 重庆 401331

摘要：BIM技术已在国际上很多成熟项目上运用，国内也有许多大型或超大型工程项目上应用的成功案例；地下综合管廊作为我国正大面积推广的项目，其设计的前瞻性很重要，因此将BIM技术合理运用到地下综合管廊的各个阶段中，会极大推动项目的发展，同时也为后期运营管理提供可靠保障。  
　　关键词：BIM技术；地下综合管廊；应用 
　　随着BIM技术应用的普及，大型地下空间工程基本都会采用BIM技术进行设计，综合管廊作为地下空间工程的一种，其在国内正处在加速推进的过程中。基于此，利用BIM技术解决综合管廊传统设计中的错漏碰缺等问题，可提升设计质量，提升项目的整体精细化管理水平。 

1BIM地下综合管廊应用概述

通过将BIM技术应用到管廊项目中，可以以可视化的方式在整个项目的设计，施工，运行和维护过程中进行各种决策[1]。基于地下综合管廊的BIM模型可以在PC或移动设备上的更直观地显示复杂节点，不同类型的管道布局和方向。检查设计冲突情况，并通过软件生成的冲突报告结果对设计进行调整，以避免以后的返工。模型集成后，可以通过早期的碰撞检查报告结合不同的设备安装，吊装等内容，解决相关管道的三维布置问题。通过放置角色对象，定义角色的身高和活动属性，并通过沉浸式漫游模拟管廊建设和运营阶段的工作场景，以检测管廊的内部间隙是否满足后期建设，运营和维护阶段的需求。

2 BIM应用优势分析 
　　通过将BIM技术集成到市政管廊的设计中，可以通过模拟施工来纠正施工设计中的问题。在二维管道的综合设计中，由于这些问题不会与设计冲突，因此常常被施工人员所忽略，但是在实际施工中遇到障碍时是无法解决的。因此，BIM技术的应用可以很好地预测这种问题，加以避免，BIM技术的应用使地下综合管廊的设计不再局限于2D设计。其设计结果不仅可以显示整个项目的状况，而且可以直接反映出当地路段和道路交叉口的状况。它提供了2D设计中应实现的结果，但也提供了2D设计中难以实现的内容。在市政地下综合管廊的设计中，传统的施工设计方法是在管廊施工前收集设计图，将设计图发送到各个管线，然后每个管线规划后在进行总体规划，然后进入正式的施工阶段。如果在以后的施工过程中两条管廊之间存在冲突，则有必要更改施工设计并重新进行工程。与这种施工技术不同，BIM 技术可以在施工前预测整个项目的施工情况，通过预施工检测地下管廊施工走向，从而进行施工设计，从而避免了施工过程中的施工隐患。在实际施工过程中因管道碰撞而造成的返工问题，进一步减少了施工变更[2]。

3 BIM技术在地下综合管廊的应用

3.1 管廊BIM建模 

目前常用的BIM建模软件平台有Autodesk， Bentley， Catia三家，而其中Autodesk的Revit使用最为广泛。Revit软件主要用于建筑类的项目，软件包含建筑梁板柱的构件，而管廊与传统地下管线的区别就是管廊属于一种地下的隧道空间，其将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种专业的管线汇集到管廊中，并设有进风口、排风口、人员出入口、吊装口、管线分支口等多功能节点。我们可以将管廊的底板和侧板看做建筑的墙和楼板，基于Revit的构件组织架构来进行管廊模型设计。其中节点包含功能性设备、管线和人员通道等，且在大多数情况下功能相近的管廊节点模型是可以重复利用的，只需在前期对管廊节点进行参数化建模，将节点结构、设备、管线和支架进行布置，在后期模型整合时进行相应调整即可。 

