葛光亮

（中交隧道局華中工程有限公司，武漢 430000）

1 引言

BIM 技術(shù)的發(fā)展和普及對建筑領(lǐng)域的影響十分巨大，通過對BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，建筑工程的施工質(zhì)量和施工效率可以得到顯著提升。在地下綜合管廊施工中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠提高工程的集成化程度，對施工場地狹小、地下管線復(fù)雜等因素引發(fā)的各種問題進(jìn)行解決，同時也促進(jìn)了地下綜合管廊工程管理水平的提高。

2 BIM 技術(shù)與地下綜合管廊

2.1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)指建筑信息模型，它可以將建筑工程項目中從設(shè)計、施工、運(yùn)行到生命周期的信息集成到建筑信息模型中。使用BIM 模型信息數(shù)據(jù)庫，設(shè)計單位、施工方和業(yè)主方可以協(xié)同工作，有助于提高工作效率、控制成本。虛擬建筑工程的三維模型是BIM 技術(shù)的核心，借助數(shù)字化技術(shù)，可以為模型提供全面實用的構(gòu)建信息庫。此信息庫中包含了建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何信息和屬性信息，以及某些非構(gòu)件對象的狀態(tài)信息。BIM 可以應(yīng)用到設(shè)計環(huán)節(jié)，也可以用于工程項目的全生命周期，其數(shù)據(jù)庫并非固定不變，而是能夠在應(yīng)用過程中不斷地更新和充實，同時，BIM 可以為工程項目的參與者提供共同工作的平臺[1]。

2.2 地下綜合管廊

在傳統(tǒng)的管線施工中，往往會因為管線敷設(shè)和維修的需要，頻繁對道路進(jìn)行開挖，影響周邊居民的日常生活，對市容市貌產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。利用地下綜合管廊，可以多次降低路面維修成本，確保路面結(jié)構(gòu)的完整性和管線的耐久性。同時，地下綜合管廊內(nèi)管線的合理布設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)對地下空間的充分利用，減少了土地資源的浪費(fèi)，也不需要在道路兩邊設(shè)置檢查井和檢查室，美化了城市景觀，更消除了架空線路與市政綠化的沖突。總之，地下綜合管廊建設(shè)在城市地表下，用于集中鋪設(shè)電力、通信、無線電和電視、煤氣、供水和排水等市政管線的公共隧道，在管廊施工建設(shè)、維修養(yǎng)護(hù)和故障處理時，各部門需要相互配合，避免路面反復(fù)開挖的問題。地下綜合管廊的建設(shè)解決了城市交通擁堵問題，為各種市政管線的維護(hù)檢修提供了便利，在滿足民生基本需求的同時，在提高城市綜合承載能力等方面，發(fā)揮著非常重要的作用。

3 BIM 技術(shù)在地下綜合管廊施工全過程中的應(yīng)用

3.1 工程概況

以汝水南大道道路工程為例，其起于安石大道（樁號K0+019.5），止于緯六路（樁號K3+565），全長為3 545m，是城市主干路，紅線寬度為45m，設(shè)計速度是40km/h。此工程綜合管廊沿汝水南大道敷設(shè)，始于安石大道（樁號K0+025），止于緯六路（樁號K3+565.9），全長3 540.9m。工程內(nèi)容包括：綜合管廊和配套工程（含綜合管廊主體結(jié)構(gòu)、基坑、通風(fēng)、電氣、消防等）。

綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)段覆土為2.5m，管廊的埋深約為5.7m，最大覆土厚3.0m，最大埋深6.2m，一般市政管線可以橫向貫穿。為減少綜合管廊埋深，綜合管廊的埋設(shè)坡度應(yīng)盡量與道路坡度保持一致。綜合管廊中每個艙室的消防區(qū)不超過200m，每個消防區(qū)均配有進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口、逃生口、投料口、進(jìn)風(fēng)口或排風(fēng)口組合設(shè)計；管線支管井按200m 間距布置，綜合管廊斷面的結(jié)構(gòu)尺寸是BH=3.6m×3.55m（B 為管廊寬度；H 為管廊高度），內(nèi)凈空尺寸為BH=3.0m×2.9m，納入通信、10kV 電力、DN400mm 給水管，通信與供水安排在同一側(cè)，10kV 供電和自行使用的電力通信管道安排在同一側(cè)[2]。

