摘要:现如今,BIM技术不仅能够运用在建筑项目工程中,在市政项目如多专业综合的地下管廊项目中也开始得到应用。BIM以建筑工程项目各项相关信息数据作为基础,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,通过三维建筑模型,实现工程监理、物业管理、设备管理、数字化加工、工程化管理等功能。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点,使建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方在同一平台上共享同一建筑信息模型,利于项目可视化、精细化实施。在地下综合管廊施工过程中,可运用BIM技术对工程重点、难点部位的施工过程进行模拟施工,发现质量安全问题,从而优化方案。
关键词:BIM,综合管廊,施工模拟,项目管理
引言
以城市地下管廊项目为例,针对项目实际情况制定BIM施工阶段应用目标,借助BIM技术对4D进度模拟、复杂节点施工模拟、项目管理协作、排水组织等方面进行了实践研究,并对工程中可能存在的问题及时发现和反馈,优化施工进程。
1工程概况
八师石河子市拟建地下综合管廊总长度为30.41公里,分布于南子午路(天山路~南四路)、东四路(天山路~南二路)、东五路(天山路~南二路)等17条道路。是我国西北地区目前规模较大的地下综合管廊建设项目,廊内布设燃气、热力、给水、电力、电气自动化等多种不同的专业管线。管廊建成后将有效解决反复开挖路面的“马路拉链”问题,基本消除街道蜘蛛网式架空线,大大改善城市环境,提高城市运行水平和综合承载能力。
2综合管廊特性
2.1 综合性
该管廊建设项目将燃气、热力、给水、电力、电气自动化等多种不同的专业管线集中在一起,进行统一管理与维护,建立城市地下管线综合管理系统,有效整合资源,合理利用空间。
2.2长期性
此项目的城市地下综合管廊的设计使用寿命为100年,相比传统管线20年的使用寿命具有很大的优势,而且在使用期间不会对地面设施造成影响,也不会产生“马路拉链”现象。
2.3低成本性
本项目采用先进的PPP模式吸引社会资本参与PPP项目投资、建设、运营维护与管理,按照入廊费、运营维护费及政府支付部分可行性补贴方式获取收益。从长期来看,成本低,而收益却十分可观。
2.4环保性
城市地下综合管廊建设中,管廊的通风口、投料口、逃生口、人员出入口等设施设置在道路两旁的绿化带中,可以有效避免主要街道的反复开挖问题,减少产生扬尘、道路积水等的发生,促进城市环保建设。
2.5运维可靠性
管廊内部各种管线的安置与排放严格按照国家规定的安全距离设置,且每隔120米离会设置防火分区、分隔区段,并制定相关的运营维护制度、安全监测制度和意外抢修制度,为管廊的安全使用提供保障。
2.6高科技性
管廊内装有现代化、智能化的监控设备,在控制中心进行统一监测管理。采用以智能化固定监测与移动监测相结合为主,人工定期现场巡检为辅的高科技手段,对管廊及其内部管线实行全方位监控,从而保证管廊运营安全稳定。
3 BIM应用实施过程及成果
3.1施工阶段BIM应用目标和方案
建立BIM技术应用小组,组织协调参与施工各方人员,根据本项目的重难点和本机构BIM应用水平综合建立施工BIM应用目标:1)实现项目进度管理控制;2)优化项目重难点施工方案;3)提高协同工作效率;4)管控项目工程质量。
3.2管廊信息模型建设
依靠国内应用最广泛的BIM建模软件Revit,综合各专业图纸和项目信息,分别建立各个专业的BIM模型,通过链接形式建立地下综合管廊BIM模型。该模型不仅包括实体物理信息,还可以通过链接的形式纳入场地勘测信息、施工进度信息等。
