崔賽

城市中的地下綜合管廊實際上是指在地下統(tǒng)一規(guī)劃各類管道敷設(shè)的空間走廊，也被稱為地下共同溝。在設(shè)計施工中結(jié)合各管線敷設(shè)要求在適當深度范圍內(nèi)，挖掘一條隧道，保證電力、供熱、通訊、給排水等管道有序鋪設(shè)和運行，確保城市公共生活正常展開。近年來在科學技術(shù)不斷進步發(fā)展的條件下，BIM技術(shù)成為該類工程設(shè)計應用的主要手段，有助于提高設(shè)計效率、減少設(shè)計施工以及運營維護等階段存在的問題，促使工程綜合效益得到顯著提升。

一、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)即是建筑信息模型，起初是以建筑工程項目的各項數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立可視化的建筑模型，并基于數(shù)字信息仿真等對建筑物的真實信息進行直觀展現(xiàn)，具有良好的信息完備性、關(guān)聯(lián)性以及一致性，在設(shè)計施工階段有助于輔助協(xié)同設(shè)計、優(yōu)化施工等重要作用。最近幾年BIM技術(shù)發(fā)展不斷完善，并趨于成熟，在各類工程活動中逐漸取代傳統(tǒng)設(shè)計方法。在實際應用過程中可對建筑主體進行虛擬化處理，在可視化和模型化、數(shù)字化的前提下，對建筑工程信息實施模擬，真實反應建筑實體的相關(guān)狀況。同時BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的人機互動，可集合各個工程參與方的合理化建議，對原有和修改后的工程信息進行模擬比較，從而比選最佳設(shè)計施工方案，極大地提高了工程建設(shè)整體效率。當前階段隨著地下綜合管廊建設(shè)活動的頻繁開展，應用BIM技術(shù)開展設(shè)計工作，有利于確保施工和運營維護的效益有所提高，充分保證地下綜合管廊的服務功能高效發(fā)揮。

二、地下綜合管廊設(shè)計現(xiàn)狀

由于地下綜合管廊是城市建設(shè)中較為復雜的一項基礎(chǔ)性工程，其往往涉及到各類管線的敷設(shè)，并與道路、建筑、城中河等設(shè)施存在密切聯(lián)系。如采用傳統(tǒng)設(shè)計方法，則會出現(xiàn)比較明確的缺陷，影響管廊的總體設(shè)計質(zhì)量。比如現(xiàn)階段一部分城市在地下綜合管廊設(shè)計中，仍沿用以往的設(shè)計技術(shù)，導致工程成本難以降低。在實際設(shè)計工作中，給排水管道相比于其他管線更為繁雜，當采用落后設(shè)計方法時，僅能依靠平面圖紙判斷管線走向、深度、長度等，無法立體化明確管線的敷設(shè)現(xiàn)狀以及改建要求，甚至會與其他管線發(fā)生碰撞和沖突等情況，造成工期延誤、成本增加等問題。同時傳統(tǒng)設(shè)計人員大多情況下依靠地下管線結(jié)構(gòu)、設(shè)備圖紙等對管廊進行設(shè)計和布置，缺乏對現(xiàn)場實際環(huán)境的了解掌握，致使設(shè)計方案與具體場地條件不符，影響最終建設(shè)效果。除此之外，傳統(tǒng)設(shè)計人員對地下綜合管廊的設(shè)計多是依靠自身主觀經(jīng)驗，通過明確管道的大致走向和方位，以此粗略規(guī)劃管廊的位置，設(shè)計進度十分緩慢，設(shè)計成果與建設(shè)要求也可能存在較大偏差。因此，必須在新時代背景下探索新的高效設(shè)計方法，以此提高設(shè)計質(zhì)量，確保地下綜合管廊工程設(shè)計施工具有科學性和可行性，以滿足城市向前發(fā)展的需求。