3.2 BIM 技術(shù)應(yīng)用

3.2.1 BIM 技術(shù)在準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在準(zhǔn)備階段主要有以下應(yīng)用：

1）模型構(gòu)建。在正式施工前，需要運(yùn)用BIM 技術(shù)構(gòu)建地下綜合管廊BIM 模型，結(jié)合該工程的實際情況，可以將管廊變形縫作為分隔斷，利用Revit 軟件完成建模工作，建模范圍包括基槽、靜壓鋼板樁、管廊主體結(jié)構(gòu)、構(gòu)筑物鋼筋體系等，要求模型的詳細(xì)程度可達(dá)到LOD300（BIM 模型深度等級劃分）的標(biāo)準(zhǔn)，確保模型可以為后續(xù)的工程施工建設(shè)提供指導(dǎo)和借鑒。

2）圖紙審查。工程項目施工前，需要做好施工圖的審查工作，確保其能夠與施工現(xiàn)場的實際情況保持高度一致，及時對其中存在的缺陷和問題進(jìn)行解決，這樣施工單位才能按照圖紙施工，并確保施工效果[3]。圖紙審查環(huán)節(jié)，需要借助BIM 技術(shù)具備的三維可視化功能實現(xiàn)設(shè)計圖的自動關(guān)聯(lián)，確認(rèn)圖紙是否能夠滿足地下綜合管廊施工建設(shè)的現(xiàn)實需求，施工工序與設(shè)計是否存在矛盾沖突等。

3）平面布置。借助BIM 技術(shù)，可以協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場的平面布置，解決傳統(tǒng)平面布置中存在的信息不連續(xù)問題。在已構(gòu)建的BIM 模型中，以完善的信息作為支撐，保證施工平面布置效果。地下綜合管廊施工需要在地下進(jìn)行，現(xiàn)場空間有限，利用BIM 技術(shù)，能夠?qū)ΜF(xiàn)場材料的堆放、大型設(shè)備的設(shè)置、運(yùn)輸路徑的選擇等進(jìn)行明確與復(fù)核，確定最佳的平面布置方案。

3.2.2 BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在施工階段主要有以下應(yīng)用：

1）施工方案模型。在針對地下綜合管廊進(jìn)行施工的過程中，許多因素都處于不斷發(fā)展變化中，不同階段呈現(xiàn)出的特點(diǎn)也會有所不同，在這種情況下，如果僅依靠人工對各項工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，不僅難度較大，而且效率較低。對此，可以將BIM 技術(shù)作為輔助，針對施工專項方案進(jìn)行模擬，利用其可視化特征，將信息直觀地展示出來，輔助協(xié)調(diào)人員制定科學(xué)的決策。對土方進(jìn)行開挖時，施工人員需要嚴(yán)格依照“開槽支撐、先撐后挖、嚴(yán)禁超挖”的原則進(jìn)行操作，運(yùn)用BIM 技術(shù)對施工方案進(jìn)行模擬，可以檢驗方案的可行性和有效性，確保其能夠很好地滿足施工要求后，才能對方案進(jìn)行應(yīng)用，以確保地下綜合管廊工程的施工進(jìn)度和施工效率。

2）管廊跳艙模擬?？梢岳肗avisworks 施工模擬軟件，對照施工現(xiàn)場的具體情況，就其進(jìn)度計劃進(jìn)行分模型關(guān)聯(lián)，得到相應(yīng)的施工模擬動畫，將實際工期與計劃工期進(jìn)行對比，明確可能影響工期的因素，及時對工程的進(jìn)度計劃進(jìn)行調(diào)整，控制好資源消耗情況，在保證施工順利進(jìn)行的同時，對施工成本進(jìn)行嚴(yán)格管控，避免出現(xiàn)資金浪費(fèi)問題。

