广东电网有限责任公司广州供电局 广东省广州市 510000
摘要：伴随着我国社会经济的快速发展，城市电力的负荷不断上升，电力供应不足成为了城市发展的一道难题，此外电网建设影响因素较多，在规划改造方面受到阻碍，当下为了解决大城市电力负荷不断增长、电力供应不足，满足当下社会发展需求，电缆隧道的建设势在必行。我国目前已有多个城市开展了电缆隧道的建设，随着科学技术的进步，BIM技术也逐渐运用到了电缆隧道的建设当中，本文将对电缆隧道中BIM技术的应用作详细分析。
关键词：电缆隧道施工；盾构施工；BIM技术
目前通过地下电缆取代传统架空线路的方式已经成为一种新趋势，在一些发达国家的大城市中，地下电缆的比例已经超过了60%，但我国在电缆隧道建设方面起步较晚，还未形成大范围应用。但近年来在长沙、上海、广州等地已经逐渐开展了电缆隧道建设并取得了显著成果。电缆隧道建设过程较为复杂且前期花费的成本较高，当下通过BIM技术的运用能够大大提升工作效率，通过BIM技术可视化的特点使工程得到了更加有效的管理。
一、电缆隧道建设意义
建设电缆隧道不仅可以将城市上空杂乱无章的电线都规整到地下，让城市景观变得更加清爽靓丽，还有很多额外的好处。在很多地区土地资源稀缺，尤其市中心的地方更是寸土寸金，在架有蜘蛛网电缆的附近不能建造房屋，必须保持一定的安全距离。而把电缆设施转入地下，地面的资源就能够被充分利用，消除电缆辐射隐患。虽然铺设地下电缆隧道的成本肯定要比地面架设电线杆要高，但好处也是极大的，除了节省空间以外，现如今很多横悬在半空的电线其实分属于各个部门，越拉越多、越来越乱，而有了电缆隧道就能够实现繁多线路集中管理，检修也变得更加方便。比如平时马路上随便哪个缆线出现问题都会影响交通，经常发现有检修人员在维修时举着电缆让车辆通过的情形，给城市的交通造成了严重影响，现将线路转向到地下进行检修，完全解决了这样的问题。更令人期待的是电缆隧道投入使用以后不仅能够为人口密集的区域稳定供电，而且能够大幅度提高电力通道的输出容量和通道资源利用率。能够为我国城市的长远发展提供有利保障。
作为基础建设的新型关，地下电网就像是地下的血脉，为城市发展输送能源给养，党的十八大以来国家电网通过一系列举措改革，释放改革红利、增强能源绿意、拓展增长蓝海，勾勒出发展新图景。近年来我国城市建设飞速发展，对电力基础设施建设提出了更高的要求，电缆隧道的建设技术水平也不断提高，现如今伴随着科学技术的进步，逐渐将BIM技术引用到了电缆隧道建设当中，为城市发展的能源输送提供了有利保障，城市发展是电力先行，电网的发展也为城市的发展打下了很好的前战。
二、BIM技术解析
在我国一些重大的工程项目中全部应用了BIM技术，例如上海迪士尼、北京国际凤凰传媒中心、上海中心大厦、中国尊等等。BIM技术也被称之为建筑信息模型技术，是以三维数字技术为基础，将原来施工用的平面图设计成三维动态模型的一种技术[1]。据有关统计介绍我国从2012年前后逐渐在建筑行业内推广运用该项技术。BIM技术能够将原来的平面图进行立体化、可视化，相当于在施工之前对建筑物进行施工模拟以及对施工过程进行设计优化。我国公认真正意义上全面应用BIM技术的代表性工程就是著名的奥运工程鸟巢，据专家介绍说当时主要解决的是复杂的钢结构建造问题。在工程正式建造之前利用计算机将建造过程通过三维和时间轴联系的方式在计算机中进行虚拟建造。当前随着工程结构越来越复杂，BIM技术在建筑行业内也正在全面推广应用，而且从最初单纯的工程设计正在向管网布设、远程管理等诸多方面拓展。目前在我国众多的工程项目建设中大量运用了BIM技术，其先行设计、提前测试、预先纠错的强大功能提高了工程建造的精细化程度，也提升了工程建设的效率。在整个工程建造中人、机、料、环境因素等方面都与BIM模型实现了有机连接和集成的信息管理。
