BIM技術在地下綜合管廊施工階段的應用

賈福森

摘要：在當前國內社會經濟快速發展的環境下，地下管廊開發建設成為了市政施工的關鍵點，施工企業使用BIM技術可以高效去區分施工作業環節，使用BIM技術，以便設計師即時發現管道設計中的存在問題，并且通過在軟件上進行優化，提高了地下管廊設計施工的質量水平。

關鍵詞：BIM技術;地下綜合管廊;施工技術

引言：地下管道和工程施工難度大，管線分布龐雜就會容易出現管道碰撞問題，這將不利于管道安裝工作的實施使用。BIM軟件可以在軟件上使管線可視化，而且軟件具有模擬性的特征，能夠進一步縮減管道施工難度，會發揮市政管道安裝施工的經濟效益和社會效益。

一、BIM技術

BIM技術是工程信息模型，它是在工程領域，以實際的項目數據信息作為基石，來在軟件內部構建建筑模型，它能夠直接展示建筑物的全部面貌，還能夠對施工的所有信息進行匯總。BIM技術使用于設計和建設中，該技術推動了管道施工的變革化發展。管道其中最重要的服務對象就是利用各類型的管線，這種分工更加明確，使得設計和施工職責劃分更明晰。在實際施工中，項目施工會經常出現多種問題，BIM技術的應用可以實現此類問題的處理，對于管道設計及規劃都有重大幫助作用。

二、地下綜合管廊概述

管廊是在市區內部地下來鋪設市政設施而建設的隧道，如供熱、電纜、供氣、排水等相關管道的布設，同時還會設置檢查口頭、封口控制中心等多個運營模塊，實現管線協調規劃設計和施工。

（一）地下管廊建設意義

在市區地下鋪設管道，符合市民基本需要，也是提升市區內部承載力的重要支撐。在地下市政管道鋪設，會減少路面的破損和公共管線的維護，維修費用也保證了路面，更加完善，提升各個管線使用的耐久程度更高。在管廊，內部各管線分布更加緊密，有利于合理使用地下空間，節約的市區土地，地下管廊的建設，可以提升公路樁桿和各管線、檢查井的協調性，美化城市景觀，地下管廊系統可以解決城市內部交通擁堵的問題，還極大便于通信、燃氣、供水、排水等設施的檢查及維修，隨后管廊系統還具備更強的防災、抗災性能，有助于災后的重建。

（二）管廊項目施工存在的問題

在市區鋪設管道，由于市區地下地形比較復雜，管道工程環境復雜多變，在項目建設中，會涉及多個產權單位，使用過去傳統使用方法就會存在大量的問題。在項目建設時，各建設方協調難度大，受制于管廊項目都會呈現線性工作面，在施工時就會隨著公路建設，各施工主體單位間的溝通產生壁壘。另外，沒有合理的工程軟件，以手工計算為主，精確率下降不利于成本管控。下料時沒有更可靠的工程量數據信息，造成項目施工偏差大，也會造成后期管線鋪設不合理，機電設備數量多，再加上外界環境和施工現場的多方限制，就會在工程場地造成管道的吊裝難度大。管線及各類設備的精準定位及相應的工程數據信息的存儲沒有更合理科學的信息技術來支撐[1]。

三、地下綜合管樓對BIM技術的應用

BIM應用到市政領域時間不長，但是國內的市政府部門要加大推動該技術的應用，在設計公司，施工企業引入BIM軟件，幫助建設人員去了解建設內容，但目前國內的BIM技術人才會存在著一些不足之處，在工程中，思維受到影響，因此在管道的設計中，需要對BIM技術的使用做好深度的研究。

（一）施工模擬

一些施工企業在項目招投標時，會建立3D模型。結合工程方向、項目計劃，及工程現場狀況，來開展動畫演示、技術模擬，針對于項目施工當中比較復雜的項目施工節點來開展技術的深度探索，從而可以在BIM軟件的指引下，開展模擬，也發現問題，制訂解決方案。

（二）碰撞檢測

碰撞檢測是在BIM軟件內部發展的更成熟的技術，該技術可以提前在BIM軟件內部開展技術的模擬，進而在項目施工中，對可能會出現碰撞點進行預防預測，該方式會降低項目工程施工中的返工問題，這將有利于降低整體項目工期和項目施工成本費用[2]。

