BIM技术在城市综合管廊项目中的应用

尚振科

摘要：目前，BIM技术在大型城市综合管廊建设和运维管理中的应用越来越普遍。在城市现代化和信息化建设的背景下，建筑信息管理系统（BIM）技术是综合管理和运维管理的必然趋势，在实施BIM的过程中，首先要考虑模型，其次没有科学的模式会导致技术很难提高，BIM技术的价值尤其取决于BIM的实施模式。因此，推动和探索BIM在城市综合管廊中的应用，是当前城市综合管廊建设面临的主要问题。

关键词：BIM技术;综合管廊;应用

引言

近年来，随着城市建设的不断发展，城市地下基础设施建设的滞后性越来越明显，一些城市的管线网络密集，影响了城市形象的提升;地下管线设施的改造、扩建、维护导致道路的反复开挖和拥堵，影响城市的发展和人民的生活。但管线设施进入管廊后，道路变得更干净，城市形象得到改善。因此，综合管廊建设是实现管线工程集约化、规范化管理的必要前提。

1概述

1.1综合管廊的概念和特点

综合管廊是指城市中心区集供热、给排水、通信、电力、燃气等管线于一体，并可供维修人员进出的隧道结构。综合管廊工程是一个复杂的系统工程，具有工程环境复杂、专业管线多、运维配套附属设施繁杂的特点，其综合施工难度大，施工和维护的工作量增多也为BIM技术的应用创造了条件。

1.2综合管廊建设的必然性分析

传统的综合管线敷设方法虽然施工简单，单个工程投资少，工期短，易于实现，但也存在一些不足之处，多家报批、多家建设导致地下管线分散，缺乏整体设计，造成地下空间资源浪费，道路重复开挖影响道路交通，反而增加市政建设和维护成本;管线与外界接触更多，导致城市美被城市蜘蛛网破坏，容易造成安全事故。综合管廊采取一次性投资，同步建设，各方使用，多方受益，不仅克服现存模式弊端，而且在综合成本上得到降低和控制。

1.3BIM技术的适用性分析

BIM技术是在提高建筑业生产效率的背景下发展起来的，是国内外建筑科学界和工程技术人员关注的焦点，信息模型的应用和管理也带来了新的思路方法、技术、平台和相关软件。BIM具有可视化、协同化、仿真化、优化化、图形化等特点，但目前在综合管廊施工中的应用还处于探索阶段，信息化水平较低。许多科研和施工单位都做了积极的尝试，掌握了BIM技术，为决策、设计和施工提供了支持，实现了系统的优化，节约了成本，缩短了工期，取得了良好的经济效益。创造了许多BIM技术成功应用的典范。

2综合管廊的建设特点

城市综合管廊（日本称“共同沟”、中国台湾称“共同管道”）是指通过市政管道接收電力、通信、给排水、供热的地下构筑物和附属设施。随着施工技术和安全技术的发展，越来越多的天然气管线和污水管线也被纳入综合管廊中。

2.1容纳管线众多，综合性强

据统计，我国地下管线种类繁多，设备所有人负责自己管线的施工和管理，没有统一使用维护。在传统的CAD图形设计中，由于多个单元的参与，每个单元独立完成设计，导致每个单元的管道设计结果无紧密联系。因为原始设计是独立进行的，在协调过程中使得工程之间的协调变得非常困难，不能充分暴露出管道间的冲突，会改变许多管道的施工结果，从而增加施工负担，延误工期。相反综合管廊内可分仓容纳各类管线设施，形成新型的城市地下综合性管理系统。

2.2场地环境复杂，建设难度大

为了改善城市形象，解决城市拥堵问题，将建设高密度的城市交通道路，这些路段主要分布在中心城市和周边地区，由于地表和地下空间开发利用强度大，综合管廊实施应充分考虑场地的施工条件，从入廊管线的路径设计，协调与周围建筑物的关系入手，以保证综合管廊和既有工程的安全。因为在管廊施工过程中开挖路面，会不可避免地造成交通中断，从而影响人们的交通，增加了综合管廊的施工难度。

2.3附属设施多，提高维护性、安全性

除纳入综合管廊各类市政管线外，综合管廊还设有照明系统、报警与诱导系统、通风系统、排水系统、供配电系统、监控系统等，以方便运行中管廊的维护和维修。一些高风险管线，如高压管线和天然气管道，也应增加消防系统等辅助设施来保证管廊内环境安全。综合管廊内预留人员检修通道，设置人员设备出入口和配套必要的保障设备设施，结合现代化智能监控附属设施大大提高综合管廊的维护性、安全性。

