徐淦開

(廣州市建設科學技術委員會辦公室,廣東 廣州 510030)

BIM技術在地下綜合管廊全生命周期的應用探究

徐淦開

(廣州市建設科學技術委員會辦公室,廣東 廣州 510030)

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

BIM技術;綜合管廊;成本控制;管廊斷面

1 地下綜合管廊建設運維中的問題

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管廊,將給排水、燃氣、廣播電視、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,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、維護城市景觀,還可以提高城市綜合防災能力[1-2].地下綜合管廊主要建設步驟及其對應的一些問題如圖1所示.

圖1 地下綜合管廊主要建設步驟及其對應的一些問題

2 BIM技術的特點

BIM(Building Information Modeling),又稱"建筑信息模型",是在建設工程及設施全生命周期內(nèi),對其物理和功能特性進行數(shù)字化表達,并依此設計、施工、運營的過程和結(jié)果的總稱,具有信息完備性、信息關聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特點.已有大量實例表明,建立以BIM應用為載體的項目管理信息化,在設計方面,強化設計協(xié)調(diào),使設計周期縮短,效率和品質(zhì)得到明顯提高.

3 BIM技術在綜合管廊全生命周期的應用

3.1 規(guī)劃階段

在前期規(guī)劃過程中,BIM可實現(xiàn)地下綜合管廊選址、走向等的方案優(yōu)選.利用BIM技術創(chuàng)建地下綜合管廊的周邊環(huán)境模型,包括建設區(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 設計階段

3.2.1 管線碰撞檢查

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

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,因此管廊截面沒有通用模式.利用BIM技術建立包括地形地貌、管線、設備等的三維模型,直觀反映管廊斷面的各個要素,可提高管廊斷面的設計的科學性和合理性.

通過三維可視化漫游檢查管廊空間布局,對管廊空間布局進行實時優(yōu)化.

3.2.3 復雜節(jié)點深化設計

地下綜合管廊的復雜節(jié)點大多在管廊轉(zhuǎn)彎或有大型設備處,這些節(jié)點設計復雜,需考慮管線交叉、進出口處理、防止?jié)B漏等問題,傳統(tǒng)的設計方法往往無法直觀明了地表述其架構(gòu)關系.利用BIM技術進行建模,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節(jié)進行全面的深化,使得整個技術節(jié)點具備可操作性、可協(xié)調(diào)性、可溝通性.

3.2.4 工程量計算

地下綜合管廊目前沒有較好的計價計量軟件,依靠傳統(tǒng)方法統(tǒng)計算量給計價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技術的應用可提取各分項工程工程量,然后利用管線分區(qū)分回路的詳細模型,在報表中進行條件篩選,對材料的類型和數(shù)量進行統(tǒng)計,可大大提高材料采購計劃的編制效率,對成本控制也具有重要意義.

3.3 施工階段

3.3.1 預制構(gòu)件生產(chǎn)跟蹤

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

3.3.2 施工狀態(tài)監(jiān)控和進度控制

運用BIM技術對施工全過程進行直觀的可視化預演,通過優(yōu)化施工現(xiàn)場資源、場地布置等,避免施工機械、場地等沖突,制訂合理的施工計劃.在實際執(zhí)行施工組織計劃時,利用BIM平臺軟件對施工狀態(tài)進行實時監(jiān)控,精確把握計劃進度,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技術從時間、工序、空間位置三個維度,將施工實際建造成本與計劃成本進行對比分析,直觀判斷該階段盈虧情況,找出費用偏差發(fā)生的原因,及時處理問題,實現(xiàn)成本精細化管理.

3.3.3.2 成本動態(tài)控制

在BIM三維模型基礎上增加時間維度和成本維度建成5D模型,利用該模型實時跟蹤項目進展,動態(tài)展示資金使用情況,避免項目投資失控,實現(xiàn)成本的有效動態(tài)管理.

3.4 運維階段

3.4.1 維護計劃

管廊完工后,將設計、生產(chǎn)、施工等全部信息集成到BIM管廊模型中,實現(xiàn)數(shù)字化集成交付,后期運營維護相較于傳統(tǒng)做法可大大提高管廊的維護質(zhì)量和效率.譬如在運營維護過程中,工作人員可通過模型查詢?nèi)我鈽?gòu)件的相關信息,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,維護維修完成后可將相關維修信息同步到BIM模型當中,作為后期運維的管理數(shù)據(jù).

3.4.2 應急處理

傳統(tǒng)的突發(fā)事件處理僅僅關注響應和救援,而通過BIM技術的運維管理對突發(fā)事件的管理包括預防、警報和處理.如果管廊出現(xiàn)了緊急事件,利用BIM技術三維模型定位功能,快速、準確地找到管廊構(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,大大提高應急管理能力,防止災難性事故發(fā)生.

4 結(jié)束語

BIM技術基于數(shù)字建模軟件,可實現(xiàn)建筑全生命期的信息共享,將BIM技術應用于地下綜合管廊建設中,可望大幅度提高項目規(guī)劃、設計、建造和運營等階段的質(zhì)量和效率,對地下綜合管廊建設具有重要意義.

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

[2]譚春曉.我國城市地下管線綜合管廊建設前景展望[J].價值工程,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