（三）投標演示

在BIM軟件發展的條件下，公司對核心價值提升更加重視，部分建設公司在投標時，會利用BIM軟件開展項目工程演示，這將提高整個公司的經營效益和企業形象。同時，還能夠為企業未來的發展加分，綜合顯示出BIM軟件的技術優勢。但是在實際施工中，一些工程企業經常對自己施工能力夸大，卻沒有將BIM軟件應用到項目建設中。

當前國內公司項目對BIM技術應用仍然停留在表面狀態，這就使得施工企業對BIM技術應用處于觀望的態度，并沒有對BIM軟件給公司帶來真正價值有足夠的認知。工程企業認為BIM技術的引入會耗費大量的資金，而對BIM技術的應用有很多的排斥感，并沒有組織人員去學習BIM技術，也無法明確人員的工程責任，這就導致各施工人員的專業之間協調性存在不良問題，不利于項目長期穩健的運作[3]。

四、地下綜合管廊對BIM技術的應用情況研究

（一）數據無損傳輸

通過使用BIM信息平臺，可以在實際管線設計和施工中，避免出現設計人員與施工人員產生不協調不良問題。BIM技術平臺能夠貫徹于項目設計到后續施工，來協調各工作環節，構建起施工模型，可推動施工信息設計信息快速流轉。如果項目施工中，存在了不良問題，設計師就要將該工程模型在平臺上描繪、調整，進行優化。工程企業施工人員在完成信息更新之后，要將工作中信息變更及數據進行快速傳輸，來不斷推動設計的變更，來為工程公司節約更多的項目施工資金和時間。

（二）設計工作的實際監督和跟蹤

目前，很多的地下管道施工都是使用者邊設計邊施工的工作方法，這種傳統的設計和施工的模式，很難加強對施工作業的全面監控。在設計成果遞交時，出現設計問題，也會造成設計出來的方案與實際的建設作業不太匹配。如果在項目檢查中，沒有發現問題，就會給后期施工帶來不良的影響。在管線設計的位置是否合理，檢查設計成果是否有效，同時BIM信息軟件能夠精準有效推動設計調整，來提高整體的施工質量[4]。

（三）專業技術之間協調設計

設計平臺搭建可以為專業工作人員提供更多詳細設計數據，通過在工作中，對現有建筑模型進行優化。開展自動化管線避讓設計。此外，設計師還要對建筑物的高度做好靈活的調整，對工程管線設計對于施工中存在不合理問題要及時改進處理，只有這樣才能夠為項目施工設計提供更精準的模型，這也成為了當前項目施工中的關鍵環節。

（四）運維管理中的應用

地下管道中的運營工作對當前BIM的技術應用也具有顯著的優勢，通過使用BIM軟件來開展工程監察，可以了解到管道施工的全部狀態信息。在BIM軟件上監測功能，也是該軟件中的核心功能，如加強對管道布設的監測，可以捕捉各管道的氣密性不良問題。如果在使用中發現了天然氣泄漏，那么就會第一時間在BIM平臺上報警，因此工作人員接受BIM信息軟件能夠及時發現和排除故障，工程人員也能夠在較短時間掌握好管線的布局狀況。在BIM平臺上，對各管線的廠家規格信息做及時的搜集，能夠為后續維修工作而帶來更大的便捷。此外，工作人員也能夠借助BIM信息系統，來組織開展設備的采購，進而實現運維工作整體效率的提升[5]。

（五）成本預估

BIM技術和傳統的CAD二維設計存在顯著的差別，BIM軟件設計出來的方案具備更強的直觀性，而且通過設計師在平臺上對該成果上傳，這時建設單位在平臺中獲取更全面的信息，更精準工程量數據，而且可以開始初步預算，對不同的方案做好對比，這樣就能夠實現對方的明確。BIM軟件能夠提高計算力，但是該技術二次開發軟件的優化，使成本合理性就會得到提升，也具備更強的項目參考優勢。

