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BIM技术在城市地下综合管廊建设中的应用

引言

城市地下综合管廊是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、燃气、给排水等各类市政管线集中化管理，设有专门的通风口、投料口、人员出入口以及监控中心；一直以来，我国高度重视城市基础设施建设以及城市地下管线建设的管理，地下综合管廊系统建设工作的展开，不仅解决了城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护与检修。管廊建设的发展对民生需求以及提高城市综合承载力发挥着重要作用。

BIM作为世界所公认的建筑业革命性的技术，近年来，政府相关单位、各行业协会与专家、设计单位、施工单位、科研院校开始逐步重视并推广BIM技术，BIM在建筑业内掀起了一股热潮。许多企业已将BIM技术投入设计阶段、施工阶段、销售招商、运维阶段使用。针对设计企业，通过利用BIM技术，除了可对造型、体量、空间分析外，还可进行能耗以及成本分析，使得方案更具科学性。针对施工单位，利用BIM的三维信息化模型在前期工作中进行膨胀检查，避免返工，节约了成本；同时加入时间维度可高效地安排施工进度计划；通过三维渲染以及与VR技术的结合应用，可以给人以真实感的体验，施工前进行浸入式体验交底，施工中实时进行方案调整等。针对运维阶段，主要体现在空间管理、设备管理、隐蔽工程管理、应急演练、节能减排管理等。

2015年住建部明确：到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。在城市地下综合管廊建设过程中全生命周期运用BIM技术，将开启管廊建设新时代，逐步开展智慧建造与智慧运用。

BIM规划阶段

基于GIS技术收集的项目周边地理信息数据，结合BIM技术，将精确的管廊模型导入GIS系统，检查管廊施工图设计BIM模型与已建或已规划地下空间、轨道交通之间是否存在冲突，对模型进行调整，确保管廊与周边规划的协调性，避免了施工工期中临时调整管廊位置，修改设计图的局面。

三维真实比例BIM数据模型结合云平台GIS定位功能实现在真实地形环境下研究与定位，改变非直观的表达方式，传达项目信息模型的准确定位，极大程度上提升了工作效率，保证了设计效果质量问题。根据模型的准确定位，分析判断地下综合管廊途径的地形特点，合理分配施工过程中的施工便道、临建场地等规划。

BIM设计阶段

三维可视化模型建立

施工图设计阶段分为管廊廊体施工图设计和入廊管线施工图设计两个部分，两部分内容实施时间按照整体项目建造计划进行。综合管廊分为三舱断面和四舱断面，其中四舱断面设置有高压强电舱、污水舱、水电信息舱舱以及燃气舱，三舱断面缺少污水舱。高压强电舱，用于放置电力电缆，包含110KV电力电缆12根，自用电缆10根，采用金属电缆支架承载，其中110KV电力电缆用管夹固定于支架上，自用电缆置于槽式电缆桥架内，桥架放置于支架上；污水舱容纳DN500污水管一根；水电信息舱容纳DN600和DN800给水管一根，10KV电力电缆16根、通信线管两排；燃气舱容纳DN300~DN400燃气管一根，长虹路延长线~三塘气源厂段为DN300，三塘气源厂~昆仑大道段为DN400。

图3-1三舱断面模型

创建廊体结构模型

图3-2四舱断面模型

根据管廊主体设计施工图纸，创建管廊构件和预埋件真实比例模型。通过管廊整体图纸定位，创建管廊需要现浇的结构模型。这一过程不仅是建立管廊的三维模型，更是在建模过程中，检查图纸在二维设计过程中不易发现的问题，通过模型与设计院进行沟通，并根据反馈信息修改管廊廊体结构模型。

创建附属设施模型

图3-3管廊主体模型

附属结构有电气、通风、监控报警、自动控制、消防、排水、标识、智能建筑等。根据附属设施设计施工图创建管廊附属工程设施模型，管廊廊体结构模型进行拼接形成管廊廊体完整模型。

图3-4族库建立

创建接入管线模型

不同专业的管线由各管廊接入单位提供设计施工图纸，根据图纸在廊体结构中创建管线模型，不同专业的模型可以同时在同一个中心文件中建立，并不会因为专业繁多而降低工作效率，模型创建也是查漏补缺的过程，是对管线排布质量控制的第一步。

图3-5线管模型

可视化设计

内部空间优化

管廊内部作业环境属于狭窄空间作业，为判断廊体内部是否符合规范要求，通过BIM模型进行漫游检查，根据浸入式漫游体验，相关专业人员针对廊内管线安装与入廊管线的位置进行合理优化与调整，对，从而达到设计模型的优化，满足在管廊狭窄空间内的作业条件，调整管线的空间位置，使管线布局更紧凑合理。

复杂节点深化设计

图3-6支架及桥架系统

深化设计