BIM技術在市政綜合管廊施工階段的應用

薛延豐

（天津大港油田集團工程建設有限責任公司，天津 300272）

隨著我國經濟建設飛速發展，大量農村人口涌入城市，使得城市規模逐漸擴大。隨著新一輪城市建設發展興起，各地政府紛紛響應國家號召，加大基礎建設力度，制定經濟發展方針與政策。然而，在實際實施過程中，由于城市缺乏土地資源，用地緊張、城市缺乏基礎建設、交通擁堵以及城市環境污染加劇等問題也漸漸展露出來。為此，市政基礎設施建設應充分利用地下空間，并對其進行保護開發，從而有效緩解城市土地資源緊張局面，提升城市土地利用率。

1 概述

當前，許多發達國家都建立具有一定規模的綜合管廊，但我國綜合管廊仍處于初步階段。由于起步較晚，使得我國地下綜合管廊依然停留在研究與建設階段，同時還推行試點城市。市政綜合管廊在施工過程中需要應用到較為廣泛的知識，而BIM三維模型建模，將各種施工技術與市政綜合管廊施工階段優化結合。在施工過程中，施工設計人員還要對各項施工技術予以有效分析，并根據要求設計好計劃方案，以此達到經濟目的。

2 BIM技術與綜合管廊施工建設特點

BIM技術屬于CAD建設領域技術后，又一個較為重要的計算機應用技術。該種技術主要以工程項目為主，充分利用各項數字信息技術信息建立帶有仿真性的建筑模型。并且，該項技術還具有協調性、模擬性、信息真實性、可視性以及優化性等特點，使任何物體都能在建模中明確建設時間以及拆除時間。同一個項目的不同階段也能在BIM中提取、更改信息數據。

當前，城市建設中多采用城市地下綜合管廊模式，即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信、燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理。其主要特點如下：（1）沒有專業規范的指導，也就是說綜合管廊行業中沒有一個具有權威性的施工驗收標準，通常驗收時大多都參照與其專業相似的技術標準。（2）綜合管廊中設置的出線井、集水坑、通風口等節點結構較多，內部結構斷面也比較復雜，使得施工人員在操作時存在較大困難，不好掌控其質量。（3）綜合管廊中的管線比較密集，使得管線與管線之間相互干擾因素較多。這就需要相關人員做好各項管線的運行管理工作，從而讓市政公用管線形成一個新格局。為此，綜合管廊應安裝智能系統化管理技術，并在管廊現場設置電話系統、火災自動報警系統以及各項檢測儀器儀表等，以此實現綜合管廊智能化運行模式[1]。

3 BIM技術在市政綜合管廊施工階段的應用

BIM技術可以有效推動產業項目實現現代化，同時也對市政綜合管廊的應用周期予以強有力的支撐。綜合管廊施工屬于極為重要的工程階段，施工人員在施工建設時應充分理解設計人員的設計意愿，并將該項設計轉變成成品。同時，及時發現施工過程中可能出現的問題以及質量安全隱患，優化施工環節流程，降低成本投入。

3.1 項目虛擬建造

綜合管廊模型主要是通過Revit模型工具構建的，在施工之前，施工人員應依照設計人員提供的設計圖紙，根據建模相關要求將綜合管廊中的電氣結構、給排水結構以及暖通結構等進行專業化劃分，并采用與之相匹配的設計軟件，將設計數據信息輸錄到建模數據中，通過數據整合搭建，建立綜合管廊的模擬三維立體圖形。這樣項目專項負責人就可以在沒有開展施工建設時，用眼睛就能直觀感受所要建設的項目立體圖，幫助施工人員更加全面地理解設計圖意旨，從而提升施工效率，保證綜合管廊能夠順利建設實施。

