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        綜合管廊工程施工技術(shù)信息化應(yīng)用

        2019-03-26 08:11:30
        鐵道建筑技術(shù) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:節(jié)約工程施工

        劉 偉

        (中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司 山西太原 030032)

        1 引言

        綜合管廊就是地下城市管道綜合走廊,即在城市地下建造一個(gè)隧道空間,將電力、通信、燃?xì)狻⒐?、給排水等各種工程管線集于一體,設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和檢測系統(tǒng),實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理,是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。一般設(shè)多個(gè)艙室,集結(jié)構(gòu)、建筑、給排水、污水、燃?xì)?、熱力、電力電訊、消防、?bào)警等多個(gè)工程專業(yè)于一身,施工工藝冗雜。隨著社會(huì)的發(fā)展,在走向科技強(qiáng)國的道路上,我們要邁向數(shù)字化、信息化的應(yīng)用[7],綜合管廊工程施工同樣要借助各種技術(shù)手段將項(xiàng)目信息化、智能化、效益化。

        BIM(建筑信息模型)不是簡單地將數(shù)字信息進(jìn)行建造管理的數(shù)據(jù)化工具,而是通過參數(shù)模型整合各種建造、管理的數(shù)字化方法[8]。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程項(xiàng)目的相關(guān)信息,在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞,使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對,為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ),在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用?!袄碚鄙罨又ёo(hù)計(jì)算軟件在當(dāng)前巖土工程界已經(jīng)廣泛應(yīng)用,也得到工程界專業(yè)人士的認(rèn)可,可以用于連續(xù)墻、排樁、水泥土墻、土釘墻等支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算,驗(yàn)證配筋是否滿足安全與經(jīng)濟(jì)要求[1]。廣聯(lián)達(dá)系列軟件在計(jì)量計(jì)價(jià)方面更是有著不可小覷的影響力。作為施工人員,在深基坑施工過程中如何將理正軟件同BIM技術(shù)的應(yīng)用相結(jié)合,重點(diǎn)對BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場平面布置、工程進(jìn)度、物資管理、成本核算、技術(shù)管理、安全質(zhì)量、竣工交付、科技創(chuàng)新等方面的應(yīng)用進(jìn)行研究[2]。綜合施工過程中如何將廣聯(lián)達(dá)系列軟件與BIM技術(shù)結(jié)合應(yīng)用,對于完善內(nèi)業(yè)資料和優(yōu)化施工方案有著舉足輕重的作用。

        2 工程概況

        呂梁市新安大道地下綜合管廊工程K10+985至K13+021段位于山西省呂梁市市區(qū)改造新安大道上,自南向北縱向敷設(shè),全長2.036 km。地下水位埋深介于5.30~14.70 m之間。基坑深度6~15 m,屬一級、二級基坑,根據(jù)基坑埋深設(shè)置5種基坑支護(hù)形式,見表1。

        表1 基坑支護(hù)形式匯總

        標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi),工字鋼樁長12 m,樁間距500 mm,材質(zhì)Q235。內(nèi)支撐系統(tǒng)采用單根H400×400×13×12型鋼作為鋼圍檁和φ609×16鋼管鋼支撐組合。灌注樁支護(hù)間距1 200 mm,采用對拼雙排H600×300×12×20鋼圍檁和φ609×16鋼管鋼支撐組合。下穿段灌注樁間距1 600 mm,兩根灌注樁間采用φ500高壓旋噴樁形成止水帷幕,采用對拼雙排H600×300×12×20鋼圍檁和φ609×16鋼管鋼支撐組合。灌注樁頂部設(shè)C30混凝土冠梁[3-4]。

        3 Revit優(yōu)化施工場地布置方案

        本工程西側(cè)緊鄰209國道,距離1.5 m,基坑?xùn)|側(cè)剩余征地寬度10 m。按設(shè)計(jì)要求,基坑頂面3 m范圍內(nèi)不允許有重型荷載,因此剩余寬度僅為7 m,此寬度不能滿足鋼支撐、鋼圍檁等材料的堆放及大型吊車同時(shí)(75 t)作業(yè)的要求,施工空間狹長。因此,材料堆放場地的選址、現(xiàn)場材料周轉(zhuǎn)和臨時(shí)征地將成為項(xiàng)目的附加困難。利用BIM技術(shù)的Revit形成帶場地的三維模型[5],并利用Navisworks進(jìn)行漫游展示,以便了解各施工工況,更好地做好方案的優(yōu)化工作,節(jié)約施工成本。