3）施工工期管理。地下綜合管廊工程的施工建設(shè)關(guān)系著后續(xù)各類市政管線的施工，因此，對工期有比較嚴(yán)格的要求，在施工管理過程中，BIM 模型與施工進(jìn)度計劃關(guān)聯(lián)，可以編制相應(yīng)的施工模擬動畫，對現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)做好精確劃分，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。同時，以BIM 技術(shù)為支撐開展虛擬施工，能夠直觀地預(yù)估施工過程中可能出現(xiàn)的問題，了解這些問題所產(chǎn)生的后果，對可能影響施工進(jìn)度的問題進(jìn)行及時解決，并幫助管理人員更好地對工程施工情況進(jìn)行把控。

4）做好技術(shù)交底。技術(shù)交底是工程項目施工中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效的技術(shù)交底能夠幫助現(xiàn)場施工人員和管理人員準(zhǔn)確把握地下綜合管廊的整體施工要求，了解設(shè)計方案和施工目標(biāo)，確保各項活動具備良好的目的性和指向性。針對傳統(tǒng)技術(shù)交底中存在的各種問題，如交底不清晰、技術(shù)方案無法細(xì)化等，運(yùn)用BIM 技術(shù)都能進(jìn)行有效解決，利用三維模型和動畫的方式替代傳統(tǒng)的文字交底，可以明確施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)部位，有利于工程施工質(zhì)量的提高。

5）材料計劃管控。在合理應(yīng)用BIM 技術(shù)的情況下，工程技術(shù)人員能夠更加準(zhǔn)確地掌握地下綜合管廊工程施工中的各種數(shù)據(jù)信息，為項目物資管理部門的物資管理提供可靠的技術(shù)支持，使其能夠制訂出更加可靠的物資采購計劃，也可以根據(jù)具體的施工進(jìn)度實施限額領(lǐng)料，有效避免材料浪費(fèi)問題，在幫助施工企業(yè)做好工程項目資金合理調(diào)配，減少資金積壓的同時，兼顧成本控制。

3.2.3 BIM 技術(shù)在驗收階段的應(yīng)用

在工程驗收環(huán)節(jié)，BIM 技術(shù)同樣能夠發(fā)揮出非常關(guān)鍵的作用：（1）將工程的完工情況與BIM 模型進(jìn)行對照，找出其中可能存在的差異，明確差異產(chǎn)生的原因，分析其對工程整體質(zhì)量安全的影響，督促施工單位及時進(jìn)行處理；（2）將BIM 模型與云平臺結(jié)合在一起，形成相應(yīng)的二維碼，在施工關(guān)鍵區(qū)域粘貼，使技術(shù)人員在對工程進(jìn)行驗收的過程中，只需要掃描二維碼，就能夠明確需要重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域，了解預(yù)埋件的位置，對其進(jìn)行檢查，保證工程的施工效果。

3.3 應(yīng)用價值

結(jié)合該工程的實際情況分析，通過對BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，對比傳統(tǒng)的人工規(guī)劃設(shè)計和施工管理，結(jié)構(gòu)設(shè)計和管線設(shè)計錯誤發(fā)生的概率降低了90%，施工速度提高了約30%，而且一些施工難點(diǎn)，如管廊預(yù)埋構(gòu)件的預(yù)制和裝配精度均得到了顯著提升，現(xiàn)場的平面布置更加合理，二次搬運(yùn)現(xiàn)象明顯減少，人員、材料、設(shè)備資源得到了更加合理的配置，促進(jìn)了地下綜合管廊工程施工質(zhì)量的顯著提高。

4 結(jié)語

總而言之，在工程建設(shè)領(lǐng)域，BIM 技術(shù)是一種工具，更是一種技術(shù)和方法，能夠?qū)⒔ㄖ珘勖芷谀Ｐ秃凸芾磉^程結(jié)合在一起，實現(xiàn)對工程項目的集成化管理。借助BIM 技術(shù)具備的可視化特征，能夠?qū)⒌叵戮C合管廊工程的施工計劃直觀地呈現(xiàn)出來，也可以針對地下綜合管廊的建設(shè)進(jìn)行模擬分析，在工程建設(shè)過程中提供有效的指導(dǎo)，建設(shè)完成后，還能為地下綜合管廊的運(yùn)行維護(hù)提供便利。