BIM技术在热带雨季综合管廊施工过程中的应用

摘  要：综合管廊是近年来在市政工程建设领域兴起的一种新型管廊埋设施工技术，且在全国市政工程项目建设中得到大力推广。基于此，本文重点对热带雨季综合管廊施工工艺进行了分析，结合BIM技术对其中的重点施工控制环节进行了三维仿真模拟，以期能够为相关工程项目组织者提供理论指导。

关键词：综合管廊;BIM技术;施工应用

中图分类号：TU99   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

综合管廊是近年来在市政工程建设领域兴起的一种新型管廊埋设施工技术，我国在2016年南方洪涝灾害处置过程中发现了这种管廊施工技术能够有效缓解城市内涝灾害问题，因此以国家的名义在全国市政工程项目建设中大力推广。传统市政工程项目建设过程中，对于管线采用直埋的方式进行处理，并且往往是单管线单沟的方式进行埋设，相互之间协调不到位导致资源浪费，不利于城市整体建设水平的提升。综合管廊施工技术最主要的特点在于对施工空间的集中利用，通过加强对整个工程项目所有管线的整体协调，在设计阶段沿待建道路的沿线或者地质结构稳定的区域上规划出一个共同沟，将市政管线进行统一埋置，对于其中不同类型或者相互之间有干扰和冲突的管线采取必要的分隔措施进行处理，同时采取信息化措施对管线运营状况进行实时监控，这种处理方法既可以从源头上节约工程项目建设资源，也可以避免同一工程或者后续工程对相关管线反复开挖造成破坏，更可以通过集中监控对所有管线的运营状态做出综合判断，提升市政管廊工程项目建设的安全性。

BIM技术是信息技术在建筑工程项目中的一种典型应用，其主要是利用三维建模的方法实现工程项目设计成果的可视化，辅助以大数据实时运算方法对建设过程中的材料用量、人力资源投入、机械调配情况、工期控制目标等进行实时监测与对比计算，从而实现工程项目工期、质量、成本控制目标的精确控制，最终确保参建各方的综合效益。在涉及管廊施工的工程项目建设过程中，利用综合管廊工艺进行施工时涉及基坑开挖、地基处理、防水处理、钢筋砼浇筑、基坑回填等问题，其工艺流程复杂，尤其在热带雨季施工时，受到自然环境的影响施工难度变得更大。本文基于BIM技术对热带雨季综合管廊施工过程中的相关问题进行了分析研究，以期通过本文的研究能够进一步拓展BIM技术在市政工程项目建设过程中的应用。

1 热带雨季管廊工程施工特点分析

1.1 自然环境条件增加了施工难度

热带雨季最显著的特点是降水量大，长时间持续降水不仅会影响工程建设进度，还因为泥泞条件增加了施工难度，同时雨水渗透到管廊施工区域后容易对已成型的工艺建设成果带来二次损坏;另外，很多工程项目的地质条件以冲击型平原为主，地势平坦、高差较小，有约2.1～48m后的淤泥，這有利于土方开挖但是各土层在水平及垂直方向上硬度分布偏差较大，难以做到均匀施工。

1.2 地下防水复杂增加了施工难度

综合管廊施工过程涉及一系列复杂的工艺操作，包括各种施工缝、变形缝、穿墙套管、穿墙螺栓等施工，对这些部分施工需要采取周密的防水措施，否则会因为地下水的冲击或者雨水渗漏以及长时间的浸泡出现防水破裂问题，因此各种防水措施的实施中增加了综合管廊施工的难度。

2 综合管廊施工准备工作

2.1 施工工艺概述

综合管廊施工，需要按照一定的施工顺序进行。基于BIM技术，可以对管廊施工过程进行排序，在排序过程中可以结合综合管廊基本建设数据及工程所在地地质水文条件，确定施工工艺顺序，并且可以实时在线修改。利用BIM技术进行管廊施工工艺顺序安排时，可以按照图1所示的思路进行。

2.2 基于BIM技术的施工前准备

利用BIM技术辅助开展综合管廊施工工作，需要做好人员、技术和场地等多方面的准备工作。人员准备主要包括根据工程项目整体施工计划安排好参加综合管廊施工的技术队伍，配齐必要的施工机械装备，对技术工人及机械操作员进行岗前培训和考核，经过培训且考核合格的员工才允许持证上岗;组织技术人员进行详细的技术交底，在建设方的协调下设计方、施工方、监理方进行图纸会审和施工技术研讨，确保相关人员对工程项目施工计划和具体实施方案清楚掌握。技术准备主要是提前构建BIM系统，结合现有成型的BIM商业化软件系统进行适应性改进，将本次工程项目的特殊性及地质水文条件加进去，生成适合本次工程项目应用的BIM软件系统。施工场地准备主要是对场地进行平整，清除杂物，填平各种沟壑并平整高差，确保整个场地平整;另外，对测量放样所用仪器进行标校，确保各种水准仪、高度计等都在额定精度范围内，对导线点、水准点等进行复测，对管廊施工平面两侧±1m范围进行放样，分直线段和曲线段设置不同的测量桩。

