BIM 技术在城市地下综合管廊施工中的应用

赵晓燕

（云南航都综合开发有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

城市综合管廊是城市发展过程中，集中敷设市政管线的公共隧道，是对城市各类管线进行综合维护保养的重要场所，能够对传统的管线敷设问题进行良好解决，是构成城市合理运营的重要基础性设施。近些年的BIM 技术正在快速发展，实现了工程项目管理的科学化、流程化发展，也为城市市政工程项目管理提供一定的借鉴。本次研究以瑞丽市瑞丽大道至畹町WD45号路的地下综合管廊项目为例，对相关理论基础进行简要分析，重点分析了BIM 技术在综合管廊施工中的具体应用。

1 城市地下综合管廊的基本概述

对于城市地下综合管廊而言，因受到内部空间局限和不可视化的影响，使得施工处于较大难度水平，一旦发生故障很容易造成一系列的不良反应。加之，此种工程项目的管线多且密、施工单位过多、施工时间较长，传统施工技术无法对施工环节进行密切的管理和控制，易引发各类问题。将BIM 技术引入其中，可为地下综合管廊施工制定合理的方案，并发挥出实时监控的作用，不仅可以降低施工的难度，也可以从源头上降低施工安全风险[1]。

2 BIM 施工技术概述

BIM 技术是将各种数据内容作为基础，以3D 立体化的建筑模型为主要的手段，突出了可视化模型特征，让建筑信息的准确性得到了有效提升，将其应用在建筑工程项目当中，可为各个参与方提供有效的合作平台[2]。BIM 技术经过一定的发展，已经形成了多种功功能，相关软件的应用也会依据功能的不同细分出多项内容，如核心建模软件、施工管理类软件以及文件分享和协同软件等。与传统的制图软件相比，BIM 技术所使用的各类软件具备更多样化的功能，不仅可以提供一定的信息说明，同时也可赋予相应的量值，为项目提供更好的服务[3]。在实际的应用中，专业的技术人员可依据不同的目的，实现不同软件的整合，将二维化的模型转化为可视性的三维模型，通过此种方式展示具体的设计与模拟成果，为施工提供科学、有效的指导，在提升施工质量、效率方面发挥出重要价值。

3 BIM 技术在城市地下综合管廊施工中的应用

3.1 工程项目简介

本次地下综合管廊施工项目主要位于瑞丽市，该标段为瑞丽大道至畹町WD45 号路（图1），全长为15.64km，总投资约为11.17 亿元人民币。该项目建设的城市综合管廊需在沿线穿（跨）越较多的障碍物，包括瑞丽江、排水箱涵、现状铁路等。项目以综合管廊的全局规划作为基础，对控制中心、变电所以及消防泵所进行科学选址。此次项目将BIM 技术充分应用其中，并积极采取了多项节能环保的措施，实现了建筑与生态空间良好融合。

图1 地下综合管廊施工

3.2 施工设计阶段

3.2.1 各专业模型构建

在开展正式施工工作之前，需以工程项目的实际情况为主要依据，将BIM 建模技术引入地下综合管廊的设计阶段，一般是利用Revit 软件完成相关的建模工作。具体而言建模的范围包括基槽、静压钢板桩、管廊主体结构、构筑物钢筋体系等，并且要达到BIM 模型深度所划分的等级标准（LOD300 级），让整个模型的构建都可为后续的施工提供有效的指导。

3.2.2 碰撞检测与优化

碰撞检测一般是将Revit 和Navisworks 两个软件作为主要的测试依据，以此种检测方式地下管线中的机电设备与结构之间的碰撞问题实施检测，形成可为后续设计提供指导的相关分析报告，让施工设计可得到科学的调整与优化。此外，综合管廊中的管线穿插较为频繁，管线标高人容易受到碰撞问题的现象，而BIM技术可以辅助查看支管信息，并对管道间的距离进行精确测量，获得最优设计方案。碰撞检测不仅具有极大的针对性，还能为整个施工项目的效率提升提供足够的依据。将BIM 中心文件作为基础，形成设计与施工的一体化模型，经过一定的检测与优化之后，可让二者之间形成为无缝连接的良好态势，让设计与施工的关系从原先的单向化、不可逆性，朝着流动化、灵活性的方向发展，不断加深设计与施工两个环节的融合，让设计可执行性得到了很大的提升。

