基于BIM技術(shù)在城市綜合管廊綠色施工中的應(yīng)用研究

蔡歷穎 鐘成帥 易璐瑤 宿 杰 李 龍

(中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 福州 350000)

在進行城市綜合管廊施工的時候，往往會出現(xiàn)很多的臨時性管線， 這就使得施工的難度加大，同時還會造成一些不必要的資源浪費。為了解決上述的難題， 將BIM技術(shù)應(yīng)用于綜合管廊的綠色施工管理中，通過三維可視化的模型來模擬實際的工程情況，從而實現(xiàn)對整個大跨度的大范圍的綜合管廊的綠色化控制。

1 城市綜合管廊綠色施工理論基礎(chǔ)

1.1 城市綜合管廊概述

城市綜合管廊是指以城市地下空間為支撐，通過對管線的合理布置，實現(xiàn)對城市的有效管理并在一定程度上解決交通問題，還可以滿足居民的日常出行需求。隨著我國城市化進程的不斷加快，城市人口的迅速增加，市政工程建設(shè)的規(guī)模也在逐漸擴大，因此對城市綜合管廊的要求也越來越高，而綠色施工的理念正是基于此。綠色施工是指在保護環(huán)境的前提下，采取科學(xué)的手段和方法，最大限度地節(jié)約資源，減少污染，提高效益，使人們的生活質(zhì)量得到保證的一種施工方式。綠色施工的主要目的在于降低能源消耗，改善生態(tài)環(huán)境，從而達到節(jié)能減排的目標和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，將其應(yīng)用于城市內(nèi)部綜合管廊的綠色施工，并結(jié)合實際情況，分析了BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，以期能夠更好的指導(dǎo)城市內(nèi)部的綜合治理工作。

1.2 城市綜合管廊綠色施工發(fā)展

在城市發(fā)展過程中，往往會出現(xiàn)很多的問題和矛盾，比如，管線鋪設(shè)的不均勻，或者管線的埋深不夠，這些都會影響到后續(xù)的維修與維護。因此在進行施工的時候，需要對其進行合理的規(guī)劃與設(shè)計，以保證后期的使用效果。城市的綜合管廊建設(shè)主要包括以下幾個方面。

(1)地下通道的敷設(shè) 通過對管道的敷設(shè)，可以使整個區(qū)域的空間得到充分的利用。

(2)高架的布置方式 通常情況下，都是采用“雙排”的形式來完成，這樣就能夠有效避免以往的交叉路口擁堵現(xiàn)象，從而提高運輸效率。

(3)垂直的排列方式 將豎直的排架設(shè)置在地上，不僅能減少豎向的碰撞次數(shù)，而且還能使地面的污染程度降低。此外還可將一些垃圾填埋的位置設(shè)立在綠化帶的上方或下方，這也是一種環(huán)保的做法。

另外還有水平的擺放方法，也是綜合管廊設(shè)置的一種常見方式。

1.3 綠色施工的相關(guān)理論依據(jù)

綠色施工是在建筑的整個生命周期中，對環(huán)境進行有效的保護和改善，使其能夠在最大限度上減少對人類和社會的危害與影響，從而為達到節(jié)能減排的目的而實施的一系列管理活動。綠色施工的主要內(nèi)容包括以下幾個方面。

(1)施工過程中的環(huán)保措施 通過采取先進的技術(shù)手段，提高能源利用率，降低生產(chǎn)成本。

(2)材料的使用方面 采用合理的施工方案，選擇合適的原材料、設(shè)備，避免浪費，節(jié)約資源。

(3)人員的選用 根據(jù)工程的具體情況，選取最適合的施工人員，使其發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

(4)機械的選型與安裝 對于大型項目要配備專業(yè)的機器設(shè)施，保證施工作業(yè)的順利開展。同時還要注意對周圍自然環(huán)境做到充分考慮后再做相關(guān)的防護設(shè)計，防止人為破壞。此外還需要做好防塵、防潮等安全相關(guān)措施，以保障人們的生命財產(chǎn)不受到威脅。

