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BIM技术在地下综合管廊施工中的应用

发表时间：2021/6/23 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李徐德

[导读] 摘要：随着社会快速发展，科学技术的不断创新，带动了我国各个领域的进步。

        武汉市市政建设集团湖北武汉 43000
        摘要：随着社会快速发展，科学技术的不断创新，带动了我国各个领域的进步。现阶段，地下综合管廊是现代城市设置各种市政管线的综合性空间，它可以集中电力、通信、燃气、供热、给排水等工程管线进行统一规划、建设和管理，是城市运营的重要基础设施。论文结合工程案例，分析BIM技术在地下综合管廊施工全过程中的应用，为地下综合管廊的施工管理提供参考，同时有助于提高施工水平。
        关键词：地下综合管廊；施工过程；BIM技术
        引言
        近年来，我国城市地下综合管廊正在开展大规模建设，目前已设立有二十余个国家级管廊建设试点城市，但面对大批拟建及在建管廊工程时，相关传统工程建设企业在管廊建设方面经验仍显缺乏，针对性建设技术方案不成熟，加上管廊建设相关技术体系不完善，传统的建设方式在城市管廊关键建设环节中逐渐显露出了交底沟通难、工程进度控制难及大型管道入廊难等诸多难题，势必会造成不必要的工程物资浪费及建设安全风险增加等，显然已无法适应当代复杂城市环境下的地下综合管廊工程建设有序推进。本文以武汉市礼和路地下综合管廊为研究案例，分析了BIM技术在管廊建设阶段中的技术应用价值，为类似工程项目的建设优化提供一些有益参考。
        1 BIM技术概述
        如今随着信息技术的飞速发展，在工程建设信息化的过程中BIM技术发挥着越来越重要的作用。BIM技术发展至今已经发展出各种成熟的专业软件，如Bentley、ArchiCAD、NavisworksManage、Fuzor、InfraWorks及RevitMEP等，BIM技术建模的主要流程思路简明易懂，其主要运用相关软件将项目二维模型转换成三维模型，继而可以充分发现并解决传统建设图纸中不易察觉的工程建设问题。当工程师完成二维工程图纸向三维模型翻模基本工作后，借助BIM软件中的可视化功能，最后对管廊进行动画渲染，便可实现工程场景模拟展现，根据需要对模型作出任意观察，如有必要还能对有关项目的建筑构件进行信息编辑等。下文基于BIM技术开展相关案例分析。
        2 BIM技术在地下综合管廊施工全过程中的应用
        2.1 BIM技术在准备阶段的应用
        （1）模型构建。在正式施工前，需要运用BIM技术构建地下综合管廊BIM模型，结合该工程的实际情况，可以将管廊变形缝作为分隔断，利用Revit软件完成建模工作，建模范围包括基槽、静压钢板桩、管廊主体结构、构筑物钢筋体系等，要求模型的详细程度可达到LOD300（BIM模型深度等级划分）的标准，确保模型可以为后续的工程施工建设提供指导和借鉴。（2）图纸审查。工程项目施工前，需要做好施工图的审查工作，确保其能够与施工现场的实际情况保持高度一致，及时对其中存在的缺陷和问题进行解决，这样施工单位才能按照图纸施工，并确保施工效果。图纸审查环节，需要借助BIM技术具备的三维可视化功能实现设计图的自动关联，确认图纸是否能够满足地下综合管廊施工建设的现实需求，施工工序与设计是否存在矛盾冲突等。（3）平面布置。借助BIM技术，可以协调施工现场的平面布置，解决传统平面布置中存在的信息不连续问题。在已构建的BIM模型中，以完善的信息作为支撑，保证施工平面布置效果。地下综合管廊施工需要在地下进行，现场空间有限，利用BIM技术，能够对现场材料的堆放、大型设备的设置、运输路径的选择等进行明确与复核，确定最佳的平面布置方案。
        2.2施工质量安全管理
        城市地下综合管廊的施工，是多个单位相互合作的过程，不仅人员众多，而且现场机械设备多，施工条件复杂，存在许多安全隐患。基于BIM技术创建地下综合管廊施工质安管理平台，一方面通过模拟施工现场，合理分配人员、材料、机械等，提升空间利用率，避免浪费资源和发生安全问题。

