城市綜合管廊施工階段中的BIM技術應用初探

方宇婷

(廣西建設職業技術學院，廣西 南寧 530007)

1 概述

綜合管廊指的是城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施[1]。它將給排水、通訊、電力、燃氣等管線集中鋪設在統一的隧道空間中，有效整合各專業資源，合理利用地下空間，減緩城市交通壓力，便于分區監控維護，避免傳統地下工程建設產生的“馬路拉鏈”現象。地下綜合管廊的設計施工要求高，需要新技術手段進行支撐運行。

BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型，它最開始出現主要是通過建立數字化、包含完備信息的建筑三維模型對建筑工程的全生命周期進行優化[2]。它是伴隨著計算機技術，信息移動技術發展起來的，對傳統建筑行業產生變革的新的技術手段。現如今，BIM技術不僅能夠運用在建筑項目工程中，在市政項目如多專業綜合的地下管廊項目中也開始得到應用。

通過利用BIM技術可視化、信息化、全生命周期性這三個核心特點，可以使得管廊項目在建設過程中提高項目質量以及工程效率。振邦路管廊工程作為南寧市五象新區的重要的基礎工程，在施工過程中應用BIM技術來優化資源調配、提高施工效率，有效控制項目進度，取得了較好效果。

2 工程概況

南寧市振邦路地下綜合管廊項目是國家試點管廊工程、南寧市管廊試點項目，起于玉洞大道路，止于英嶺路，全長7.6 km，管廊標準斷面為3艙斷面,分為綜合管廊主體工程、綜合管廊附屬工程和監控中心三部分。主體工程包括管廊本體、附屬節點等，附屬工程包括給排水及消防、通風、建筑、供配電及照明、監控、標識等，還包括附屬設施工程、監控中心和相關電力通信支架等。

本工程是南寧市迄今最大的地下管廊工程，涉及到建筑、結構、給排水、電氣等多專業，信息量大，傳統各專業圖紙關聯性差。施工工程量大，土方開挖量大，工期緊，對傳統算量和施工組織壓力大。本管廊穿越環城高速公路部分，采用頂管施工方法，施工難度大，技術復雜。加之南寧市為亞熱帶季風氣候環境，雨季持續時間長、降雨量大，對施工管理提出了不小挑戰。

3 BIM應用實施過程及成果

3.1 施工階段BIM應用目標和方案

建立BIM技術應用小組，組織協調參與施工各方人員，根據本項目的重難點和本機構BIM應用水平綜合建立施工BIM應用目標：

1)實現項目進度管理控制；2)優化項目重難點施工方案；3)提高協同工作效率；4)管控項目工程質量。在BIM施工應用目標下結合實際BIM應用水平制定實施框架方案(見圖1)。

3.2 管廊信息模型建設

依靠國內應用最廣泛的BIM建模軟件Revit，綜合各專業圖紙和項目信息，分別建立各個專業的BIM模型，通過鏈接形式建立地下綜合管廊BIM模型。該模型不僅包括實體物理信息，還可以通過鏈接的形式納入場地勘測信息、施工進度信息等。

3.3 4D施工模擬

在建立管廊BIM三維模型的基礎上，通過BIM 4D施工模擬平臺，將三維模型和項目進度計劃、施工組織計劃信息鏈接在一起[3]，模擬區域空間上分為四個施工段，時間上根據施工進度計劃進行防護工程、土方工程、結構主體工程、附屬工程和標識系統的建設，依據不同施工進度及流程在三維模型上可視化地展示施工過程(見圖2)。

3.4 建設實況校核

管廊項目施工是一個動態過程，時間緊張，規模大，復雜程度高。在管控施工進度時運用BIM模型與施工計劃相結合模擬建造進度，與實際建造進度對比分析，及時調整進度，確保工程順利進行。傳統圖紙和橫道圖都是靜態的表達，難以表現出工程進度情況，而通過信息綜合的4D模擬，施工人員可以根據工程實際進度及時調整計劃，及時反饋，調整資源配置，提高工作效率。

3.5 復雜節點施工模擬

本項目地下管廊下穿環城高速公路采用的頂管施工法，基坑開發深度大，施工對高速路沉降要求高。需要對這個施工關鍵部分進行專項方案設計。通過運用BIM三維模型，模擬該復雜節點的施工過程、施工工藝和施工現場平面布置，對施工方案進行可視化對比分析，及時在實際施工前發現存在的難點問題并予以解決，便于各方進行可視化交底。

3.6 項目管理協作

基于BIM模型云協同平臺，將BIM三維模型與建設工藝流程、施工進度計劃、施工模擬信息綁定，做到信息化、可視化、標準化。施工現場人員可采用接入平臺數據庫的APP在BIM模型上的記錄、監督、反饋的機制實現施工過程的痕跡化管理。施工人員在現場可以通過照片、視頻、文字等形式及時更新、反映施工現場實際情況與建設計劃、建設模型的偏差，技術人員也可以直接通過PC端、手機端平臺上進行分析，制定相應優化措施，及時整改現場問題，做到對項目施工進度的實時管控并自動量化任務和資源。建設單位、施工項目部、施工單位、監理單位等等多個與施工有關的單位都可以整合在該平臺上，打破傳統點對點的溝通形式，以中心對點的形式進行溝通，提高信息流通成本，便于解決施工中產生的問題。

3.7 排水組織

針對南寧多雨的氣候情況，將場地地形和施工現場布局，施工過程模擬情況等信息進行統合組織到管廊BIM三維模型中，通過三維可視化快速而清晰地進行場地自動排水組織，智慧識別項目進程中排水組織的難重點部分，預先采取優化手段，減少工程在雨季的排水隱患。

4 不足與展望

通過在城市地下管廊項目中運用BIM技術，協助項目施工，較好地達到了本項目BIM施工應用目標，提高了施工管理水平和協同效率，但在實際應用過程中也還存在著一些問題：

1)施工相關企業、部門BIM專業技術人才較缺乏，相關專業負責人、施工人員對BIM了解不夠，工作模式還未向新技術作出轉變，影響了BIM技術在施工過程中的應用深度和廣度。

2)BIM技術在管廊項目中的研究和開發水平不足，距離發達國家成熟的、廣泛化的應用程度還有較大差距。國內各個BIM模型應用軟件相互間的成果數據難以相互兼容，實際應用過程中易產生問題，影響使用和溝通效率。

3)要達到對BIM技術在工程項目中價值的最大化，需要從規劃設計、施工建設、運營維護等多個階段對BIM項目模型信息進行優化更新。本項目從施工階段的應用實踐進行探討BIM技術的價值，未來不僅需要繼續挖掘BIM技術對施工的優化作用，也要在更大范圍上應用BIM，為項目全生命周期提供支持。