3.2 BIM設計圖紙管線綜合碰撞檢測

BIM技術與傳統的CAD二維施工圖不同。CAD技術人員在實際運行過程中需要將原本較為完整的設計施工圖紙，進行不同側面平、立、剖，同時將大量重復性數據信息引入電腦中，由于重復信息較多，嚴重影響數據信息解析速度以及解析效率。另外，綜合管廊自身屬于較為復雜的合體結構，管廊內部道路交叉口比較多，并存在多層交叉管道情況，使得設計方案在評選過程中較為復雜抽象，導致施工圖紙之間存在較大的錯誤紕漏[2]。而BIM技術可以借助相匹配的電腦轉件，構建綜合管廊三維立體模型，施工技術人員可以借助電腦軟件系統瀏覽查看施工的項目模型。其電腦軟件系統能夠在任何一個角度精準地查看、檢查模型，確保電腦屏幕上顯示施工材質與實際應用中的施工材質保持一致。這樣施工技術人員就能利用電腦軟件系統中碰撞檢測功能，將綜合管廊中的給排水、暖通、電氣等各項專業數據結合在一起，通過碰撞檢測生成綜合性分析報告。施工技術人員可以依照這份綜合分析報告同設計人員進行溝通交流，并對該次施工布局方案在原有三維立體模型中進行調整修改，從而制定出符合設計標準的規范化施工設計圖，并且該份設計圖還要能維護檢修空間，確保三維立體模型在最后定型時沒有任何碰撞點，避免施工現場出現碰撞情況，降低施工人員返工率，從而節約施工成本[3]。CAD技術與BIM技術各個階段統計花費的時間如表1所示。

表1 CAD技術與BIM技術各個階段統計花費的時間

3.3 BIM技術可視化交底

以往傳統施工方式主要以書面文字形式加上二維圖紙的方式進行交底，這種交底方式大多都是較為常見的施工工藝。然而，綜合管廊是當前新興的建設工程項目，并且該項目結構較為復雜，以往傳統二維圖紙根本不能讓施工技術人員充分發揮想象與聯想。再加上人們的空間想象能力本就有限，且存在一定的狹隘性，從而對施工技術人員理解圖紙造成一定阻礙，使之不能科學合理地進行綜合管廊施工。在綜合管廊建設施工階段，施工技術人員通過BIM技術軟件構建綜合管廊三維模型，并對模型中的出線井、集水坑、通風口等較為復雜結構點予以明顯標記，配以較為具體的施工工藝。若有需要，施工技術人員還可以借助BIM技術對施工工程進行動態模擬，以此更好地掌握整個工程動向。另外，施工交底過程中，施工技術人員還可以采用三維立體模擬技術向施工人員進行展示，從而保證綜合管廊施工質量符合國家相關標準[4]。

3.4 精度算量，合理控制成本

隨著科學技術飛速發展，信息也逐漸得到普及，因此方便施工技術人員計算工程量，告別以往傳統人工計算時代，減少了工程造價人員工作量，提高了計算精準率。施工技術人員借助BIM軟件技術，使其在整個施工過程中建立三維立體施工模型，確保所有工序都能夠得以精準分析，使得每一個時間節點、每一道工序、每一個工區都能夠精準分析，最大限度地控制、縮減成本，將整個工程量成本予以有效控制。施工人員還要結合施工進度領取、提供材料，確保各數據得到有力支撐；精準掌控施工現場，認真檢查所有采購材料，防止出現不合格產品；采購材料應在施工現場外進行抽樣檢測，一旦發現不合格產品應立即通知廠家予以返回，防止采購人員濫用職權，以次充好，從而科學合理地控制項目材料采購成本。

3.5 施工仿真模擬

綜合管廊借助信息模型技術后，能夠將綜合管廊模型予以虛擬化，同時還能實現工人虛擬施工，促使施工技術人員能夠在施工過程中控制好預算成本，避免施工過程中造成不必要的資源浪費。另外，BIM技術是將傳統2D技術與3D技術優化結合，使得三維立體模型在施工時間與施工費用的預算數據的模擬顯示下構建整體施工模型，確保施工模型與實際施工環節保持一致性與連續性。這就使得每項虛擬環節都能將各個方面的數據結合在一起，使得綜合管廊數據更加精準。施工技術人員可以實時掌握施工動態，并將原有施工計劃與實際施工進展情況進行對比，在此基礎上做好協同工作，使得各部門領導人員對當前施工進展情況有所了解。另外，BIM技術中的5D模擬技術對建設規模較大的綜合管廊具有較大作用，有助于做好施工管理協調工作，確保各項施工環節都能順利進行。因為5D技術能夠可視化操作，施工人員在施工過程中，可以更加準確地實施每一道工序，減少施工周期，降低成本核算，防止施工過程中出現資源浪費以及土地不能合理利用情況，以此確保工程項目利益最大化[5]。

4 結束語

隨著科學技術飛速發展，我國綜合管廊建設也隨之加快速度，BIM技術能夠將綜合管廊中的電氣結構、給排水結構以及暖通結構等進行專業化劃分，任何角度都能直觀查看檢查模型，避免施工現場出現碰撞情況，降低施工人員返工率，節約施工成本。另外，施工交底過程中，施工技術人員還可以采用三維立體模擬技術向施工人員進行展示，減少施工周期，控制項目材料采購成本，降低成本核算，保證綜合管廊施工質量符合國家相關標準。