BIM 技术在综合管廊工程设计中的应用

田蕾，王观烨

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430071）

综合管廊又被称为“共同沟”、“共同通道”等，是未来城市地下基础设施建设的发展趋势。国家有综合管廊建设的相关的指导意见以推动此项城市建设的发展，将来我国将有一批具有代表性的城市综合管廊工程投入使用。BIM 技术在综合管廊工程设计中的应用，将大大提升综合管理建设的质量和水平，促进行业的发展。

1 BIM 技术的概述

BIM 技术即建筑信息模型，通过BIM 技术，可以将信息和数据完整的展现在一个模型中，形成直观立体的效果，BIM技术在建筑工程项目中得到了广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。与传统的技术相比，BIM 技术有着特有的优势。

（1）应用于整个周期。BIM 技术是通过模型将数据、信息立体直观的展现出来，同时还可以贯穿工程项目的整个阶段，从工程的设计、施工和后期管理等，都可以通过BIM技术完成模拟设计。

（2）直观性。工程项目的设计工作涉及到很多因素，包含着丰富的信息量，单纯的依靠想象来进行设计难免会出现各种各样的问题，影响设计的质量。BIM 技术应用后，各种信息通过直观立体的模型展现出来，设计人员可以更好的发现设计中各个环节的问题，及时的进行设计处理。

（3）协调性。BIM 技术可以将各个阶段的数据融入到一起，形成相互关联的数据链，降低了传统阶段设计时不同设计阶段的冲突，使设计的整个过程更加顺畅，具有良好的协调性。

（4）优化性。在工程项目中有很多情况单纯的通过想象是不能实现的，需要借助先进的技术手段进行现场的展示。BIM 技术就可以模拟所需的各种因素，如光照、人员疏散等情况，从而有利于工程设计人员对设计进行优化，节约成本支出。

2 综合管廊概述

综合管廊建设是建立统一的地下隧道，将地下的管线如电力、水利、通信、供暖等部门的管线全部建设在地下隧道内，并对其进行统一的规划和管理，提高地下空间的利用率，同时方便地下管线的维护和保养。综合管廊是城市设计的一大突破，展现了人们的智慧。和传统的地下管线设置相比，城市综合管廊有几个突出特点：首先，集中化。传统的地下管线是各部门根据自己的需要进行地下铺设，各部门管线单独布置，影响未来城市的发展和管理，并且维修和保养较为困难。其次，降低成本。各部门分开铺设管线时，会造成不同部门的重复施工，不仅影响人们的正常生活，同时增加了成本。综合管廊实现了一次建设，终身使用的目的，优化了城市建设。

3 BIM 技术在综合管廊设计中的应用

BIM 技术应用到城市综合管廊设计中，可以充分发挥其优势，不断优化设计，为后期的顺畅使用打下基础。BIM 技术在综合管廊设计中的应用优势包含以下几点。

（1）三维设计可以进行全过程的连续表达，不受阶段的束缚，同时可以完整的展现阶段断面和特殊断面的设计情况。

（2）在BIM 模型中，数据信息的调整会反应到整个工程项目中，同时相关的数据发生碰撞和对接，降低由于局部数据调整而相关数据未更新的可能性，保证了设计信息的一致。

(3)BIM 技术建立的三维模型，具有较强的立体性和直观性，可以让人们真实的感受设计理念和成果。在我国的综合管廊建设中，BIM 技术已经成功应用到建设项目的设计中来，并且解决了不少实际问题，例如，深圳在进行综合管廊设计过程中，通过BIM 技术的应用，成功的解决了综合管廊从设计、施工到后期运维过程中的地下管线分布、节点交叉等问题，降低了设计难度和后期施工管理难度。海东市在进行综合管廊设计时，道路交叉口设计时遇到了麻烦，BIM 技术的应用完美的解决了管廊结构设计。同时可以直观的实现模型内虚拟漫游等，提高了综合管廊设计水平。

4 BIM 技术在综合管廊设计的案例

（1）工程概述。本工程是佛山市某综合管廊工程，该工程为我国的试点项目，将区域内的交通、综合管廊结构、雨污水排管、信号灯、管廊通风、监控、供配电、建筑、绿化等基础设施管线集合在一起，形成统一的管理。该项目工程长度1.3km，管廊类型为支线管廊,单舱管廊断面。在本次设计过程中，采用的是Revit 软件进行设计，建立起直观的建筑模型，同时在管廊节点、断面、工程量分析、数据碰撞等方面进行有机的结合。

