BIM 技術(shù)在綜合管廊工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

田蕾，王觀燁

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071）

綜合管廊又被稱為“共同溝”、“共同通道”等，是未來(lái)城市地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)家有綜合管廊建設(shè)的相關(guān)的指導(dǎo)意見(jiàn)以推動(dòng)此項(xiàng)城市建設(shè)的發(fā)展，將來(lái)我國(guó)將有一批具有代表性的城市綜合管廊工程投入使用。BIM 技術(shù)在綜合管廊工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，將大大提升綜合管理建設(shè)的質(zhì)量和水平，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

1 BIM 技術(shù)的概述

BIM 技術(shù)即建筑信息模型，通過(guò)BIM 技術(shù)，可以將信息和數(shù)據(jù)完整的展現(xiàn)在一個(gè)模型中，形成直觀立體的效果，BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，BIM 技術(shù)有著特有的優(yōu)勢(shì)。

（1）應(yīng)用于整個(gè)周期。BIM 技術(shù)是通過(guò)模型將數(shù)據(jù)、信息立體直觀的展現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)還可以貫穿工程項(xiàng)目的整個(gè)階段，從工程的設(shè)計(jì)、施工和后期管理等，都可以通過(guò)BIM技術(shù)完成模擬設(shè)計(jì)。

（2）直觀性。工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作涉及到很多因素，包含著豐富的信息量，單純的依靠想象來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，影響設(shè)計(jì)的質(zhì)量。BIM 技術(shù)應(yīng)用后，各種信息通過(guò)直觀立體的模型展現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員可以更好的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，及時(shí)的進(jìn)行設(shè)計(jì)處理。

（3）協(xié)調(diào)性。BIM 技術(shù)可以將各個(gè)階段的數(shù)據(jù)融入到一起，形成相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)鏈，降低了傳統(tǒng)階段設(shè)計(jì)時(shí)不同設(shè)計(jì)階段的沖突，使設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程更加順暢，具有良好的協(xié)調(diào)性。

（4）優(yōu)化性。在工程項(xiàng)目中有很多情況單純的通過(guò)想象是不能實(shí)現(xiàn)的，需要借助先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的展示。BIM 技術(shù)就可以模擬所需的各種因素，如光照、人員疏散等情況，從而有利于工程設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約成本支出。

2 綜合管廊概述

綜合管廊建設(shè)是建立統(tǒng)一的地下隧道，將地下的管線如電力、水利、通信、供暖等部門(mén)的管線全部建設(shè)在地下隧道內(nèi)，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和管理，提高地下空間的利用率，同時(shí)方便地下管線的維護(hù)和保養(yǎng)。綜合管廊是城市設(shè)計(jì)的一大突破，展現(xiàn)了人們的智慧。和傳統(tǒng)的地下管線設(shè)置相比，城市綜合管廊有幾個(gè)突出特點(diǎn)：首先，集中化。傳統(tǒng)的地下管線是各部門(mén)根據(jù)自己的需要進(jìn)行地下鋪設(shè)，各部門(mén)管線單獨(dú)布置，影響未來(lái)城市的發(fā)展和管理，并且維修和保養(yǎng)較為困難。其次，降低成本。各部門(mén)分開(kāi)鋪設(shè)管線時(shí)，會(huì)造成不同部門(mén)的重復(fù)施工，不僅影響人們的正常生活，同時(shí)增加了成本。綜合管廊實(shí)現(xiàn)了一次建設(shè)，終身使用的目的，優(yōu)化了城市建設(shè)。

3 BIM 技術(shù)在綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)應(yīng)用到城市綜合管廊設(shè)計(jì)中，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，為后期的順暢使用打下基礎(chǔ)。BIM 技術(shù)在綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包含以下幾點(diǎn)。

（1）三維設(shè)計(jì)可以進(jìn)行全過(guò)程的連續(xù)表達(dá)，不受階段的束縛，同時(shí)可以完整的展現(xiàn)階段斷面和特殊斷面的設(shè)計(jì)情況。