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另一方面，利用RFID技术，对地下综合管廊各个施工节点进行实时监控，实时上传数据到BIM模型中，将实际质量情况与模型质量情况相比，如果质量不达标，施工单位及时作出调整和改善，更有效的控制地下综合管廊的质量问题。对于现浇或是预制结构，在施工中都要进行质量控制。基于BIM技术可将各构件的具体信息录入模型中，现场施工人员可以根据模型中的信息与实际部件对比，及时改正，保证施工的质量。当实际施工过程中出现安全隐患时，现场施工人员及时将隐患信息上传至BIM质安管理平台，负责人收到隐患信息及时作出预警，避免发生安全事故，保证施工的质量安全。
        2.3管线碰撞识别
        传统审图等过程中廊内管线之间难免存在设计缺陷，管线间的碰撞点仅凭二维图纸很难全面发现，如不能在施工前及时识别并修改，将直接影响施工进度。为避免管线碰撞发生，作者等以建好的管廊监控中心一层基础模型（此模型主要包含建筑土建单元与机电管线模型）为测试对象，导入至BIM软件中，针对要检查的构件进行勾选，利用该软件中自带的碰撞检测模块便可对勾选好的构件进行全方位碰撞识别。最后经过各专业工程师检查沟通后，即可在BIM软件中调整所有碰撞处管线排布，如选择需要弯折管线进行修改并标记，可以逐一检查、修正模型，直至测试模型在布局合理的情况下实现零碰撞。
        2.4廊内管线净空识别
        管廊建设过程中较易忽略的是在安装过程中不同专业管线是否预留了足够的检修空间，因此管线净空预留情况是管廊建设过程中需要注意的关键一环。以管廊电力舱体三维模型为基础，在其中利用BIM技术创建并添加虚拟工人，采用第三人行走模式视角，可以很好地对管线净空不足进行识别，做到及早发现及时更正设计方案，防止运营阶段造成后续维护人员行走不便以及管线检修空间预留不足，对管线净空进行更直观的判断。
        2.5 BIM技术在验收阶段的应用
        在工程验收环节，BIM技术同样能够发挥出非常关键的作用：（1）将工程的完工情况与BIM模型进行对照，找出其中可能存在的差异，明确差异产生的原因，分析其对工程整体质量安全的影响，督促施工单位及时进行处理；（2）将BIM模型与云平台结合在一起，形成相应的二维码，在施工关键区域粘贴，使技术人员在对工程进行验收的过程中，只需要扫描二维码，就能够明确需要重点关注的区域，了解预埋件的位置，对其进行检查，保证工程的施工效果。
        结语
        随着我国城市经济的快速发展，现存的城市市政设施已经不能满足人们的日常生活需求，超负荷的市政设施也会给城市埋下巨大的安全隐患，因此城市地下综合管廊得到了越来越广泛的应用。但我国的城市地下综合管廊还处于起步阶段，我们还需要积极探索更好的技术手段，实现集约和可持续发展的市政设施。由于BIM技术的特点，在城市地下综合管廊建设中有着良好的应用前景，利用BIM技术可以有效地解决城市地下综合管廊施工中存在的问题，提高地下综合管廊的施工质量，同时降低经济成本，优化和提升环境效益，有助于城市地下综合管廊的发展。
        参考文献：
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        [2]张培兴，刘帅，曹聪慧，等.管廊工程施工阶段存在的难点及应对策略[J].工程经济，2020（5）：35-37.
        [3]王彦星.我国城市地下管线综合管廊发展与展望[J].工程技术研究，2017（8）：244-245.
        [4]高媛，王勇，崔恒东，等.BIM与物联网技术在综合管廊设备运维管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2020（11）：101-104.
        [5]许金辉.BIM技术在地下综合管廊施工管理中的应用研究[J].工程建设与设计，2020（20）：245-246.