BIM技術在綜合管廊施工階段應用研究

王 科 劉 亮 呂麒珉

(上海建科工程咨詢有限公司，上海 200032)

1 概述

城市綜合管廊，又稱“共同溝”，是匯集各類市政綜合管網的一個城市地下隧道空間，其結構主體一般由多個標準段、分支口、吊裝口、過河段、逃生口等主體連接組成。管廊內鋪設管線眾多，尤其在分支口往往存在多類管線橫穿、交錯的情況。綜合管廊作為保障城市運行的重要基礎設施與“生命線”，一般穿行于城市主干交通要道，因而既有的市政管線、施工期間的交通組織方案對于管廊施工影響很大。

BIM技術對于工程從業人員而言早已不再陌生，其作為一種重要的信息化管理手段，在綜合管廊建設過程中的應用可大幅度提高施工精細化管理效益，可針對施工過程中的不同問題進行參數化分析，同時可對交通組織方案、管線搬遷施工、管廊建設施工進行可視化模擬。無論在管理層面，還是在技術層面，BIM都可以發揮很大的價值。

2 BIM輔助交通組織優化

交通組織方案編制的難點很多，既要滿足不影響交通，又不能耽誤施工工期；既要做好交通疏導，又要最大限度地降低占綠、掘路周期；既滿足建設單位要求，又能通過交管部門審批。如何打造一套造價最低、經濟可行的分段封路交通臨時方案，本節將對BIM技術在交通組織方案中的應用形式、流程與成果效益做詳細論證，見圖1。

首先，借助無人機傾斜攝影技術搭建一套現狀場地環境BIM+GIS模型，并對整體塊狀環境模型進行單體化拆分與地表模型細化：包括地面建筑物、構筑物、標識標牌、道路標志標線、附屬設施、障礙物等，通過單體拆分，形成一套現狀交通環境模型。

其次，在現狀交通環境模型與交通組織方案的基礎上，形成施工期間交通組織方案模型。加入了包括臨時標志標牌、圍擋、交通便道、臨時設施等，并將施工期間的占路、占綠、道口封閉、路口翻交等情況以模型形式反映。

模型搭建完成后，通過第一人稱視角進入，可對整體方案進行實景漫游。通過實景漫游，交管部門和施工管理人員能更容易發現方案和二維圖紙中不易察覺的不規范、不合理問題。交通組織方案模型還可用于分析車輛轉彎角半徑、施工車輛行車路線、社會車輛路線、公交車輛改道路線等參數化技術信息。圖2展示了某主干道段的交通組織方案模型。

BIM輔助交通組織方案模擬可極大提升交管部門審核效率，減少方案修改次數，預判施工期間可能發生的問題，避免后期返工與變更，并最大限度減少工區分段，最大化確保工期。

3 BIM技術輔助優化管線搬遷施工

管線搬遷是綜合管廊實施前的重要準備工作，與管廊主體結構存在諸多交錯界面，管線搬遷現場涉及到的問題遠比預想來得復雜：臨時搬遷位置的合理選址，管線管井實際搬遷量，不必廢除或可原井利用的管線，本節將對BIM技術在管線搬遷施工方案中的應用形式、流程與成果效益進行簡要闡述。

在BIM+GIS場地綜合環境模型的基礎上，管線搬遷施工方案模型包括了現狀市政管線模型和管線搬遷方案模型。通過對比原規劃、搬遷后的市政管線模型，分析導出搬遷工程量、廢除管段長度、廢除管井數量、臨時管段長度、臨時管井數量等，篩查并優化管線搬遷方案，最終導出各專業獨立的管線搬遷模型，輔助現場工作界面劃分，管線搬遷模擬流程詳見圖3。

BIM技術還可以為過路管穿廊施工提供輔助。過路管、預埋管在管廊主體結構中以模型形式體現，通過對管廊主體結構模型、市政管線模型的檢查，提前檢查發現未預留、未開洞或洞口位置偏差的結構問題，做到早發現、早變更，避免二次施工。

BIM技術對多種管線搬遷方案模型比選，并可對管線搬遷施工方案進行模擬。通過搬遷工程量統計、施工期間的實施指導、施工后期的回搬指導，構成一套完整的管線搬遷BIM應用體系。如圖4所示為現狀管線、管線搬遷模型與管廊主體結構的綜合分析。

4 BIM技術輔助管廊主體施工

在案例項目中，業主單位聘請了專業的BIM咨詢顧問單位對項目全生命周期BIM技術應用進行管理和規范。BIM咨詢顧問單位協同業主單位，對整體項目BIM技術應用框架、應用范疇、技術推廣模式、參建單位成果交付依據、交付標準、BIM應用項都做了具體而嚴密的要求與規定，并對項目不同階段的交付成果做了相應的區別化要求。如設計階段模型構件需要預留施工信息輸入端口，設計、施工甚至環境GIS模型需保證模型基點統一，BIM模型按專業命名與拆分等，這些要求作為保證BIM模型沿用的重要前置條件。

施工階段，設計模型被拆分、深化為多個模塊：包括施工場地布置模型、樁基圍護結構模型、管廊主體結構模型、入廊管線模型、管廊自用管線模型等，這些模型，匯同市政管線模型、交通組織模型、BIM現狀環境模型等模型一起，共同形成一套完整的、精細化的、多專業、多維度綜合管廊施工深化模型(如圖5所示)。

5 結語

城市地下綜合管廊的建設對改善水電、通訊等管線安全水平和提高防災抗災能力都具有重要的作用，BIM技術作為一種嶄新的信息化管理工具，在協同設計、精細化施工管理、智慧運營等方面都發揮著強大推動力，而且隨著BIM技術的深入應用，其作用將會越來越大。

本文分別從交通組織BIM應用、管線搬遷BIM應用、管廊主體施工BIM應用等方面，闡述了BIM技術在傳統管廊施工過程中的便利與價值。BIM技術的可視化、信息化、協調性和模擬性等特點在管廊施工過程中發揮著二維設計、傳統施工所無法替代的作用。

通過本次論文研究和管廊項目實施，作者認為管廊BIM應用待深入研究的方面可能有以下幾點：

1)裝配式預制構件管廊BIM應用，二維碼編碼或者射頻RFID與BIM技術結合應用，將會在預制管廊實施中發揮巨大作用；

2)無人機航拍傾斜攝影技術對于現狀模型的應用；

3)管廊運營階段BIM技術應用。