BIM技术主要用于规划、设计、建设和管理建筑物与基础设施，BIM创建的不仅仅是数字二维或三维模型，BIM模型使用的智能对象是几何图形和数据，假设更改了一个模型单元，BIM软件就会根据变化对显示该单元的所有视图作出调整，因为这些视图都具有相同的基础信息，建筑师、结构工程师和承包商们可在评估和更新设计方面实现更加紧密的合作。相关信息会在模型中反映出来，从而确保了一致性和协作性。而BIM技术更强大的是可以对模型中所有信息进行操作，信息贯穿项目生命周期的每时每刻，准确无误的信息能够帮助减少耗时的错误和返工，项目所有利益相关方面几乎都可以随时随地的访问这些信息，信息的可行性可借助仿真和分析为决策带来启发，BIM技术能够帮助项目中的每一个人进行无缝协作和沟通，鉴于所有项目团队成员都致力于同一建筑信息模型，知识转移过程得以简化，从而提高了精确度并减少了返工。而且BIM技术有助于将设计意图从办公室传达至现场，减少变更单与现场协调问题。随着BIM技术的逐渐成熟，当前不仅仅用于建筑行业当中，在城市电缆隧道的建设中也开始运用了BIM技术，为整体工程建设提供了有利的技术支撑。
三、电缆隧道工程概况及施工难点
3.1工程概况
拟建工程为地下隧道，根据某设计院相关提资，自猎德涌4#工作井始发，起始里程有SK1+669.966m，沿双塔路自东向西延伸至珠江帝景苑，横穿赤岗涌，沿艺洲路向西延伸并于赤岗塔西侧拐至友邻四路向南延伸至艺景路，并沿艺景路向西延伸至广州大道南世纪云顶处并向南延伸至桂田大厦，里程桩号为SK4+623.109m，全程约2.953km。拟建工程采用明挖法+顶管法+盾构法施工工艺施工，隧道断面直径为圆形断面，隧道主体结构外径3.36m，内径2.80m。
3.2施工难点
3.2.1电力隧道工程水文地质特点
整体工程在地下进行，要综合考虑工程的地质和水文条件，首先地下工程的环境较差，一旦将电线铺设地下就很难进行更改。从工程的水文条件上来看广州位于北回归线以南，属于南亚热带季风气候，雨量充沛、雨季明显，日照充足，气候温暖潮湿，四季草木长青，但热带气旋、暴雨、洪涝、干旱、寒潮和低温阴雨天气也经常出现。年平均气温在21.4-21.9摄氏度。从地质情况上来看工程场地周边可能对工程产生不利影响的断层主要有东侧的白坭——大石断裂，其中北亭断裂（距场地1km）属白坭-沙湾断裂的次生断裂；白坭-沙湾断裂带是一条宽约25km，长约120km的有多条断裂（含F230）组成的。其纵贯花都、南海、顺德、南沙、番禺、中山黄圃。
总体走向320度，倾向SW，倾角大约50度-80度之间，断裂主要发育于云开岩群、白垩系和粉砂岩中。构造岩主要为碎裂岩、硅化岩和断层角砾岩，晚期发生硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等蚀变。而且区域内工商业繁荣，交通繁忙，陆路交通方便但较为拥堵。
3.2.2工程施工工艺浅析
电缆隧道建设属于地下工程，必然会受地质条件影响，该工程采用明挖法、顶管法与盾构法的施工工艺进行。从明挖法施工工艺上来看，具有施工操作便捷、主体结构受力较好的优势，但该工程位于人口密集、交通拥堵的位置，使用明挖法开挖的范围就会较窄，阻断交通而且会影响到居民的生活。运用顶管法施工能够有效节约土地资源，减少沿线的环境污染，但在遇到复杂的地质情况时，就会增加施工难度，增加工程造价。若在施工时管顶超挖过多，就会导致完工后地面出现下沉。盾构法施工在电力隧道建设中不会影响地面的交通和设施，而且也不会对地下管线造成影响，但本工程运用盾构法施工仍存在一定的风险，由于本工程沿线的建筑物较多，地面交通复杂，在盾构掘进时可能会对周围的建筑物和交通线路造成破坏，而且如果出现超挖或注浆压力过大的状况会导致整体隧道出现上浮或沉降。针对于本工程的地质条件在开挖过程中很容易出现基坑涌水的现象。