3.2.3 清拆检查

传统的二维建筑内部参数信息已经无法满足狭长管廊内部净空、检修通道等空间设计的有效计算，因此需要将BIM 技术中的Revit 软件作为检查的重要方式，通过完善管廊模型来实现对城市综合管廊内部空间检修。此外还要将VR 技术引入其中，以综合舱BIM 模型为底，实现BIM 技术与VR 设备的无缝连接，让施工人员以第一视角漫游或第三人行走的模式，对管廊内部结构与管道之间的空间关系进行熟悉，便于检查和校核工作的实施，方便提早制定相应的应对预案。

3.3 施工准备阶段

3.3.1 施工场地的布置

将BIM 模型融入现场平面布置的相应设计中，可将完善的信息数据录入其中，对各个环节的内容进行明确和复核，可选出最佳的平面布置的设计方案，为后续施工提供良好基础。在开展具体施工之前，一般需要对施工场地进行合理布置，包括着场地布局、设施布设等相关内容。传统的施工场地布设大多为二维布设方式，由平面图纸设计作为主要的依据。而BIM 技术的引入，可将二维化的场地布置转换三维化的模型构建，为施工现场的布局和设施的布置与安装提供一个可视化的模型信息。BIM 施工现场模型布置需以现场的基本情况和各区域的布置要求为基础，形成相应的模型，然后通过可视化的模型对场地的区域布局、道路设计、管线布置以及设施布设等进行对比和调整，将其提供给相关方并生成场地布置平面图和明细表。通过此种方式，可发挥出较好的指导性作用，尽可能地减少材料的二次搬运，并提升了临时用地的使用率，在提升运输效率方面也可发挥出重要作用。

3.3.2 施工方案的模拟

在开展地下综合管廊的施工过程中，不同施工阶段的包含的各种因素都处于时刻变化的过程中，因此也会呈现出不同的施工特点。面对此种情况，如何选择合适的施工方案成为具体施工之前格外关注的问题。将BIM 技术引入其中，可将其作为辅助技术，将专项的施工方案作为基础，对BIM 模型的可视化特征进行充分利用，通过方案模拟的方式，将其中的各类信息都直观地展示给相关人员，为其决策提供较为科学的依据。在具体的实时过程中，可依据实际施工工序形成施工动画，将其与各类资源的配置计划有机的关联在一起，通过动态模拟的方式对实际的施工方案进行调整，并向相关方提供数据分析的报告和优化的方案。利用此种方式，可对方案的可执行性和有效性进行有效的检验，对整个工程手续的施工进度和施工效率都会产生较好的保障。

3.3.3 生成施工图

将工程项目的施工计划和施工方案作为依据，对BIM 进行进一步的细化和深化，得到级别更高的BIM模型（LOD350 级），其中包含着工程的实体信息，由相关的设计人员依据行业标准和国家标准，并与实际的施工经验结合在一起，对所形成的模型作进一步的调整和优化，经过参建各方的审核之后，就可生成二维深化施工图，为相关方提供相应的指导。

3.4 具体施工阶段

3.4.1 施工工程量的计算

BIM 技术可通过模拟的方式对实体的建筑模型进行展示，同时也能对其实际的工程量进行一定的计算。一般来说，不同的BIM 模型可导出不同项目分项的工程量，同时是还可通过调整某个参数的方式实现局部的工程两修改，不需要专门的工作人员对其进行变更，就可实现自动化的调整。BIM 技术的应用一方面可缓解设计人员的负担，另一方面也为后续的项目施工打下了坚实的基础。