（2）在BIM 模型中，數(shù)據(jù)信息的調(diào)整會(huì)反應(yīng)到整個(gè)工程項(xiàng)目中，同時(shí)相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞和對(duì)接，降低由于局部數(shù)據(jù)調(diào)整而相關(guān)數(shù)據(jù)未更新的可能性，保證了設(shè)計(jì)信息的一致。

(3)BIM 技術(shù)建立的三維模型，具有較強(qiáng)的立體性和直觀性，可以讓人們真實(shí)的感受設(shè)計(jì)理念和成果。在我國(guó)的綜合管廊建設(shè)中，BIM 技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中來(lái)，并且解決了不少實(shí)際問(wèn)題，例如，深圳在進(jìn)行綜合管廊設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，成功的解決了綜合管廊從設(shè)計(jì)、施工到后期運(yùn)維過(guò)程中的地下管線分布、節(jié)點(diǎn)交叉等問(wèn)題，降低了設(shè)計(jì)難度和后期施工管理難度。海東市在進(jìn)行綜合管廊設(shè)計(jì)時(shí)，道路交叉口設(shè)計(jì)時(shí)遇到了麻煩，BIM 技術(shù)的應(yīng)用完美的解決了管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)可以直觀的實(shí)現(xiàn)模型內(nèi)虛擬漫游等，提高了綜合管廊設(shè)計(jì)水平。

4 BIM 技術(shù)在綜合管廊設(shè)計(jì)的案例

（1）工程概述。本工程是佛山市某綜合管廊工程，該工程為我國(guó)的試點(diǎn)項(xiàng)目，將區(qū)域內(nèi)的交通、綜合管廊結(jié)構(gòu)、雨污水排管、信號(hào)燈、管廊通風(fēng)、監(jiān)控、供配電、建筑、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施管線集合在一起，形成統(tǒng)一的管理。該項(xiàng)目工程長(zhǎng)度1.3km，管廊類型為支線管廊,單艙管廊斷面。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用的是Revit 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立起直觀的建筑模型，同時(shí)在管廊節(jié)點(diǎn)、斷面、工程量分析、數(shù)據(jù)碰撞等方面進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。

（2）建立模型。此工程項(xiàng)目中的管廊模型主要應(yīng)用Revit 和鴻業(yè)管廊綜合設(shè)計(jì)軟件，運(yùn)用各自的優(yōu)勢(shì)合作完成。管廊標(biāo)準(zhǔn)段的模型由鴻業(yè)管廊綜合設(shè)計(jì)軟件完成，管廊各節(jié)點(diǎn)的模型由Revit 來(lái)完成，形成各個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的模型。標(biāo)準(zhǔn)段的設(shè)計(jì)首先要確定管廊的截面，形成各種需求的平面，標(biāo)設(shè)管廊的高度，形成管廊的縱向斷面圖。管廊的各個(gè)節(jié)點(diǎn)涉及的因素多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建立節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立模型有助于細(xì)化設(shè)計(jì)。在兩種模型建立完畢后，再通過(guò)軟件將兩種模型進(jìn)行結(jié)合，形成一個(gè)詳細(xì)、完整的立體模型。

（3）管線碰撞檢查與工程量統(tǒng)計(jì)。大量不同功能的纜線在立體空間上交錯(cuò)布置，通過(guò)二維的圖紙很難在設(shè)計(jì)階段完全規(guī)避管線的碰撞，而使用BIM 技術(shù)進(jìn)行綜合管廊的管線設(shè)計(jì)，不同管線的布置情況清晰準(zhǔn)確地顯示在三維模型中，可通過(guò)三維模型檢查，自動(dòng)生成管線的碰撞報(bào)告，并將管線碰撞位置通過(guò)顯目的高亮顯示，在進(jìn)行修改時(shí)，也不會(huì)像二維圖紙那樣容易顧此失彼，造成修改的管線和其它管線二次碰撞。在工程量統(tǒng)計(jì)方面，BIM 技術(shù)也帶來(lái)極大的便利，因?yàn)樵诮r(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)信息也會(huì)被同時(shí)保存，在需要統(tǒng)計(jì)局部或整體工程量時(shí)，可以通過(guò)調(diào)取需要統(tǒng)計(jì)的組件，在賦予參數(shù)信息后，自動(dòng)生成準(zhǔn)確的工程量清單表格。

