基于BIM技术的综合管廊设计

苗 群 韩晓瀚 钱彬杰 海 汀

(1.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东 青岛 266033; 2.青岛理工大学建设工程监理咨询公司,山东 青岛 266033)

基于BIM技术的综合管廊设计

苗 群1韩晓瀚1钱彬杰1海 汀2

(1.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东 青岛 266033; 2.青岛理工大学建设工程监理咨询公司,山东 青岛 266033)

综合管廊是将各种管线集约化，是城市基础设施现代化建设的趋势，是城市发展到一定阶段的必然结果。BIM是工程建设领域的一次技术革新，是实现将工程项目模拟化、信息化、智慧化的有效途径。以山东省某综合管廊为对象，建立地下综合管廊BIM三维可视化模型，通过模型的信息共享和集成处理，建立基于BIM技术的综合管廊设计协同平台，以解决设计各专业间的信息不对称，提高管廊设计质量与设计效率。

综合管廊,BIM，设计

1 研究背景

城市地下综合管廊是指在城市道路的地下空间建造一个将多种市政管线集约化，以解决各类管网设施能力不足、各自为政和开膛破肚、重复建设等问题，促进地下空间综合利用和资源共享的有限途径。综合管廊是城市基础设施现代化建设的趋势，是城市发展到一定阶段的必然结果。BIM(Building Information Modeling，常译为建筑信息模型)，是在CAD等技术的基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是工程建设领域的又一次技术革命。近年来，我国政府开始大力推行综合管廊建设，但由于国内企业在管廊建设方面经验不足，目前综合管廊在国内仍处在研究探索和试验阶段。目前，BIM已逐步运用到国内大型工程项目中，但在市政基础设施方面的研究及应用尚处于探索阶段。国家各相关部门及地方政府陆续出台多项支持BIM发展文件。2016年，住建部在《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中提出大力推进BIM技术在综合管廊中的应用。正是基于这种环境背景下，本文研究BIM在城市地下综合管廊工程设计中的应用。

2 工程概况

以山东省某城市地下综合管廊工程为研究对象，该管廊主体全长约4 km，位于城市主干道绿化带下侧。该综合管廊采用单箱双室结构，入廊管线包括电力、通信、给水、再生水及热力五种专业管线。该综合管廊与相交道路采用出线井进行管线的引入与引出，与相交道路规划有综合管廊设置十字出线井，其余在主要道路路口要预留直埋出线井。该工程涉及建筑、土木、给水、热力、通信、电力等多专业领域，本文主要对管廊的建筑、结构和给水、热力、通信等采用BIM软件进行模型的构建和模拟分析。

3 基于BIM技术的综合管廊设计

本作品利用鸿业综合管廊软件、Revit，Fuzor，Navisworks等软件进行综合管廊三维可视化设计。通过模型的信息共享和集成处理，建立基于BIM技术的综合管廊设计协同平台，以解决设计各专业间的信息不对称，提高管廊设计质量与设计效率，为综合管廊项目精细化建造、智慧化管理提供助力。图1为使用鸿业综合管廊软件和Revit软件建成的综合管廊模型。

3.1高效协同

通过Revit软件可以实现多专业的协同工作及设计共享。工作集是BIM协作的前提，在模型创建过程中起到隔离与区别的作用。而中心文件是工作集工作的基础，用来存储设计文件。根据项目自身特点，本项目共创建管廊整体结构、给水、再生水、通信、电力、热力、附属物及管廊监控中心等八个工作集。通过网络路径保存到服务器中的一个文件夹，即中心文件夹。各专业设计师在特定工作集中设计，并与中心文件同步设计成果。在基于Revit的协同平台上，各工作集负责人开展多专业间的协同工作，有效打破传统设计数据传递的瓶颈。碰撞检查在设计协同中担当制约与平衡的角色，贯穿整个设计协同过程。传统的设计，各专业间分工明确，但相互之间的合作较为模糊，往往通过对二维设计图纸会审优化设计。碰撞检查是指在工程项目施工前，对设计方案进行空间上的检查，对可能在施工中出现的冲突进行调整与优化，从而减少施工返工与资源浪费。基于BIM的碰撞检查是将所有专业的设计集中在一个模型内，在三维可视化的环境中调整与优化，以解决各管线间的碰撞、管线与结构的碰撞以及空间不足以安装与维修等问题。基于BIM的碰撞检查，避免了以往因设计人员空间想象能力造成的设计缺陷，应用相关BIM软件可实现智能检查碰撞点，以直观的三维方式显示设计中出现的碰撞，能显著提高设计质量和效率。图2为管廊内部管线相互碰撞。

