BIM技术在地下综合管廊全生命周期的应用探究

徐淦开

(广州市建设科学技术委员会办公室,广东 广州 510030)

BIM技术在地下综合管廊全生命周期的应用探究

徐淦开

(广州市建设科学技术委员会办公室,广东 广州 510030)

近几年,我国地下综合管廊建设高速发展,但由于地下综合管廊的自身特点,在建设中不可避免会遇到各种类型的问题.采取先进技术手段支持地下综合管廊工程的规划、建设、运营等很有必要.具有可视化、协调性、模拟性等特点的BIM技术的应用,可为地下综合管廊建设各阶段提供极大的利用价值.

BIM技术;综合管廊;成本控制;管廊断面

1 地下综合管廊建设运维中的问题

地下综合管廊是智慧城市发展的产物.地下综合管廊,即利用城市地下空间建设管廊,将给排水、燃气、广播电视、电力、通信等多种管线尽可能集中于其中.现有工程表明,地下综合管廊的建设,不仅可以充分利用地下空间,减少对道路的破坏和对交通的冲击、维护城市景观,还可以提高城市综合防灾能力[1-2].地下综合管廊主要建设步骤及其对应的一些问题如图1所示.

图1 地下综合管廊主要建设步骤及其对应的一些问题

2 BIM技术的特点

BIM(Building Information Modeling),又称"建筑信息模型",是在建设工程及设施全生命周期内,对其物理和功能特性进行数字化表达,并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称,具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性等特点.已有大量实例表明,建立以BIM应用为载体的项目管理信息化,在设计方面,强化设计协调,使设计周期缩短,效率和品质得到明显提高.

3 BIM技术在综合管廊全生命周期的应用

3.1 规划阶段

在前期规划过程中,BIM可实现地下综合管廊选址、走向等的方案优选.利用BIM技术创建地下综合管廊的周边环境模型,包括建设区域的道路、房屋建筑、规划用地、地形地貌等,整理分析各类建筑物的特征和数量,以及规划用地的性质,添加各类建筑物的需求管线,形成该区域的地下综合管廊需求分析模型.

3.2 设计阶段

3.2.1 管线碰撞检查

在设计阶段,利用BIM技术创建管线模型,仿真模拟施工过程中管线铺设可能出现的碰撞问题,及时发现存在的问题,并加以改正,避免实际施工中由于管线碰撞造成的返工问题,减少设计变更.

3.2.2 管廊断面及内部空间优化

管廊断面和空间排布的确定与入廊管线种类和数量、空间利用率、施工方法等因素密切相关,因此管廊截面没有通用模式.利用BIM技术建立包括地形地貌、管线、设备等的三维模型,直观反映管廊断面的各个要素,可提高管廊断面的设计的科学性和合理性.

通过三维可视化漫游检查管廊空间布局,对管廊空间布局进行实时优化.

3.2.3 复杂节点深化设计

地下综合管廊的复杂节点大多在管廊转弯或有大型设备处,这些节点设计复杂,需考虑管线交叉、进出口处理、防止渗漏等问题,传统的设计方法往往无法直观明了地表述其架构关系.利用BIM技术进行建模,在仿真模型中添加各种影响因素,通过分析模拟,可以更深层次地对管线位置、连接方式、施工方式等具体的细节进行全面的深化,使得整个技术节点具备可操作性、可协调性、可沟通性.

3.2.4 工程量计算

地下综合管廊目前没有较好的计价计量软件,依靠传统方法统计算量给计价人员带了很大的附加工作量,而且由于管廊工程涉及大量管线计算,每个人算出的工程量往往不一样,使得其可靠度不高.BIM技术的应用可提取各分项工程工程量,然后利用管线分区分回路的详细模型,在报表中进行条件筛选,对材料的类型和数量进行统计,可大大提高材料采购计划的编制效率,对成本控制也具有重要意义.

3.3 施工阶段

3.3.1 预制构件生产跟踪

施工图设计模型完成后,对管廊进行预制化拆分,并对管线进行逐一编码,将拆分模型和生产加工主控数据交付工厂进行生产.在预制构件生产过程中,利用BIM平台软件对构件生产情况进行跟踪.结合施工计划,预警可能影响施工工期的问题,及时作出方案调整,保证工期.

3.3.2 施工状态监控和进度控制

运用BIM技术对施工全过程进行直观的可视化预演,通过优化施工现场资源、场地布置等,避免施工机械、场地等冲突,制订合理的施工计划.在实际执行施工组织计划时,利用BIM平台软件对施工状态进行实时监控,精确把握计划进度,保证地下综合管廊施工工期和质量安全.

3.3.3 成本控制

3.3.3.1 成本多维控制

利用BIM技术从时间、工序、空间位置三个维度,将施工实际建造成本与计划成本进行对比分析,直观判断该阶段盈亏情况,找出费用偏差发生的原因,及时处理问题,实现成本精细化管理.

3.3.3.2 成本动态控制

在BIM三维模型基础上增加时间维度和成本维度建成5D模型,利用该模型实时跟踪项目进展,动态展示资金使用情况,避免项目投资失控,实现成本的有效动态管理.

3.4 运维阶段

3.4.1 维护计划

管廊完工后,将设计、生产、施工等全部信息集成到BIM管廊模型中,实现数字化集成交付,后期运营维护相较于传统做法可大大提高管廊的维护质量和效率.譬如在运营维护过程中,工作人员可通过模型查询任意构件的相关信息,包括管线的生产厂家、几何参数以及保修联系电话等,维护维修完成后可将相关维修信息同步到BIM模型当中,作为后期运维的管理数据.

3.4.2 应急处理

传统的突发事件处理仅仅关注响应和救援,而通过BIM技术的运维管理对突发事件的管理包括预防、警报和处理.如果管廊出现了紧急事件,利用BIM技术三维模型定位功能,快速、准确地找到管廊构件具体位置,协助工作人员有效地开展事故处理工作,避免在浩如烟海的图纸中寻找信息,大大提高应急管理能力,防止灾难性事故发生.

4 结束语

BIM技术基于数字建模软件,可实现建筑全生命期的信息共享,将BIM技术应用于地下综合管廊建设中,可望大幅度提高项目规划、设计、建造和运营等阶段的质量和效率,对地下综合管廊建设具有重要意义.

[1]何智龙.城市人防工程项目与地下空间开发利用相结合的研究[D].长沙:湖南大学,2009.

[2]谭春晓.我国城市地下管线综合管廊建设前景展望[J].价值工程,2015,34(10):311-312.

〔编辑:刘晓芳〕

TU990.3;TU17

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.22.147

2095-6835(2017)22-0147-02