管廊区间段有所不同，管廊区间段是随着中线的平纵走向变化，且管线种类繁多，通过Revit软件自带的管线功能进行一次放置会花费很多时间和人力成本，而且通常市政项目的时间要求较为紧张，设计变更也较为频繁，在一些企业初期进行BIM应用时本身就会花费比传统设计更多的时间，最后很可能会导致整个项目的BIM应用工作无法持续下去。因此针对区间段的建模需要采用一种更为高效的程序化的设计手段，以此提高管廊的BIM设计效率。 

3.2实现数据的无损传递 

在施工过程中，需要根据设计方案的要求完成施工。如果施工中存在问题，可以浏览设计模型以找到问题的解决方案，并妥善处理问题以确保正常施工。 同时，将施工阶段遇到的新问题反馈给设计，可以促进BIM技术的不断进步，实现数据的无损传输。在实现设计与施工软件平台的一体化，设计与施工将建立在相同的模型中。

3.3碰撞检测 
　　综合管廊可以适当地与电力通信管线合并，也可以配备各种不同类型的市政公共管道。在BIM技术的影响下，应对管道的种类，数量和安全距离进行综合分析。管线的布置和布局必须符合行业规范的特定要求。管线之间的碰撞很难避免，应充分考虑管线与回廊主体之间的碰撞。可以根据碰撞距离适当地划分软碰撞和硬碰撞，不管是哪类碰撞问题，都可以使用BIM技术及时检测，从而实现精准的排查，可以为施工提供更准确的指导和安排[3]。

　　3.2数据库及运维平台 
　 通过科学地使用BIM模型，它可以反映地下回廊整个生命周期中的关键信息，还可以帮助建筑物的后期运营和维护提供相对可靠的数据支持，从而更好地发挥BIM技术的应用价值。创立五维建筑模型，即5dbim，既可以反映工程量，工程进度和工程造价的基本信息，又可以正确计算工程量，实现建筑模型与工程进度的有效衔接，动态反映施工过程，实现对进度的合理控制，并实时监控成本。

3.3管廊检测与后期保养

集成了监视和BIM技术，以监视管廊通道的内部环境和管道设备的运行。核心是建立一个监控应急中心，该中心一方面可以接收来自终端传感器的数据，另一方面可以处理数据并发布下级指令。如果湿度超过阈值，除湿机将自动启动；如果管道设备运行异常且数据超过阈值，该部分的警告信息和相应的视频截图将同步发送给管廊运营管理部门和管道主管部门的负责人，以便及时处理。各种管道主管部门进行检查和检测，包括定期检查，定期检查以及异常天气或其他紧急情况后的特殊检查。对检查数据和监测数据进行比较和分析，两者相辅相成，共同为维护决策提供依据。维护是根据监视和检查结果，进行不同程度的维护。包括日常小维护，特殊大修和紧急情况下的紧急维修。主要收集和保存各种维护方案和过程记录，并将维护信息链接到BIM模型以积累数据，以实现地下综合管廊的可持续发展。办公系统或OA系统由地下综合管廊的运营单位牵头，制定统一的运营和管理规则与规章，完成文件流转，项目流程批准和各个管道部门的紧急联动，并共同管理运营和维护地下综合管廊。BIM技术的应用可使管廊运维单位和各部门根据需求，赋予每个单位相应的权限，以实现数据共享和协同办公，同时还要考虑数据安全性。

结束语

目前，BIM技术的应用有效地促进了城市地下管廊的智能化建设。信息管理平台的建立，有利于各专业部门的信息共享与合作，有利于地下综合管廊的运行管理和长期维护。这对城市地下综合管廊事业的可持续发展具有重要意义。

参考文献

[1]韩诗雨，郭秀娟. 基于BIM技术在城市地下综合管廊施工中的应用[J]. 北方建筑，2021,6(1):67-71.

[2]吴超，疏东东. BIM技术在城市地下综合管廊建设中质量控制要素应用[J]. 城市建筑，2020,17(26):102-104.

[3]白庶，蔡梦娜，钟雪，等. BIM技术在城市地下综合管廊中的应用价值分析[J]. 工程管理学报，2018.