BIM 技術在地下綜合管廊建設中的應用

林 興

（中鐵十七局集團第五工程有限公司， 山西 太原 030032）

綜合管廊是比較先進的技術設施布局，它越來越成為城市建設施工的潮流和趨勢。為滿足現代建筑業信息化發展的要求，提高城市綜合管理廊道的服務能力，促進城市綜合管理廊道的智能化，綜合管廊一體化信息管理系統的建立已刻不容緩。需要明確的是，城市綜合廊道的建設離不開BIM 技術。對此，本文圍繞BIM技術在地下綜合管廊建設中的應用展開探討。

1 工程概況

本文以鄭州航空港區會展高鐵高務區地下綜合管廊為研究對象。該項目全長2.808km，為EPCO 項目，呈線性分布的支干線型管廊，設污水艙、熱力艙、綜合艙以及燃氣艙共四個艙，并布置給水、污水、燃氣、熱力、電力、通信等多種管道（線）。廊管的具體規格如下：外框尺寸為11.85m×3.70m，邊墻和頂板、底板的厚度相同，均為35cm，中墻稍薄，為25cm。

2 地下管線布置概述

2.1 建設綜合管廊的意義

通常將地下城市管道（線）綜合走廊簡稱為綜合管廊。建設綜合管廊能夠在城市規劃中融入管線的布置，既能有效地對各方的資源和信息進行統籌，又能最大限度地節約資源，節省空間，有利于城市的發展。不僅如此，綜合管廊的建設還對管線自身有利。

2.2 BIM 技術在綜合管廊中的價值

從本質上來說，BIM 技術能夠輔助整個項目的實施，同時將項目不同實施階段的數據、過程和資源進行連接，從而完整地描述出整個工程對象。在具體的實施過程中，技術人員根據項目本身所具有的各項信息數據，在計算機上進行模擬施工，從而呈現出施工過程中可能出現的施工問題和安全隱患，并制定措施加以解決，以確保后續施工順利進行[1]。

3 BIM 在綜合管廊建設中的實際應用

3.1 施工設計階段

施工圖設計主要分為兩個部分，一個是管廊廊體施工圖的設計，另一個是入廊管線施工圖的設計，既有各種水管，又有各種高壓電力線，同時還有燃氣管、通信管等管道。設計人員根據項目的建造計劃對這兩個部分進行實施。根據斷面形式、入廊管線的種類等對綜合管廊進行分類，可分為單艙、雙艙、三艙和四艙。綜合管廊的斷面形式不同，斷面尺寸也相應不同。

（1）模型的創建。完整版管廊廊體設計施工圖紙是模型創建的依據，模型創建需嚴格按照圖紙進行。模型具體包括管廊現澆廊體構件和預埋件。

（2）碰撞檢查。碰撞檢查主要分為兩個部分。其中一部分針對的是管廊內部各專業，另一部分則是針對管廊與已經修建或已經進行規劃的地下空間或軌道交通。本項目主要涉及前者，這部分的碰撞問題主要包括兩個方面，一方面指的是各專業管線模型與廊體的碰撞問題，另一方面指的是各專業管線間的碰撞問題。技術人員首先對各模型進行整合，然后通過軟件對碰撞問題進行自動檢查。檢查結束后生成碰撞報告。施工單位、業主以及設計方根據報告進行溝通，并在此基礎上合理制定管線布局方案，同時對模型進行合理修改和調整，然后將形成的方案和模型交付給業主和其他參與方。

3.2 施工階段

BIM 技術在施工階段進行質量控制的方法主要有方案模擬和實體反向掃描等。在這個階段，BIM 技術需從施工是否準確、材料計劃是否得當、進度安排是否合理等方面對施工的質量進行控制。

3.2.1 施工準備及應用思路

在施工準備階段，技術人員將BIM 模型轉變為輕量化模型，并將其上傳到協同管理云平臺上，作為指導施工的參考依據[2]。施工過程中利用手機等設備跟蹤現場施工過程，將生產情況及時上傳平臺。平臺將接收到生產信息與施工計劃進行對比，當施工方案、質量、工期可能受到影響時，相關負責人應及時商量對策，以規避風險。

3.2.2 管廊施工

（1）復雜節點可視化交底：在施工過程中，技術人員可通過管廊復雜部位建立三維模型對復雜節點處進行可視化觀察、交底。

（2）施工方案模擬：根據施工項目的相關數據和信息，利用BIM 技術進行項目施工的模擬，并指出施工過程中可能出現的問題，促使技術人員能夠根據模擬結果對施工方案進行有針對性的修改，確保施工的順利進行。

（3）施工階段管廊模型深化：在施工階段，施工人員應及時反饋實際的施工信息。設計人員整合并分析施工信息、各項管線的詳細信息和設備信息等數據，并以此為依據對管廊施工圖設計模型進行調整和深化。

（4）協同平臺管理：所有項目參與者通過協同管理平臺對施工的全過程進行參與和管理，確保每個環節的數據都能及時準確地到達項目參與者的手上。同時，項目參與者能夠通過平臺進行溝通和交流，及時對施工過程進行監控和管理，并對現場反饋的問題做出處理。

（5）已建成管廊反向掃描：管廊廊體的空間數據采集通過移動測量技術進行。該技術既有實時定位的功能，又能進行制圖。SLAM 三維移動掃描能夠獲取彩色點云，從而輕松地將管線的類別識別出來，為模型的檢查提供參考。疊加點云和管廊模型，對已經完成的管廊廊體進行檢查，并根據點云數據進行相應的調整，優化管廊廊體的施工[3]。

（6）入廊管線施工模擬：在充分了解各專業管線施工組織計劃的信息和數據后，BIM 技術對各專業管線的施工順序進行模擬，從而明確不同專業施工存在的沖突和不足，并根據問題提出相應的優化方案。

（7）虛擬漫游：沉浸式虛擬現實技術（VR）能夠增強漫游體驗的真實感。通過一系列的技術操作將施工BIM 數據模型轉化為VR 數據，從而使得項目參與方能利用VR 對管廊內部場景及各專業各構件的關系進行檢測。對于已完工的管廊，技術人員可以先利用VR 攝像機攝影，然后將攝影數據轉化為VR 數據。這樣一來，項目參與方只要戴上VR 眼鏡就能直接對管廊內部情況進行考察，確保施工質量過關。

3.3 竣工階段

竣工階段的BIM 數據模型整合了整個施工過程的各項數據，包括各專業設計施工圖、施工深化圖、實際施工記錄以及其他信息資料。設計人員將其提交給運維單位，從而為管廊的運營和維護提供數據上的支持。

4 結束語

在建筑行業使用BIM 技術已經成為一種趨勢。通過對實際項目進行分析和研究可以發現，使用BIM 技術能夠為項目參與者帶來可觀的經濟收益和社會效益。從專業的角度來看，盡管BIM 技術已經相當成熟，但它仍然不能代替傳統的工作模式。可以預見的是，BIM 技術將會在整個建筑行業中發揮越來越重要的作用。