（六）構建三維模型

使用BIM軟件來設計管廊主體結構及隧道結構及管道內部的燃氣管道，給水管道、熱力管道等模型，利用BIM就會細化模型，BIM信息化模型會聯系各方的信息，可幫助工程人員實時查看主體工程的位置信息，可對管廊的任意位置做好切換，技術工都能夠掌握管廊管道的主體結構和各個部件的尺寸信息。BIM軟件使得項目的施工全過程和項目決策過程都可視化，而且信息一致，提高了項目施工的效率。

（七）管廊碰撞檢測

在管廊納入到燃氣管道及積水管線及排水管線，在電力、電信管線等管線布設時，都要符合多個行業的施工規范要求，還要重視到管線內類型、數量及管道的距離，管道運輸和安裝等不同的工作要求。管線碰撞測試分為各管線碰撞和管線的碰撞檢測。根據不同管道碰撞間距，可以劃分為軟硬碰撞，其中，硬碰撞為管線交叉，軟碰撞指沒有直接碰撞接觸，在預留安裝及檢修距離不夠時，這幾種碰撞都可以通過應用BIM進行軟件檢測，并且逐一去排查，這為項目施工提供了精確的指導支持。

（八）施工模擬和進度控制

使用BIM軟件模型來模擬工程現場狀況，如開展基坑挖掘，管道吊裝及材料堆放，對項目班組做好全面工程方案的可視化交底，也可以在軟件內部，開展工程現場預演，針對不同工序之間使用和場地規劃，機械配置等各個環節進行性工期的優化，擬定項目進度計劃。結合模型，使用BIM軟件來進行工程全面模擬，這樣可以對工程進度做好全面控制。

（九）協同信息平臺管理

BIM模型會集成施工作業環節的海量信息，包含了工程建材、工程圖紙、工程設備、工程構件等相關信息，這些信息可以在數據庫內部被工作人員快速調取，輔助工程決策人員的各項決策活動，為后續項目運營，也提供更多信息數據，支持使用三維BIM技術模型，匯集項目工程量、項目進度、項目造價等相關數據，而構建起五維信息模型，還能夠進行動態模擬施工變化，加強項目進度的控制和成本造價的實施監控，為技術應用而搭建新型信息平臺，所有項目參與方在平臺上都能夠進行項目動態管理，保證了參與方密切溝通聯系，使管理者都能夠了解到整個項目的建設狀況。

五、結束語

當前國內建筑業經濟快速的發展，管廊工程給社會公眾的生產生活也帶來更大影響。因此，在地下管廊的構建中，要更積極的探索和創新技術，這樣才能夠為后續項目開展提供幫助。在BIM技術中，可以憑借該軟件內部的格式化，三維立體的顯示效果，科學布設管道管線，在軟件中，施工人員就能夠掌控到整個施工全環節。同時，還能夠降低項目施工成本，提高項目經濟效益，作為一種新型工程技術手段，進一步深度探索在實際工作中應用。了解到BIM軟件的優點，以便才能夠在地下管道施工中產生最佳的作用。在施工行業，引入BIM軟件，成為未來進入公司信息化新趨勢。在城市地下綜合管廊的施工項目中，BIM技術能夠為市政工程師帶來更多的經濟效益、社會效益及環境效益。BIM技術體系還沒有完全替代過去傳統施工模式，但隨著BIM技術不斷發展，BIM軟件功能的完善，更多成功案例涌現會突出體現出BIM技術的價值，將促使BIM軟件智能、化信息化發展。

參考文獻

[1]戚欣，張小龍，王婉.BIM技術在城市地下綜合管廊施工階段的應用研究[J].智能建筑與智慧城市，2019（7）.

[2]戚欣，張小龍，王婉.BIM技術在城市地下綜合管廊施工階段的應用研究[J].智能建筑與城市信息，2019，000（007）：119-120，123.

[3]王震.BIM技術在地下綜合管廊施工階段的應用[J].交通節能與環保，2019，015（004）：124-126.

[4]王思琦，王亮，易偉同.城市地下綜合管廊工程基于BIM技術的協同管理平臺開發與應用[J].施工技術，2019，048（007）：122-126.

[5]羅成希、夏凡、邱晨、文帥.BIM技術在地下綜合管廊成本控制中的應用[J].建筑機械化，2020，v.41;No.381（10）：79-82.

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