BIM技术在地下综合管廊设计应用

崔赛

城市中的地下综合管廊实际上是指在地下统一规划各类管道敷设的空间走廊，也被称为地下共同沟。在设计施工中结合各管线敷设要求在适当深度范围内，挖掘一条隧道，保证电力、供热、通讯、给排水等管道有序铺设和运行，确保城市公共生活正常展开。近年来在科学技术不断进步发展的条件下，BIM技术成为该类工程设计应用的主要手段，有助于提高设计效率、减少设计施工以及运营维护等阶段存在的问题，促使工程综合效益得到显著提升。

一、BIM技术概述

BIM技术即是建筑信息模型，起初是以建筑工程项目的各项数据为基础，建立可视化的建筑模型，并基于数字信息仿真等对建筑物的真实信息进行直观展现，具有良好的信息完备性、关联性以及一致性，在设计施工阶段有助于辅助协同设计、优化施工等重要作用。最近几年BIM技术发展不断完善，并趋于成熟，在各类工程活动中逐渐取代传统设计方法。在实际应用过程中可对建筑主体进行虚拟化处理，在可视化和模型化、数字化的前提下，对建筑工程信息实施模拟，真实反应建筑实体的相关状况。同时BIM技术能够实现良好的人机互动，可集合各个工程参与方的合理化建议，对原有和修改后的工程信息进行模拟比较，从而比选最佳设计施工方案，极大地提高了工程建设整体效率。当前阶段随着地下综合管廊建设活动的频繁开展，应用BIM技术开展设计工作，有利于确保施工和运营维护的效益有所提高，充分保证地下综合管廊的服务功能高效发挥。

二、地下综合管廊设计现状

由于地下综合管廊是城市建设中较为复杂的一项基础性工程，其往往涉及到各类管线的敷设，并与道路、建筑、城中河等设施存在密切联系。如采用传统设计方法，则会出现比较明确的缺陷，影响管廊的总体设计质量。比如现阶段一部分城市在地下综合管廊设计中，仍沿用以往的设计技术，导致工程成本难以降低。在实际设计工作中，给排水管道相比于其他管线更为繁杂，当采用落后设计方法时，仅能依靠平面图纸判断管线走向、深度、长度等，无法立体化明确管线的敷设现状以及改建要求，甚至会与其他管线发生碰撞和冲突等情况，造成工期延误、成本增加等问题。同时传统设计人员大多情况下依靠地下管线结构、设备图纸等对管廊进行设计和布置，缺乏对现场实际环境的了解掌握，致使设计方案与具体场地条件不符，影响最终建设效果。除此之外，传统设计人员对地下综合管廊的设计多是依靠自身主观经验，通过明确管道的大致走向和方位，以此粗略规划管廊的位置，设计进度十分缓慢，设计成果与建设要求也可能存在较大偏差。因此，必须在新时代背景下探索新的高效设计方法，以此提高设计质量，确保地下综合管廊工程设计施工具有科学性和可行性，以满足城市向前发展的需求。

三、BIM技术在地下综合管廊设计中的具体应用

1.开展设计冲突碰撞检查

因为地下综合管廊内敷设的各类管线数量较多、布线较为复杂，存在诸多交叉口等现象，导致不同管线、管道与结构或附属设施等产生碰撞情况，影响管线的实际运行效果。利用BIM技术可进行设计冲突检查和碰撞试验，从而使管线在管廊内的平面走向、立体交叉布置等具有协调性，防范出现冲突问题。在应用环节设计人员可采用BIM配套软件创建地下管廊建筑模型，使用相应的模块进行管线冲突碰撞检测。不过设计人员在开展碰撞检查之前，应当先要合理设置有关碰撞试验的专业模型，明确碰撞规则和类型，通过输入相关数据形成详细检测报告。比如针对暖通管线与给水管线的碰撞检查为例，发现其共出现150个碰撞点，选取其中一段碰撞点，根据报告整合发生冲突的构件类型、名称以及编号等，再交由专业设计人员进行修改处理。相比于传统CAD设计方法，能够在施工前及时发现碰撞点，及时有效地修改错、漏、碰、缺等设计问题，进而提高设计质量，避免出现返工。

2.优化设计预留洞口

在传统设计方案中，现浇混凝土墙以及板等预留洞口的设计难度较大。并且在专业沟通协调不足的情况下，很容易出现设计与施工不相符的情况。比如后续开展机电安装作业时，发现墙体预留洞口不足，如果实施后开洞工艺则会对管廊的整体运行造成一定安全隐患。而在地下综合管廊设计中应用BIM技术，则能够对机电模型与建筑结构模型开展有效整合，利用BIM配套软件进行可视化检查。相比于传统设计，采用BIM技术可直接确定墙板上预留洞口的位置，并明确各洞口的尺寸大小、具体方位等，最大限度地降低设计变更，节约设计施工成本。

3.调整净空高度

针对地下综合管廊内存在管线种类较多的现状，为充分保障管道和管线排布具有分明层次、错落有序以及走向明确等，必须要适当提高管线的净空高度，也有利于后续在运行维护中为相关检修人员提供操作空间。应用BIM技术则能够利用项目模型通过定义人物属性、利用漫游方式对工作场景进行有效模拟，充分检查设计净高和净宽是否能够满足后期运维需求，确保设计方案符合实际施工和检修操作标准，提高地下综合管廊的整体设计效果。通常情况下对于地下综合管廊高度和宽度设计标准如表1所示。

表1 地下综合管廊相关高度与宽度标准参数设计

4.深化施工图出图

对地下综合管廊施工图进行深化设计是十分有必要的，有助于为后续建设作业提供具体的指导，从而促使工程施工质量和效果符合预期目标。通过利用BIM技术能够建立相应的三维管廊模型，按照视图控制功能对模型实施平立剖切分，以此自动生成施工图纸。如果按照相关勘察结果或要求需对设计方案进行修改变更，设计人员可直接在三维模型中进行参数修正，对应的立体施工图也随之调整变化，有效提升出图效率。在具体操作环节中，其主要流程如图1所示。不过需注意BIM的制图标准与我国工程规范存在一定差别，应对导出图进行修改和转化。即在出图前对线型线宽、文字图例以及尺寸标注、标记注释等实施调整，严格按照我国现行工程出图要求进行二次加工，进而高效指导后续施工作业的开展。

图1 应用BIM深化地下综合管廊设计施工图纸

四、结束语

综上所述，针对地下综合管廊设计需合理应用现代科学技术，通过采用BIM技术有助于改善传统设计存在的弊端，进一步强化信息交流共享、建立可视化三维立体模型和图纸，有效提高设计效率。在具体工程的设计环节，相关人员需要利用BIM技术开展设计冲突碰撞检查、优化设计预留洞口、调整净空高度、深化施工图出图等，以此实现地下综合管廊设计方案得到合理优化的目的，最大限度地缩短工期、节约成本，提升社会效益和经济效益。