（2）建立模型。此工程项目中的管廊模型主要应用Revit 和鸿业管廊综合设计软件，运用各自的优势合作完成。管廊标准段的模型由鸿业管廊综合设计软件完成，管廊各节点的模型由Revit 来完成，形成各个节点独立的模型。标准段的设计首先要确定管廊的截面，形成各种需求的平面，标设管廊的高度，形成管廊的纵向断面图。管廊的各个节点涉及的因素多，内部结构复杂，建立节点的独立模型有助于细化设计。在两种模型建立完毕后，再通过软件将两种模型进行结合，形成一个详细、完整的立体模型。

（3）管线碰撞检查与工程量统计。大量不同功能的缆线在立体空间上交错布置，通过二维的图纸很难在设计阶段完全规避管线的碰撞，而使用BIM 技术进行综合管廊的管线设计，不同管线的布置情况清晰准确地显示在三维模型中，可通过三维模型检查，自动生成管线的碰撞报告，并将管线碰撞位置通过显目的高亮显示，在进行修改时，也不会像二维图纸那样容易顾此失彼，造成修改的管线和其它管线二次碰撞。在工程量统计方面，BIM 技术也带来极大的便利，因为在建模时，相关数据信息也会被同时保存，在需要统计局部或整体工程量时，可以通过调取需要统计的组件，在赋予参数信息后，自动生成准确的工程量清单表格。

（4） 场 地 整 合 与 三 维 漫 游。 使 用Civil3D 和Infraworks 协同设计的流程如下：通过Civil3D 软件进行道路、场地、边坡的设计、建模—将相关信息存入对应文件，LandXML 文件（场地、高程）、SDF 文件（道路、管网、建筑物）、tif、jpeg 等光栅文件(场地范围的真实卫星地图),将Revit 中的三维模型存为FBX 模型文件—分别导入Infraworks,选择坐标系,利用Infraworks 模型真实渲染，改进不足之处—返回Civil3D 或涉及的其他软件调整三维模型,将调整好的成果导入Infraworks 中继续进行整合。通过不断地重复工作使设计最佳化。

（5）二维出图。现场施工使用的为二维图纸，需要通过在三维管廊节点处进行剖切，将三维模型中的要素转化为二维图纸，但是由于创建三维模型与传统的二维制图方式在整体工时和表达方式上存在较大差异，因此当前BIM 技术在管廊工程设计中还存在一些不足，不能直接生成现场使用的二维图纸，仍旧需要投入大量人力。这也是BIM 技术亟需完善之处。

5 结语

当前BIM 技术在很多领域都得到应用，并体现出极大的优势，在市政设计行业也极大提升了设计效率和质量，但是还有一些问题需要完善和加强。

（1）软件。Revit 等软件的初衷是面向建筑、机械等行业的设计，并不是为市政设计而开发。当前市政设计中常用的为鸿业BIM、杰图软件等，在市政设计时很多环节需要提升，因此为使BIM 技术在市政设计中发挥更大的作用，亟需软件开发机构和市政设计单位共同协作，通过市政设计特点和流程开发出最适宜的设计软件。

（2）兼容性。BIM 技术在市政设计应用时，创建模型、场地整合、施工模拟等工作需要应用不同的三维设计软件，在整合相关数据时需要在不同软件间导入导出数据，由于各三维软件的兼容性较差，很容易出现数据丢失的现象，因此为保证设计质量，需要三维软件开发商不断改善兼容性，尽可能使统一的数据文件格式能够适用于多种设计软件，减少文件转换，并使信息丢失问题得到最大限度的解决。

（3）设计标准。当前不同设计单位在使用BIM 相关软件时，由于不同软件间的差异，导致存在多种图集，亟需在市政设计三维建模方面像CAD 软件设计那样制定统一的标准图集，以此提升设计效率。通过BIM 技术在市政设计中的应用，使二维设计向三维设计的效率和质量得到极大的提升。虽然BIM 技术在应用中还存在很多不足之处，但是相信在设计部门、软件开发企业和其它相关单位的共同努力下，BIM 技术的应用会不断得到完善，体现出更大的价值，为我国的市政建设做出贡献。