3 BIM技术在综合管廊建设中的应用

3.1创建协同工作平台

BIM技术能够为集成综合管廊创建一个三维数字信息模型，该模型提供有关集成综合管廊的所有相关信息，如几何尺寸、结构模型、管廊中的人员检修通道、电力线缆及管廊运营配套的通风、排水、监控、通信等附属机电设施。这些信息可以直接在综合管廊模型中查看，并可作为信息共享的公共平台。综合管廊设计人员、施工人员和物业单位可以在各自的权限内提取、修改和输入相关信息，这些信息将在模型中实时更新。

3.2隐蔽工程及复杂节点的三维展示

采用传统CAD图形设计方法的综合管廊，在设计过程中更多地依赖于设计者的经验和主观判断。由于BIM软件具有强大的三维可视化功能，即便综合管廊中隐藏着大量的市政管道工程及与各类市政管道接入口、分线口等复杂节点，设计者也可以在BIM三维可视的帮助下，能看到综合管廊的各个截面和角度。如果模型足够精确，则隐藏的工程和复杂节点会完全符合实际情况，从而大大提高了设计精度。

3.3优选施工方案

由于城市中心区管线分布广泛，交通运输繁忙，地下工程较多，施工难度大，所以应该尽快完成综合管廊的施工。因此，选择合理、科学、方便的施工方案是非常重要的。在进行施工方案的策划时，由于施工方案的BIM仿真技术可以实现不同方案的可行性分析与设计效率之间的零成本比较，使得策划人员可以提前发现施工方案中存在的安全隐患和冲突，从而优化施工方案。根据施工方案BIM仿真结果表明，施工人员可以选择最佳方案，降低施工成本，节省施工时间。

3.4管线碰撞检测

传统的综合管廊CAD设计方法表明，设计结果多为综合管廊的平面和截面，其中每一个都是独立设计的，没有相关性，其他图纸的信息需要手工更改。此外，在集成综合管廊中有许多管道类型，导致会有许多不同专业的设计师。由于人员众多，很难保证设计人员之间的充分协调，因此很容易出错。BIM功能可用于提前确定管廊设计：需要建立建筑物和管廊的BIM模型，在管廊模型的管廊设计中使用了相应的软件，并根据所建立的规则自动检测管廊中各类管道之间的碰撞及管道与管廊附属配套设施的冲突。BIM软件也会自动给出修正方案，但对于重要的组件，构建和构建组件的设计会评估碰撞并提供修改结果。

3.5运维管理

进入综合管廊后，运维管理已成为现阶段的一项重要任务。BIM技术在运维阶段的应用，使管理更加集成化、模块化、可视化，大大提高了管理效率。管廊、电力线缆等其它各类入廊管线设施的日常物业管理大大降低了运营成本，提高了用户满意度。

3.5.1日常巡检

通过集成BIM模型和管廊节点模型，管理者可以通过虚拟漫游的方式显示廊道和设备的检测过程，此外，BIM技术与管廊监控系统等智能系统相结合，可以实现对廊道和设备的实时监控。实现了对管廊的远程监控和综合管理，大大降低了人工成本。

3.5.2维护管理

通过建立综合管廊模型，将设备制造商和相关设备的参数引入到模型中。设备维护计划可以在管理平台上根据操作标准和实际操作创建。一旦建立了管理平台，当设备设施的一部分接近维护周期节点时，通过网络或移动技术自动通知维修人员对设备设施进行维护，确保设备始终处于正常运行状态。维护管理与监控检测系统相结合，当管廊中各类管线设备设施在工作区域发生故障后，状态自动校准到管廊的BIM模型，维护人员可以快速确定故障的位置和原因，及时排除故障。

3.5.3应急管理

监控系统一旦发现坏境异常，将异常发生的地点、时间、设备信息显示在BIM模型中，为控制人员判定是否为事故以及事故等级提供准确依据，并迅速启动应急预案和解决方案，从而减少事故处理时间降低事故损失。

结束语

从宏观上看，BIM的实现是一项系统的工作。要想取得好的效果，必须从新工艺设计、强工艺协调、深服务三个方面抓好。现阶段BIM在综合管廊工程中尚处于初步探索应用时期，积极结合BIM的先进理念，从而研究和开发一种更高效、更经济的城市管廊建设项目实施模式是当前市场所需。

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