3.3建筑施工过程是一个动态的过程,对于综合管廊这种线状工程更是如此
随着施工的进行,工程规模不断加大,复杂程度也越来越高,在这种情况下进行施工进度控制就变得十分重要。在施工过程中往往借助BIM技术,将3DBIM模型与时间进度进行挂接,实现4D施工进度模拟。4D施工模拟可以帮助建设者合理制定施工进度计划,配置施工资源,进而科学合理地进行施工建设目标控制。现在很多大型工程在施工招标过程中,都要求投标单位借助BIM技术进行施工模拟。管廊往往采用分段施工形式协调施工过程中各施工班组、各施工过程、各项资源之间的相互关系,这关系到施工能否顺利进行。BIM技术的优势在于施工过程的可模拟性,能对项目中的重点和难点快速进行模拟。BIM技术也可以对主要的施工过程或者施工关键部位、施工现场平面布置等施工重点进行模拟和分析,还可以对多个方案进行可视化比对,选择最优方案。管廊施工过程的一个重点环节就是管线吊装,借助BIM技术可以对管线吊装顺序、路径等进行模拟演示,找到阻碍吊装的地方,提前预防,有效应对。在施工过程中,会遇到一些复杂节点的施工。借助BIM进行演示,快速模拟建设,预见施工过程中可能出现的安全隐患,制定解决方案,缩短施工工期,降低施工成本。
3.4建设实况校核
管廊项目施工是一个动态过程,时间紧张,规模大,复杂程度高。在管控施工进度时运用BIM模型与施工计划相结合模拟建造进度,与实际建造进度对比分析,及时调整进度,确保工程顺利进行。传统图纸和横道图都是静态的表达,难以表现出工程进度情况,而通过信息综合的4D模拟,施工人员可以根据工程实际进度及时调整计划,及时反馈,调整资源配置,提高工作效率。复杂节点施工模拟本项目地下管廊下穿环城高速公路采用的顶管施工法,基坑开发深度大,施工对高速路沉降要求高。需要对这个施工关键部分进行专项方案设计。通过运用BIM三维模型,模拟该复杂节点的施工过程、施工工艺和施工现场平面布置,对施工方案进行可视化对比分析,及时在实际施工前发现存在的难点问题并予以解决。
3.5项目管理协作
基于BIM模型云协同平台,将BIM三维模型与建设工艺流程、施工进度计划、施工模拟信息绑定,做到信息化、可视化、标准化。施工现场人员可采用接入平台数据库的APP在BIM模型上的记录、监督、反馈的机制实现施工过程的痕迹化管理。施工人员在现场可以通过照片、视频、文字等形式及时更新、反映施工现场实际情况与建设计划、建设模型的偏差,技术人员也可以直接通过PC端、手机端平台上进行分析,制定相应优化措施,及时整改现场问题,做到对项目施工进度的实时管控并自动量化任务和资源。建设单位、施工项目部、施工单位、监理单位等等多个与施工有关的单位都可以整合在该平台上,打破传统点对点的沟通形式,以中心对点的形式进行沟通,提高信息流通成本。
3.6排水组织
针对南宁多雨的气候情况,将场地地形和施工现场布局,施工过程模拟情况等信息进行统合组织到管廊BIM三维模型中,通过三维可视化快速而清晰地进行场地自动排水组织,智慧识别项目进程中排水组织的难重点部分,预先采取优化手段,减少工程在雨季的排水隐患。
结语
本文结合某综合管廊项目特点,借助BIM技术模拟综合管廊项目的施工过程,解决施工中的一些重点难点问题,优化项目方案,保证工程科学合理快速建设,同时也为后期大型城市地下综合管廊的建设发展提供技术支持。
参考文献
[1]郑思龙.基于BIM的城市综合管廊工程协同设计应用研究[D].西安:西安理工大学硕士学位论文,2017.
[2]李飞.BIM技术在地下综合管廊施工阶段的应用[D].长春:长春工程学院,2016
[3]姜天凌,李芳芳,苏杰,等.BIM在市政综合管廊设计中的应用[J].中国给水排水,2015,31(12):65-67