        4 Revit與理正軟件在深基坑施工中的應(yīng)用

        4.1 理正軟件深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力檢算

        項(xiàng)目深基坑工程地質(zhì)情況復(fù)雜,支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變。針對周邊實(shí)際情況,采用分段開挖、樁撐支護(hù)與樁錨支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方法。充分利用3種方法的優(yōu)勢,在滿足施工的基礎(chǔ)上,保證了基坑及周邊環(huán)境的安全。對于各施工段的基坑支護(hù)受力驗(yàn)算,計(jì)算工作量較大,形成書面報(bào)告份數(shù)較多,是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。理正深基坑計(jì)算軟件能夠?qū)崿F(xiàn)不同地質(zhì)、工況條件下快速計(jì)算,報(bào)告結(jié)果清晰明了,以便實(shí)現(xiàn)支護(hù)體系施工方案的快速優(yōu)化。

        4.2 Revit三維建模微調(diào)深基坑支護(hù)體系

        鑒于施工工況復(fù)雜多變,且基坑狹長,支護(hù)工程中并未在設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)明內(nèi)支撐的具體布置里程,只是明確間距??紤]管廊二層功能口布置較復(fù)雜,高度不一,需在支撐布置過程中適當(dāng)調(diào)整內(nèi)支撐的起始里程和支撐高度,盡量減小對管廊二層功能口施工的影響。有必要借助Revit與Cvil3D軟件相結(jié)合應(yīng)用,形成三維模型[5],模擬各工況下施工情況,以便于各施工隊(duì)了解深基坑施工潛在的危險(xiǎn)要素,更有助于分段施工時(shí)內(nèi)支撐布置的合理安排。

        5 Revit在管廊主體施工中的應(yīng)用

        5.1 三維建模實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)調(diào)作業(yè)

        本項(xiàng)目涉及結(jié)構(gòu)工程、建筑工程、給排水工程、污水管道、燃?xì)夤艿馈崃艿?、電力電訊工程、消防與報(bào)警工程、滅火器等9個(gè)專業(yè),共計(jì)14本圖紙,信息零散且量大,施工過程中難免遺漏局部構(gòu)件。加之地下綜合管廊作為新型工程,很多技術(shù)人員對此不甚了解,對工程施工的效率影響很大。利用Revit建立三維模型對構(gòu)件進(jìn)行檢查,對施工人員進(jìn)行三維技術(shù)交底,對工程施工具有重要的指導(dǎo)意義。

        由于工程專業(yè)較多,設(shè)計(jì)過程中的專業(yè)融合程度對整體項(xiàng)目的效果有著舉足輕重的作用。利用Revit建立三維模型將各專業(yè)進(jìn)行碰撞檢查,發(fā)現(xiàn)其中的沖突,對于項(xiàng)目施工的提前控制很有必要。本項(xiàng)目通過三維建模檢查發(fā)現(xiàn)建筑工程與結(jié)構(gòu)工程結(jié)合時(shí)存在多處沖突,及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通進(jìn)行調(diào)整,避免了返工及材料浪費(fèi),節(jié)約了施工成本,提高了施工效率。

        5.2 Revit三維建模精準(zhǔn)計(jì)算工程量

        Revit實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的大規(guī)模三維建模對計(jì)算機(jī)的配置要求很高,管廊工程中鋼筋工程,標(biāo)準(zhǔn)段的鋼筋型號(hào)就達(dá)23種之多,加之下穿段及各功能口的鋼筋不盡相同,給三維建模增加了難度,需要嵌套多種鋼筋族,往往實(shí)現(xiàn)實(shí)體模型配備各種型號(hào)鋼筋需要很長的計(jì)算時(shí)間,一般電腦很難實(shí)現(xiàn),對施工單位人員來說用Revit計(jì)算整體工程量代價(jià)偏高,不建議整體結(jié)構(gòu)配筋。但對于一些異形結(jié)構(gòu),手工計(jì)算無法確定的部分可采用三維建模來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)算量。