3 综合管廊施工重点工序及控制要点分析

3.1 基坑开挖施工工艺及控制要点

在综合管廊施工过程中，需要结合管廊设计深度进行基坑开挖，开挖时通过在施工沿线打入钢板桩来确保施工导向，之后打入钢板柱进行支护。对于建设在冲击型淤泥堆积平原上的基坑工程项目，可以采用三次开挖施工法进行基坑开挖。每次开挖的深度不同，第一次开挖时距离地面1m开始，第二次开挖至综合管廊地面，直到第三次开挖至基底。进行基坑开挖时，当挖进到一定深度时应该加强基坑支护措施，可以将围檩焊接成整体并且使用对撑钢管的形式实现基坑加固。

3.2 基坑地基处理工艺及控制要点

对于综合管廊基坑处理来说，需要进行必要的地基处理施工。热带雨季一般都是软土地质，进行地基处理时采用碎石砂（厚1m，碎石占比为70%，砂占比为30%）伴混凝土（C15，厚0.15m）进行结构加固，其中碎石砂每填充0.25m分一层，采用人工配合小型机械进行夯实。基坑两侧需要修建排水沟，便于排水。

3.3 防水处理工艺及控制要点

综合管廊底面需要进行防水处理。底面防水处理时，需要采用分层处理的工艺，各层所用材料及厚度如图2所示。

3.4 钢筋砼浇筑工艺及控制要点

在基坑施工过程中，为了确保工程结构强度，钢筋砼采用两次浇筑法。第一次浇筑主要施工范围在底板上0.5m，第二次浇筑主要施工范围在墙身及顶板。进行浇筑施工时，模板采用组合钢模板和钢支架，模板中的金属拉杆或锚杆距离砼表面0.05m，模板在安装和浇筑过程中始终保持原始线性不发生变化以确保浇筑质量，直至砼充分硬化，模板接缝采用螺栓或者卡扣进行连接以确保无空隙拼接。

钢筋采用预制加工方法，在独立场地进行制作后运送至安装现场以供使用，钢筋的尺寸长度、弯折半径、排距等都要符合施工设计要求，安装完成后采用扎丝进行捆绑，必要时可以使用焊接手段进行连接。

浇筑时，混凝土除了需要按照规定标号进行检查外，对于必要参数需要进行现场检测，确保符合施工质量要求;混凝土采用水平层浇筑工法，先进行下层砼的浇筑并且等待下层砼初凝后再进行上层砼的浇筑，浇筑完成后采用插入式振捣器进行捣实，捣实过程中需要确保无气泡或者避免出现空洞，确保振捣的质量。

混凝土浇筑完成后，需要进行必要时间的养护工作，在收浆后进行洒水养护时可以适当控制洒水量，确保砼表面保持湿润即可，另外还可以采取表面覆盖麻袋、草垫等物品保持水分湿润的措施，保证养护效果。

3.5 利用BIM技术实现对管线排布的优化

利用BIM技术，可以对基坑建设效果进行三维模拟，将所有管线排布其中，根据三维空间尺寸关系对管线排布情况进行计算，同时进行优化。利用BIM技术实现管线排布优化效果如图3所示。

4 结论

本文重点对热带雨季综合管廊施工工艺进行了分析，结合BIM技术对其中的重点施工控制环节进行了三维仿真;下一步，需要利用BIM技术实现施工过程的实时在线仿真，用以指导工程项目的顺利建设。

参考文献

[1]朱记伟，郑思龙，刘建林，等.基于BIM技术的城市综合管廊工程协同设计应用[J].给水排水，2016（42）：131-135.

[2]BIM技术在综合管廊设计施工全过程中的应用[J].施工技术，2018（19）：66-70.

[3]刘丽娜，李筱楠.BIM技術在城市地下综合管廊施工中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2018（2）：96-98.

收稿日期：2021-03-05

作者简介：巩奕（1987—），男，四川巴中人，本科，工程师，研究方向：土木工程。

Application of BIM Technology in the Construction Process of Comprehensive Pipe gallery in Tropical Rainy Season

GONG Yi

（China Communications First Bureau Group， Beijing  101300）

Abstract： Comprehensive pipe gallery is a new type of pipe gallery burying facility engineering technology that has emerged in the field of municipal engineering construction in recent years， and has been vigorously promoted in the construction of municipal engineering projects across the country. Based on this， this article focuses on the analysis of the construction process of the integrated pipe gallery in the tropical rainy season， combined with BIM technology to carry out a three-dimensional simulation of the key construction control links， in order to provide theoretical guidance for related project organizers.

Key words： Comprehensive pipe gallery; BIM technology; The construction application