3.2优化方案

BIM是以工程项目的构建信息为基础建立的模型。基于BIM模型的信息库包含全部构件的几何信息与非几何信息。基于BIM的设计，可通过模拟设计出的工程项目模型及构件在空间中的运动行为来验证设计的合理性，比选不同方案以及优化设计方案。

管廊工程设计需考虑管廊运营期间人员入廊检修的净空及净宽要求。通过将中心文件模型导入虚拟现实平台Fuzor中，放置人物对象，对人物高度及活动属性进行定义，以实景漫游的方式模拟真实工作情景，可以检测是否满足后期运营、维修、行人需求。图3为使用Fuzor软件模拟行人在管廊中的活动。

3.3节点深化

传统的节点深化往往采用二维图纸展示节点的空间位置，通常独立进行，即使考虑其他专业，往往也只是简单的图纸叠加，在复杂的节点难以取得理想的效果。BIM通过三维模型直观展示，提高复杂节点的技术交流效率，提升深化设计的准确性，见图4。利用Revit完成交叉井室中的管道设计、支吊架设计、附属设计(包括吊装口、通风口、逃生口、防火墙、集水坑等)，通过对模型进行多角度的浏览与分析，提高发现并解决复杂节点问题的效率。

4 结语

综合管廊是城市基础设施现代化建设的趋势，对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。目前BIM正引发工程行业一次史无前例的彻底变革，在国内建筑工程领域已取得不俗的成绩，相关软件也日趋成熟并逐渐本土化。将BIM运用到城市地下综合管廊设计，不仅能提升设计的质量与效率，同时能为管廊的施工和运营提供助力。

[1] 何关培.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] 雷升祥.综合管廊与管道盾构[M].北京：中国铁道出版社，2015.

[3] 白海龙.城市综合管廊发展趋势研究[J].中国市政工程，2015(6)：78-81.

[4] 姜天凌,李芳芳,苏 杰,等.BIM在市政综合管廊设计中的应用[J].中国给水排水,2015,31(12):65-67.

[5] 孔 锐.城市地下综合管廊建设与BIM技术应用[J].工程建设,2017,49(6):89-91.

TheapplicationofBIMindesignofmunicipaltunnel

MiaoQun1HanXiaohan1QianBinjie1HaiTing2

(1.SchoolofEnvironmentandMunicipalEngineering,QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China; 2.ProjectSupervisionandConsultationCompanyofQingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China)

Municipal tunnel is an intensification of all kinds of pipelines, which is the trend of modernization of urban infrastructure as well as an inevitable result of the development of city. BIM is a technological innovation in the AEC industry. It is an effective way to realize the informatization, simulation and intelligence of the project. In this paper, a municipal tunnel in Shandong Province is taken as an example to establish a 3D visualization model of BIM. Through the information sharing and integration of the model, the information asymmetry between different design groups was solved and the design quality as well as efficiency of municipal tunnel was improved.

municipal tunnel, BIM, design

1009-6825(2017)29-0201-03

2017-08-09

苗 群(1961- )，男，博士，教授; 韩晓瀚(1992- )，男，在读硕士; 钱彬杰(1993- )，男，在读硕士;海 汀(1985- )，男，助理工程师

TU990.3

A