三、BIM技術(shù)在地下綜合管廊設(shè)計中的具體應用

1.開展設(shè)計沖突碰撞檢查

因為地下綜合管廊內(nèi)敷設(shè)的各類管線數(shù)量較多、布線較為復雜，存在諸多交叉口等現(xiàn)象，導致不同管線、管道與結(jié)構(gòu)或附屬設(shè)施等產(chǎn)生碰撞情況，影響管線的實際運行效果。利用BIM技術(shù)可進行設(shè)計沖突檢查和碰撞試驗，從而使管線在管廊內(nèi)的平面走向、立體交叉布置等具有協(xié)調(diào)性，防范出現(xiàn)沖突問題。在應用環(huán)節(jié)設(shè)計人員可采用BIM配套軟件創(chuàng)建地下管廊建筑模型，使用相應的模塊進行管線沖突碰撞檢測。不過設(shè)計人員在開展碰撞檢查之前，應當先要合理設(shè)置有關(guān)碰撞試驗的專業(yè)模型，明確碰撞規(guī)則和類型，通過輸入相關(guān)數(shù)據(jù)形成詳細檢測報告。比如針對暖通管線與給水管線的碰撞檢查為例，發(fā)現(xiàn)其共出現(xiàn)150個碰撞點，選取其中一段碰撞點，根據(jù)報告整合發(fā)生沖突的構(gòu)件類型、名稱以及編號等，再交由專業(yè)設(shè)計人員進行修改處理。相比于傳統(tǒng)CAD設(shè)計方法，能夠在施工前及時發(fā)現(xiàn)碰撞點，及時有效地修改錯、漏、碰、缺等設(shè)計問題，進而提高設(shè)計質(zhì)量，避免出現(xiàn)返工。

2.優(yōu)化設(shè)計預留洞口

在傳統(tǒng)設(shè)計方案中，現(xiàn)澆混凝土墻以及板等預留洞口的設(shè)計難度較大。并且在專業(yè)溝通協(xié)調(diào)不足的情況下，很容易出現(xiàn)設(shè)計與施工不相符的情況。比如后續(xù)開展機電安裝作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)墻體預留洞口不足，如果實施后開洞工藝則會對管廊的整體運行造成一定安全隱患。而在地下綜合管廊設(shè)計中應用BIM技術(shù)，則能夠?qū)C電模型與建筑結(jié)構(gòu)模型開展有效整合，利用BIM配套軟件進行可視化檢查。相比于傳統(tǒng)設(shè)計，采用BIM技術(shù)可直接確定墻板上預留洞口的位置，并明確各洞口的尺寸大小、具體方位等，最大限度地降低設(shè)計變更，節(jié)約設(shè)計施工成本。

3.調(diào)整凈空高度

針對地下綜合管廊內(nèi)存在管線種類較多的現(xiàn)狀，為充分保障管道和管線排布具有分明層次、錯落有序以及走向明確等，必須要適當提高管線的凈空高度，也有利于后續(xù)在運行維護中為相關(guān)檢修人員提供操作空間。應用BIM技術(shù)則能夠利用項目模型通過定義人物屬性、利用漫游方式對工作場景進行有效模擬，充分檢查設(shè)計凈高和凈寬是否能夠滿足后期運維需求，確保設(shè)計方案符合實際施工和檢修操作標準，提高地下綜合管廊的整體設(shè)計效果。通常情況下對于地下綜合管廊高度和寬度設(shè)計標準如表1所示。

表1 地下綜合管廊相關(guān)高度與寬度標準參數(shù)設(shè)計

4.深化施工圖出圖

對地下綜合管廊施工圖進行深化設(shè)計是十分有必要的，有助于為后續(xù)建設(shè)作業(yè)提供具體的指導，從而促使工程施工質(zhì)量和效果符合預期目標。通過利用BIM技術(shù)能夠建立相應的三維管廊模型，按照視圖控制功能對模型實施平立剖切分，以此自動生成施工圖紙。如果按照相關(guān)勘察結(jié)果或要求需對設(shè)計方案進行修改變更，設(shè)計人員可直接在三維模型中進行參數(shù)修正，對應的立體施工圖也隨之調(diào)整變化，有效提升出圖效率。在具體操作環(huán)節(jié)中，其主要流程如圖1所示。不過需注意BIM的制圖標準與我國工程規(guī)范存在一定差別，應對導出圖進行修改和轉(zhuǎn)化。即在出圖前對線型線寬、文字圖例以及尺寸標注、標記注釋等實施調(diào)整，嚴格按照我國現(xiàn)行工程出圖要求進行二次加工，進而高效指導后續(xù)施工作業(yè)的開展。

圖1 應用BIM深化地下綜合管廊設(shè)計施工圖紙

四、結(jié)束語

綜上所述，針對地下綜合管廊設(shè)計需合理應用現(xiàn)代科學技術(shù)，通過采用BIM技術(shù)有助于改善傳統(tǒng)設(shè)計存在的弊端，進一步強化信息交流共享、建立可視化三維立體模型和圖紙，有效提高設(shè)計效率。在具體工程的設(shè)計環(huán)節(jié)，相關(guān)人員需要利用BIM技術(shù)開展設(shè)計沖突碰撞檢查、優(yōu)化設(shè)計預留洞口、調(diào)整凈空高度、深化施工圖出圖等，以此實現(xiàn)地下綜合管廊設(shè)計方案得到合理優(yōu)化的目的，最大限度地縮短工期、節(jié)約成本，提升社會效益和經(jīng)濟效益。