3.4.2 施工工期的管理

地下综合管廊施工是城市化进程不断加快的重要产物，可发挥出环节拥堵交通的重要作用，对后续的市政管线施工产生直接性的影响，因此需要对其施工工期的控制进行关注。将BIM 技术应用在其中，可通过编制施工模拟动画的方式，对各个施工环节都进行精确的划分，以可视化的方式实现资源的合理配置。另外，还可将BIM 技术作为基础，展开虚拟化施工，并以此为依据对施工中可能会出现的各种问题和后果进行预判，针对影响施工进度的问题做好及时解决，避免对后续的施工产生不良影响。

3.4.3 施工材料的管理

地下综合管廊施工的过程中会涉及大量的数据信息，将BIM 技术应用在其中，可帮助相关技术人员更好地掌握相关的信息内容。材料作为施工中的重要组成，物资采购的合理性和科学性都是直接影响施工项目的重要内容。BIM 技术的引入为物资管理部门提供了一定的技术支撑，将可视化的工程进度数据作为基础，提升了物资采买和申领的科学性，最大限度地减少了资源的浪费，同时也兼顾了成本方面的控制，彰显出了重要的应用价值。

3.4.4 施工成本的管理

BIM 技术的应用可帮助施工项目减少不必要的成本支出，提高施工成本管控的质量。在开展施工的过程中，需要地下综合管廊的相关数据资料都输入至BIM模型中，然后将已经计算出的工程量、材料价格等数据作为主要的依据，对本次项目的成本信息进行计算。BIM 模型主要依靠模拟与仿真的技术实现对不同方案的预算比对，一般是在保证施工质量、满足施工要求和进度的同时，尽可能地选择性价比最高的施工方案。对于地下综合管廊的施工而言，其本身具有环境复杂的特点，在施工的过程中极易受到多种因素的影响，出现成本变更的可能性也比较高，因此也需要对成本变更的问题进行关注。将BIM 技术引入其中，可将变更的数据录入模型当中，计算出工程量和造价的变化，以此为依据提供给相关的施工单位，及时根据成本变动作出相应的施工调整，尽可能地避免出现预算超支的现象。

3.4.5 施工安全的管理

对于地下综合管廊而言，其施工会与不同的单位和部门产生交叉性作业，这就导致施工现场环境处于较为复杂的状态当中，经常会有多种设备同时工作，多类施工人员同时工作等现象，在一定程度上加剧了施工安全隐患的出现概率。将BIM 技术应用在综合管廊的施工当中，可形成智慧化的安全管理平台，能够将施工现场的实际情况作出有效的模拟，并以实际的施工需求作为主要依据，实现对各类资源的合理化分配，尽可能地降低不同专业在施工过程中可能会出现的安全隐患问题。此外，将RFID 技术应用在管廊的综合管理中，可发挥出实时监控的重要作用，并在此种情况下将相关的数据内容都快速的传输到BIM 模型中，将其与实际施工数据进行一定的对比之后就可发现其中的一些安全问题，方便相关人员对现场施工情况作出整体化的而分析，并对问题及时作出预警，采取相应的处理措施予以应对，避免安全问题的进一步扩大。

3.5 竣工验收阶段

BIM 技术在工程项目的竣工验收环节也发挥着非常重要的作用。项目完成施工之后，可与BIM 模型进行一定的对比，通过此种方式寻找出二者存在的差异，并对其产生原因进行分析，及早督促相关单位做好处理，避免对整个综合廊桥工程质量和安全性造成不利影响。此外，BIM 技术可以与云平台进行有效的结合，会形成内置施工关键信息的二维码，只需要粘贴在相应的区域，就可实现技术人员的直接扫描与查询，对重点区域的预埋件位置进行明确，方便开展相关的检查工作，让整体的施工效果得以保障。

4 结语

总之，BIM 技术已经是我国建筑工程项目中的常用技术类型，将其应用在城市市政综合管廊的建设施工当中，可充分的发挥出BIM 技术的优势特点，为城市综合管廊的设计、准备、施工以及竣工作出一定模拟与优化，发挥出科学化、流程化的管理效果，降低施工的难度，并减少各类问题出现的概率，使市政工程项目施工更安全，更有效率。