徐淦開

(廣州市建設(shè)科學(xué)技術(shù)委員會辦公室,廣東 廣州 510030)

BIM技術(shù)在地下綜合管廊全生命周期的應(yīng)用探究

徐淦開

(廣州市建設(shè)科學(xué)技術(shù)委員會辦公室,廣東 廣州 510030)

近幾年,我國地下綜合管廊建設(shè)高速發(fā)展,但由于地下綜合管廊的自身特點(diǎn),在建設(shè)中不可避免會遇到各種類型的問題.采取先進(jìn)技術(shù)手段支持地下綜合管廊工程的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營等很有必要.具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特點(diǎn)的BIM技術(shù)的應(yīng)用,可為地下綜合管廊建設(shè)各階段提供極大的利用價(jià)值.

BIM技術(shù);綜合管廊;成本控制;管廊斷面

1 地下綜合管廊建設(shè)運(yùn)維中的問題

地下綜合管廊是智慧城市發(fā)展的產(chǎn)物.地下綜合管廊,即利用城市地下空間建設(shè)管廊,將給排水、燃?xì)狻V播電視、電力、通信等多種管線盡可能集中于其中.現(xiàn)有工程表明,地下綜合管廊的建設(shè),不僅可以充分利用地下空間,減少對道路的破壞和對交通的沖擊、維護(hù)城市景觀,還可以提高城市綜合防災(zāi)能力[1-2].地下綜合管廊主要建設(shè)步驟及其對應(yīng)的一些問題如圖1所示.

圖1 地下綜合管廊主要建設(shè)步驟及其對應(yīng)的一些問題

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM(Building Information Modeling),又稱"建筑信息模型",是在建設(shè)工程及設(shè)施全生命周期內(nèi),對其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá),并依此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程和結(jié)果的總稱,具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特點(diǎn).已有大量實(shí)例表明,建立以BIM應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化,在設(shè)計(jì)方面,強(qiáng)化設(shè)計(jì)協(xié)調(diào),使設(shè)計(jì)周期縮短,效率和品質(zhì)得到明顯提高.

3 BIM技術(shù)在綜合管廊全生命周期的應(yīng)用

3.1 規(guī)劃階段

在前期規(guī)劃過程中,BIM可實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊選址、走向等的方案優(yōu)選.利用BIM技術(shù)創(chuàng)建地下綜合管廊的周邊環(huán)境模型,包括建設(shè)區(qū)域的道路、房屋建筑、規(guī)劃用地、地形地貌等,整理分析各類建筑物的特征和數(shù)量,以及規(guī)劃用地的性質(zhì),添加各類建筑物的需求管線,形成該區(qū)域的地下綜合管廊需求分析模型.

3.2 設(shè)計(jì)階段

3.2.1 管線碰撞檢查

在設(shè)計(jì)階段,利用BIM技術(shù)創(chuàng)建管線模型,仿真模擬施工過程中管線鋪設(shè)可能出現(xiàn)的碰撞問題,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題,并加以改正,避免實(shí)際施工中由于管線碰撞造成的返工問題,減少設(shè)計(jì)變更.

3.2.2 管廊斷面及內(nèi)部空間優(yōu)化

管廊斷面和空間排布的確定與入廊管線種類和數(shù)量、空間利用率、施工方法等因素密切相關(guān),因此管廊截面沒有通用模式.利用BIM技術(shù)建立包括地形地貌、管線、設(shè)備等的三維模型,直觀反映管廊斷面的各個要素,可提高管廊斷面的設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性.

通過三維可視化漫游檢查管廊空間布局,對管廊空間布局進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化.

3.2.3 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)

地下綜合管廊的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)大多在管廊轉(zhuǎn)彎或有大型設(shè)備處,這些節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜,需考慮管線交叉、進(jìn)出口處理、防止?jié)B漏等問題,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法往往無法直觀明了地表述其架構(gòu)關(guān)系.利用BIM技術(shù)進(jìn)行建模,在仿真模型中添加各種影響因素,通過分析模擬,可以更深層次地對管線位置、連接方式、施工方式等具體的細(xì)節(jié)進(jìn)行全面的深化,使得整個技術(shù)節(jié)點(diǎn)具備可操作性、可協(xié)調(diào)性、可溝通性.