        對于混凝土結(jié)構(gòu)及其他材料的工程數(shù)量計(jì)算,可以借助Revit三維建模來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)算量[6]。對于工程數(shù)量的計(jì)算規(guī)則,要求在創(chuàng)建三維模型時(shí)按照現(xiàn)行的計(jì)算規(guī)則進(jìn)行,否則對于重疊部分的工程數(shù)量,Revit軟件在進(jìn)行計(jì)算時(shí)不予以扣除[7-8],這就造成了工程量偏大,不利于施工目標(biāo)的控制。

        6 廣聯(lián)達(dá)軟件在管廊施工中的應(yīng)用

        6.1 廣聯(lián)達(dá)圖形算量的應(yīng)用

        廣聯(lián)達(dá)圖形算量對于大眾工程的工程數(shù)量計(jì)算得到了廣大工程造價(jià)、施工技術(shù)人員的青睞,對于工程數(shù)量的計(jì)算精準(zhǔn)程度具有很高的評價(jià)。所以在管廊工程中鋼筋工程數(shù)量的計(jì)算復(fù)核可以借助廣聯(lián)達(dá)的圖形算量來完成,這樣既節(jié)約了手工計(jì)算的漫長時(shí)間,又避免了三維建模的苛刻要求,還能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)算量,保證了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        6.2 廣聯(lián)達(dá)鋼筋下料軟件的應(yīng)用

        管廊工程因?yàn)橐紤]地質(zhì)、專業(yè)等多方面的原因,預(yù)留孔洞、變形縫位置及功能口高度等不盡相同,所以各部位鋼筋下料尺寸不一致。鋼筋下料是一項(xiàng)艱巨且繁重的任務(wù),手工繪制下料單效率低,準(zhǔn)確率難以保證。借助廣聯(lián)達(dá)的鋼筋下料軟件,再由人工檢查其精準(zhǔn)性,適當(dāng)調(diào)整特殊部位尺寸,大大減少了工作量,節(jié)約了工作時(shí)間,精簡了技術(shù)人員數(shù)量,提高了下料單的準(zhǔn)確性,提升了工作效率。

        7 結(jié)束語

        呂梁市地下綜合管廊工程項(xiàng)目試驗(yàn)段工程,通過理正軟件的深基坑受力驗(yàn)算,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場不符之處達(dá)300余米,降低了施工風(fēng)險(xiǎn),做到了事前控制,減少了施工投入;通過軟件計(jì)算驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況,共出具計(jì)算報(bào)告40余次,有效報(bào)告14篇,節(jié)約了時(shí)間,增強(qiáng)了施工的安全性,提高了施工效率。

        通過Revit三維建模實(shí)現(xiàn)場地布置方案優(yōu)化,規(guī)劃用地6 000 m2,節(jié)約場地租賃3 000 m2,相應(yīng)節(jié)約了各項(xiàng)費(fèi)用開支,達(dá)到了節(jié)約資金、節(jié)約用地的良好效果。

        通過Revit的三維建模實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)協(xié)作,調(diào)整變形縫里程10處,調(diào)整綜合艙、電艙投料口位置3處,電纜分支節(jié)點(diǎn)位置2處,燃?xì)馀撏读峡谖恢?處,綜合艙、電艙逃生口位置2處,有效避免了因設(shè)計(jì)問題造成的施工錯(cuò)誤,保證了施工工作的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        通過Revit三維模型計(jì)算復(fù)核管廊工程各部位混凝土工程、防水工程、電力電訊、各種管道等工程數(shù)量實(shí)現(xiàn)工程數(shù)量自動(dòng)化、精準(zhǔn)化控制。

        通過廣聯(lián)達(dá)圖形算量,精準(zhǔn)計(jì)算工程構(gòu)件鋼筋數(shù)量,大大節(jié)約了手工計(jì)算的時(shí)間,提高了工作效率。采用廣聯(lián)達(dá)進(jìn)行鋼筋下料,減小了人工工作量,提高了下料單的準(zhǔn)確性。

        在本工程中,通過各種軟件的結(jié)合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了工程施工周期信息化控制,對于綜合管廊工程施工取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,對類似施工過程具有很好的借鑒作用。

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