四、BIM技术在电缆隧道施工中的应用
BIM技术具有模型信息化、可视化、参数化、协调性、模拟性、优化性以及可出图性的优势。在电缆隧道建设中的具体应用体现在以下几方面：
（一）建立电缆隧道工程风险源模型：该工程处于人口密集、交通拥堵、周边建筑物较多且周边地下管线较多的位置[2]。首先运用BIM技术可模拟出周围的建筑物，明确建筑物的位置、建设年限以及名称等多项信息，对周边的地质情况以及地下管线的长度、内径、外径等信息同样模拟出来，并通过模型分析出风险点。
（二）处理地形：在地下施工时需要很多大型机器进行作业，BIM首先针对施工场地优化地形，通过无人机拍摄将数据导入软件中并生成与实景相同的模型，与此同时融合GIS系统对模型进行分析就可反映出施工现场的真实情况，通过数据处理转化成更显著的三维模型，明确的显现出施工场地的实景，对可能影响到施工的周边因素一目了然，有助于施工方案的设计[3]。其次通过三维模型优化大型机械来回出入的路线，在施工前期计算出所需的挖土量和工作量。
（三）布置场地：将设计好的图纸放置在BIM软件中，根据图纸布置施工场地，首先创建出布置模型，与GIS系统相结合进行分析可决策出场地的布置是否合理，并计算出场地布置所需的工程量。
（四）优化明挖、顶管及盾构施工：首先从明挖法对该工程的施工特点来看BIM建立周围建筑及交通模型，通过模型实景分析，判断周围影响施工的因素，确定开挖范围和工程量，规避了因周围因素的影响对工程实施产生的不利[4]。其次从顶管施工上来讲BIM模型可精准定位，模拟顶管机的施工，针对不良的地质情况进行处理，同时模拟出其运行轨迹，合理安排管顶开挖以及放置的管段数量，有效连接机电管线，为顶管施工提供决策[5]。最后针对于盾构施工可创建可视化平台，识别风险源等级并模拟盾构机施工，对不良地质进行处理，如果盾构机在风险源内掘进则自动发出警报，降低施工安全隐患。
（五）其他施工：比如深层的地下连续墙施工，BIM可在施工前建立地质模型，并创建电缆隧道工作井，将地质模型与地下连续墙相融合分析，计算出开挖的土方量，与此同时对混凝土的工作量进行计算，优化施工，为地下连续墙施工提供科学依据[6]。此外针对吊装钢筋施工同样在施工前建立场地模型，对施工方案和所需工艺进行分析，有助于施工的顺利开展。
五、电缆隧道的建设前景
当前我国城市化进程不断加快，城市发展所需电力不断增长，传统的架空线路建设受建筑物等影响受到严重阻碍，传输的电力已经不能满足于当下城市发展所需。虽然目前电缆隧道建设还没有被大范围开展，但其成本要低于传统的架空线路，并能够减少电力辐射，美化城市景观，也就是说电缆隧道的建设具有较高的经济效益，发展前景极为广阔[7]。此外随着科学技术的进步，现如今将BIM技术运用到了电缆隧道建设中，更加确保了建设质量，而且网络技术现已渗透于城市建设的每个角落，电缆隧道建设势必会形成系统化的网络结构，在未来电缆隧道建设一定会成为电力传输通道的重点[8]。逐渐完善我国城市规划工作。
结束语
随着我国社会经济的快速发展、城市化进程的加快，电缆隧道建设逐渐取代传统的架空线路建设。本文对电缆隧道建设的意义和BIM技术做了具体的解析，通过分析本工程的概况与施工难点，提出了BIM技术在电缆隧道建设中的具体应用，可预见在未来电缆隧道建设具有广阔的发展空间，将会对城市的发展提供更多便利。
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