地下综合管廊施工全过程中BIM 的实践

葛光亮

（中交隧道局华中工程有限公司，武汉 430000）

1 引言

BIM 技术的发展和普及对建筑领域的影响十分巨大，通过对BIM 技术的合理应用，建筑工程的施工质量和施工效率可以得到显著提升。在地下综合管廊施工中，BIM 技术的应用能够提高工程的集成化程度，对施工场地狭小、地下管线复杂等因素引发的各种问题进行解决，同时也促进了地下综合管廊工程管理水平的提高。

2 BIM 技术与地下综合管廊

2.1 BIM 技术

BIM 技术指建筑信息模型，它可以将建筑工程项目中从设计、施工、运行到生命周期的信息集成到建筑信息模型中。使用BIM 模型信息数据库，设计单位、施工方和业主方可以协同工作，有助于提高工作效率、控制成本。虚拟建筑工程的三维模型是BIM 技术的核心，借助数字化技术，可以为模型提供全面实用的构建信息库。此信息库中包含了建筑结构构件的几何信息和属性信息，以及某些非构件对象的状态信息。BIM 可以应用到设计环节，也可以用于工程项目的全生命周期，其数据库并非固定不变，而是能够在应用过程中不断地更新和充实，同时，BIM 可以为工程项目的参与者提供共同工作的平台[1]。

2.2 地下综合管廊

在传统的管线施工中，往往会因为管线敷设和维修的需要，频繁对道路进行开挖，影响周边居民的日常生活，对市容市貌产生严重破坏。利用地下综合管廊，可以多次降低路面维修成本，确保路面结构的完整性和管线的耐久性。同时，地下综合管廊内管线的合理布设能够实现对地下空间的充分利用，减少了土地资源的浪费，也不需要在道路两边设置检查井和检查室，美化了城市景观，更消除了架空线路与市政绿化的冲突。总之，地下综合管廊建设在城市地表下，用于集中铺设电力、通信、无线电和电视、煤气、供水和排水等市政管线的公共隧道，在管廊施工建设、维修养护和故障处理时，各部门需要相互配合，避免路面反复开挖的问题。地下综合管廊的建设解决了城市交通拥堵问题，为各种市政管线的维护检修提供了便利，在满足民生基本需求的同时，在提高城市综合承载能力等方面，发挥着非常重要的作用。

3 BIM 技术在地下综合管廊施工全过程中的应用

3.1 工程概况

以汝水南大道道路工程为例，其起于安石大道（桩号K0+019.5），止于纬六路（桩号K3+565），全长为3 545m，是城市主干路，红线宽度为45m，设计速度是40km/h。此工程综合管廊沿汝水南大道敷设，始于安石大道（桩号K0+025），止于纬六路（桩号K3+565.9），全长3 540.9m。工程内容包括：综合管廊和配套工程（含综合管廊主体结构、基坑、通风、电气、消防等）。

综合管廊标准段覆土为2.5m，管廊的埋深约为5.7m，最大覆土厚3.0m，最大埋深6.2m，一般市政管线可以横向贯穿。为减少综合管廊埋深，综合管廊的埋设坡度应尽量与道路坡度保持一致。综合管廊中每个舱室的消防区不超过200m，每个消防区均配有进风口和排风口、逃生口、投料口、进风口或排风口组合设计；管线支管井按200m 间距布置，综合管廊断面的结构尺寸是BH=3.6m×3.55m（B 为管廊宽度；H 为管廊高度），内净空尺寸为BH=3.0m×2.9m，纳入通信、10kV 电力、DN400mm 给水管，通信与供水安排在同一侧，10kV 供电和自行使用的电力通信管道安排在同一侧[2]。

3.2 BIM 技术应用

3.2.1 BIM 技术在准备阶段的应用

BIM 技术在准备阶段主要有以下应用：

1）模型构建。在正式施工前，需要运用BIM 技术构建地下综合管廊BIM 模型，结合该工程的实际情况，可以将管廊变形缝作为分隔断，利用Revit 软件完成建模工作，建模范围包括基槽、静压钢板桩、管廊主体结构、构筑物钢筋体系等，要求模型的详细程度可达到LOD300（BIM 模型深度等级划分）的标准，确保模型可以为后续的工程施工建设提供指导和借鉴。

2）图纸审查。工程项目施工前，需要做好施工图的审查工作，确保其能够与施工现场的实际情况保持高度一致，及时对其中存在的缺陷和问题进行解决，这样施工单位才能按照图纸施工，并确保施工效果[3]。图纸审查环节，需要借助BIM 技术具备的三维可视化功能实现设计图的自动关联，确认图纸是否能够满足地下综合管廊施工建设的现实需求，施工工序与设计是否存在矛盾冲突等。