（4） 場(chǎng) 地 整 合 與 三 維 漫 游。 使 用Civil3D 和Infraworks 協(xié)同設(shè)計(jì)的流程如下：通過(guò)Civil3D 軟件進(jìn)行道路、場(chǎng)地、邊坡的設(shè)計(jì)、建模—將相關(guān)信息存入對(duì)應(yīng)文件，LandXML 文件（場(chǎng)地、高程）、SDF 文件（道路、管網(wǎng)、建筑物）、tif、jpeg 等光柵文件(場(chǎng)地范圍的真實(shí)衛(wèi)星地圖),將Revit 中的三維模型存為FBX 模型文件—分別導(dǎo)入Infraworks,選擇坐標(biāo)系,利用Infraworks 模型真實(shí)渲染，改進(jìn)不足之處—返回Civil3D 或涉及的其他軟件調(diào)整三維模型,將調(diào)整好的成果導(dǎo)入Infraworks 中繼續(xù)進(jìn)行整合。通過(guò)不斷地重復(fù)工作使設(shè)計(jì)最佳化。

（5）二維出圖。現(xiàn)場(chǎng)施工使用的為二維圖紙，需要通過(guò)在三維管廊節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行剖切，將三維模型中的要素轉(zhuǎn)化為二維圖紙，但是由于創(chuàng)建三維模型與傳統(tǒng)的二維制圖方式在整體工時(shí)和表達(dá)方式上存在較大差異，因此當(dāng)前BIM 技術(shù)在管廊工程設(shè)計(jì)中還存在一些不足，不能直接生成現(xiàn)場(chǎng)使用的二維圖紙，仍舊需要投入大量人力。這也是BIM 技術(shù)亟需完善之處。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前BIM 技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到應(yīng)用，并體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)，在市政設(shè)計(jì)行業(yè)也極大提升了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，但是還有一些問(wèn)題需要完善和加強(qiáng)。

（1）軟件。Revit 等軟件的初衷是面向建筑、機(jī)械等行業(yè)的設(shè)計(jì)，并不是為市政設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)。當(dāng)前市政設(shè)計(jì)中常用的為鴻業(yè)BIM、杰圖軟件等，在市政設(shè)計(jì)時(shí)很多環(huán)節(jié)需要提升，因此為使BIM 技術(shù)在市政設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用，亟需軟件開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)和市政設(shè)計(jì)單位共同協(xié)作，通過(guò)市政設(shè)計(jì)特點(diǎn)和流程開(kāi)發(fā)出最適宜的設(shè)計(jì)軟件。

（2）兼容性。BIM 技術(shù)在市政設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，創(chuàng)建模型、場(chǎng)地整合、施工模擬等工作需要應(yīng)用不同的三維設(shè)計(jì)軟件，在整合相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)需要在不同軟件間導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)，由于各三維軟件的兼容性較差，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，因此為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要三維軟件開(kāi)發(fā)商不斷改善兼容性，盡可能使統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件格式能夠適用于多種設(shè)計(jì)軟件，減少文件轉(zhuǎn)換，并使信息丟失問(wèn)題得到最大限度的解決。

（3）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前不同設(shè)計(jì)單位在使用BIM 相關(guān)軟件時(shí)，由于不同軟件間的差異，導(dǎo)致存在多種圖集，亟需在市政設(shè)計(jì)三維建模方面像CAD 軟件設(shè)計(jì)那樣制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)圖集，以此提升設(shè)計(jì)效率。通過(guò)BIM 技術(shù)在市政設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量得到極大的提升。雖然BIM 技術(shù)在應(yīng)用中還存在很多不足之處，但是相信在設(shè)計(jì)部門(mén)、軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)和其它相關(guān)單位的共同努力下，BIM 技術(shù)的應(yīng)用會(huì)不斷得到完善，體現(xiàn)出更大的價(jià)值，為我國(guó)的市政建設(shè)做出貢獻(xiàn)。