3.2.4 工程量計(jì)算

地下綜合管廊目前沒有較好的計(jì)價(jià)計(jì)量軟件,依靠傳統(tǒng)方法統(tǒng)計(jì)算量給計(jì)價(jià)人員帶了很大的附加工作量,而且由于管廊工程涉及大量管線計(jì)算,每個人算出的工程量往往不一樣,使得其可靠度不高.BIM技術(shù)的應(yīng)用可提取各分項(xiàng)工程工程量,然后利用管線分區(qū)分回路的詳細(xì)模型,在報(bào)表中進(jìn)行條件篩選,對材料的類型和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),可大大提高材料采購計(jì)劃的編制效率,對成本控制也具有重要意義.

3.3 施工階段

3.3.1 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)跟蹤

施工圖設(shè)計(jì)模型完成后,對管廊進(jìn)行預(yù)制化拆分,并對管線進(jìn)行逐一編碼,將拆分模型和生產(chǎn)加工主控?cái)?shù)據(jù)交付工廠進(jìn)行生產(chǎn).在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中,利用BIM平臺軟件對構(gòu)件生產(chǎn)情況進(jìn)行跟蹤.結(jié)合施工計(jì)劃,預(yù)警可能影響施工工期的問題,及時(shí)作出方案調(diào)整,保證工期.

3.3.2 施工狀態(tài)監(jiān)控和進(jìn)度控制

運(yùn)用BIM技術(shù)對施工全過程進(jìn)行直觀的可視化預(yù)演,通過優(yōu)化施工現(xiàn)場資源、場地布置等,避免施工機(jī)械、場地等沖突,制訂合理的施工計(jì)劃.在實(shí)際執(zhí)行施工組織計(jì)劃時(shí),利用BIM平臺軟件對施工狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,精確把握計(jì)劃進(jìn)度,保證地下綜合管廊施工工期和質(zhì)量安全.

3.3.3 成本控制

3.3.3.1 成本多維控制

利用BIM技術(shù)從時(shí)間、工序、空間位置三個維度,將施工實(shí)際建造成本與計(jì)劃成本進(jìn)行對比分析,直觀判斷該階段盈虧情況,找出費(fèi)用偏差發(fā)生的原因,及時(shí)處理問題,實(shí)現(xiàn)成本精細(xì)化管理.

3.3.3.2 成本動態(tài)控制

在BIM三維模型基礎(chǔ)上增加時(shí)間維度和成本維度建成5D模型,利用該模型實(shí)時(shí)跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展,動態(tài)展示資金使用情況,避免項(xiàng)目投資失控,實(shí)現(xiàn)成本的有效動態(tài)管理.

3.4 運(yùn)維階段

3.4.1 維護(hù)計(jì)劃

管廊完工后,將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等全部信息集成到BIM管廊模型中,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化集成交付,后期運(yùn)營維護(hù)相較于傳統(tǒng)做法可大大提高管廊的維護(hù)質(zhì)量和效率.譬如在運(yùn)營維護(hù)過程中,工作人員可通過模型查詢?nèi)我鈽?gòu)件的相關(guān)信息,包括管線的生產(chǎn)廠家、幾何參數(shù)以及保修聯(lián)系電話等,維護(hù)維修完成后可將相關(guān)維修信息同步到BIM模型當(dāng)中,作為后期運(yùn)維的管理數(shù)據(jù).

3.4.2 應(yīng)急處理

傳統(tǒng)的突發(fā)事件處理僅僅關(guān)注響應(yīng)和救援,而通過BIM技術(shù)的運(yùn)維管理對突發(fā)事件的管理包括預(yù)防、警報(bào)和處理.如果管廊出現(xiàn)了緊急事件,利用BIM技術(shù)三維模型定位功能,快速、準(zhǔn)確地找到管廊構(gòu)件具體位置,協(xié)助工作人員有效地開展事故處理工作,避免在浩如煙海的圖紙中尋找信息,大大提高應(yīng)急管理能力,防止災(zāi)難性事故發(fā)生.

4 結(jié)束語

BIM技術(shù)基于數(shù)字建模軟件,可實(shí)現(xiàn)建筑全生命期的信息共享,將BIM技術(shù)應(yīng)用于地下綜合管廊建設(shè)中,可望大幅度提高項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營等階段的質(zhì)量和效率,對地下綜合管廊建設(shè)具有重要意義.

[1]何智龍.城市人防工程項(xiàng)目與地下空間開發(fā)利用相結(jié)合的研究[D].長沙:湖南大學(xué),2009.

[2]譚春曉.我國城市地下管線綜合管廊建設(shè)前景展望[J].價(jià)值工程,2015,34(10):311-312.

〔編輯:劉曉芳〕

TU990.3;TU17

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.22.147

2095-6835(2017)22-0147-02