3）平面布置。借助BIM 技术，可以协调施工现场的平面布置，解决传统平面布置中存在的信息不连续问题。在已构建的BIM 模型中，以完善的信息作为支撑，保证施工平面布置效果。地下综合管廊施工需要在地下进行，现场空间有限，利用BIM 技术，能够对现场材料的堆放、大型设备的设置、运输路径的选择等进行明确与复核，确定最佳的平面布置方案。

3.2.2 BIM 技术在施工阶段的应用

BIM 技术在施工阶段主要有以下应用：

1）施工方案模型。在针对地下综合管廊进行施工的过程中，许多因素都处于不断发展变化中，不同阶段呈现出的特点也会有所不同，在这种情况下，如果仅依靠人工对各项工作进行协调，不仅难度较大，而且效率较低。对此，可以将BIM 技术作为辅助，针对施工专项方案进行模拟，利用其可视化特征，将信息直观地展示出来，辅助协调人员制定科学的决策。对土方进行开挖时，施工人员需要严格依照“开槽支撑、先撑后挖、严禁超挖”的原则进行操作，运用BIM 技术对施工方案进行模拟，可以检验方案的可行性和有效性，确保其能够很好地满足施工要求后，才能对方案进行应用，以确保地下综合管廊工程的施工进度和施工效率。

2）管廊跳舱模拟。可以利用Navisworks 施工模拟软件，对照施工现场的具体情况，就其进度计划进行分模型关联，得到相应的施工模拟动画，将实际工期与计划工期进行对比，明确可能影响工期的因素，及时对工程的进度计划进行调整，控制好资源消耗情况，在保证施工顺利进行的同时，对施工成本进行严格管控，避免出现资金浪费问题。

3）施工工期管理。地下综合管廊工程的施工建设关系着后续各类市政管线的施工，因此，对工期有比较严格的要求，在施工管理过程中，BIM 模型与施工进度计划关联，可以编制相应的施工模拟动画，对现场施工环节做好精确划分，实现资源的优化配置。同时，以BIM 技术为支撑开展虚拟施工，能够直观地预估施工过程中可能出现的问题，了解这些问题所产生的后果，对可能影响施工进度的问题进行及时解决，并帮助管理人员更好地对工程施工情况进行把控。

4）做好技术交底。技术交底是工程项目施工中的一个关键环节，有效的技术交底能够帮助现场施工人员和管理人员准确把握地下综合管廊的整体施工要求，了解设计方案和施工目标，确保各项活动具备良好的目的性和指向性。针对传统技术交底中存在的各种问题，如交底不清晰、技术方案无法细化等，运用BIM 技术都能进行有效解决，利用三维模型和动画的方式替代传统的文字交底，可以明确施工中的难点和重点部位，有利于工程施工质量的提高。

5）材料计划管控。在合理应用BIM 技术的情况下，工程技术人员能够更加准确地掌握地下综合管廊工程施工中的各种数据信息，为项目物资管理部门的物资管理提供可靠的技术支持，使其能够制订出更加可靠的物资采购计划，也可以根据具体的施工进度实施限额领料，有效避免材料浪费问题，在帮助施工企业做好工程项目资金合理调配，减少资金积压的同时，兼顾成本控制。

3.2.3 BIM 技术在验收阶段的应用

在工程验收环节，BIM 技术同样能够发挥出非常关键的作用：（1）将工程的完工情况与BIM 模型进行对照，找出其中可能存在的差异，明确差异产生的原因，分析其对工程整体质量安全的影响，督促施工单位及时进行处理；（2）将BIM 模型与云平台结合在一起，形成相应的二维码，在施工关键区域粘贴，使技术人员在对工程进行验收的过程中，只需要扫描二维码，就能够明确需要重点关注的区域，了解预埋件的位置，对其进行检查，保证工程的施工效果。

3.3 应用价值

结合该工程的实际情况分析，通过对BIM 技术的合理应用，对比传统的人工规划设计和施工管理，结构设计和管线设计错误发生的概率降低了90%，施工速度提高了约30%，而且一些施工难点，如管廊预埋构件的预制和装配精度均得到了显著提升，现场的平面布置更加合理，二次搬运现象明显减少，人员、材料、设备资源得到了更加合理的配置，促进了地下综合管廊工程施工质量的显著提高。

4 结语

总而言之，在工程建设领域，BIM 技术是一种工具，更是一种技术和方法，能够将建筑全寿命周期模型和管理过程结合在一起，实现对工程项目的集成化管理。借助BIM 技术具备的可视化特征，能够将地下综合管廊工程的施工计划直观地呈现出来，也可以针对地下综合管廊的建设进行模拟分析，在工程建设过程中提供有效的指导，建设完成后，还能为地下综合管廊的运行维护提供便利。