1.4 城市綜合管廊綠色建設(shè)理念

“綠色施工”是指通過對地下空間的有效利用，實現(xiàn)對城市的可持續(xù)發(fā)展。在進行城市綜合管廊的綠色建設(shè)過程中，需要遵循以下原則。第一，以人為本，在設(shè)計階段，要充分考慮到管線的布設(shè)和維修問題。第二，科學(xué)規(guī)劃，根據(jù)城市的總體布局，合理確定管廊的數(shù)量和類型。第三，保護優(yōu)先，在制定綠色建筑的具體方案時，要將各個方面的因素都納入其中，保證每個環(huán)節(jié)的順利開展。第四，實施與維護，確保其安全運行，避免出現(xiàn)因施工質(zhì)量不合格而導(dǎo)致的事故。第五，協(xié)調(diào)配合，做好各部門之間的溝通工作，使其能夠共同為城市規(guī)劃的目標而努力。城市綜合管廊的綠色建設(shè)理念主要體現(xiàn)在兩個層面，一是以“綠”為主，綠化為輔，創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境氛圍，促進居民生活的健康、有序，提高人們的幸福感；二是以人的角度出發(fā)，堅持人與自然和諧相處，使之成為相互依存的整體生態(tài)體系。

2 城市綜合管廊綠色施工的必要性

由于城市的發(fā)展與交通的關(guān)系越來越緊密，城市建設(shè)和地下空間的開發(fā)利用也變得日益頻繁，而城市綜合管廊的出現(xiàn)是解決這一問題的有效途徑。在我國，城市化進程中的各種基礎(chǔ)設(shè)施的修建和運營都離不開市政的支持與幫助，而在這些設(shè)施的建造過程中，往往會對周邊的環(huán)境造成一定程度的破壞影響，甚至?xí)θ藗兊纳町a(chǎn)生嚴重的負面影響；此外，隨著城市的不斷擴大，人口數(shù)量的增加以及人口密度的增大等，大量人流、物流的流通也將受到極大的阻礙和干擾，這就要求我們必須要采取相應(yīng)的措施來減少這種現(xiàn)象的發(fā)生頻率。為了能夠更好的保證居民的生命財產(chǎn)安全，需要進行綠色施工，這就意味著要對施工現(xiàn)場的各項資源配置情況、環(huán)保節(jié)能狀況等作出科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計。因此在綠色施工的過程中，不僅要考慮到工程的進度、質(zhì)量，還要充分發(fā)揮出BIM的作用來實現(xiàn)管理的高效化。

3 城市綜合管廊綠色施工可行性分析

目前，我國城市綜合管廊的建設(shè)還處于起步階段，在施工過程中，存在著許多問題，比如管線鋪設(shè)的重復(fù)和交叉，以及管道埋深的不合理等，這些都會造成大量的資源浪費，同時也增加了工程的造價成本。因此在綠色施工中，應(yīng)該將綠色理念融入到綜合管廊的施工當中去，這樣不僅能夠提高工作效率，而且還能降低能源的消耗和材料的損耗量，從而實現(xiàn)對城市的可持續(xù)發(fā)展。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決當前的一些難題，例如，由于地下空間的限制而導(dǎo)致的地面下沉，還有因土層的原因而引起的地面塌陷等。利用BIM技術(shù)的建模方式，結(jié)合三維可視化模擬，對整個施工的全生命周期進行合理的規(guī)劃與管理，并將其運用到實際的項目中，為以后的施工提供參考。

3.1 綠色施工方案

BIM技術(shù)在城市綜合管廊綠色施工中的應(yīng)用，主要是通過對管線進行三維建模，將其作為施工過程的模擬模型，然后根據(jù)實際情況對其進行調(diào)整，從而達到節(jié)能減排的目的；同時，利用BIM技術(shù)可以有效實現(xiàn)管道的動態(tài)化管理，使整個工程的設(shè)計、施工和維護的周期大大縮短，提高了效率。在具體的實施階段，首先需要將各個工序的信息數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場，并建立相應(yīng)的二維圖紙，并按照相關(guān)規(guī)范要求，對各專業(yè)的構(gòu)件圖紙和材料清單等內(nèi)容詳細說明，保證所有細節(jié)都能準確的反映出來，這樣就能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并且采取措施解決問題，從而避免浪費資源。其次是要做好前期的準備工作，包括場地的平整度，以及各種設(shè)備的安裝等。最后是要加強后期的檢查驗收，如果出現(xiàn)了質(zhì)量不合格的現(xiàn)象就要立即停止作業(yè)，直到返工為止。

3.2 綠色施工方式的選擇

施工階段是工程項目中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最容易受到外界干擾的一個過程，因此在進行施工時，必須要對其有充分的了解和掌握。在施工之前，首先，要對周邊環(huán)境做全面的調(diào)查和分析，并根據(jù)當?shù)氐臍夂蛱攸c， 制定相應(yīng)的措施來控制成本的投入；其次，要結(jié)合實際情況選擇適合的施工技術(shù)，比如采用先進的節(jié)能、 節(jié)材、環(huán)保材料；再次，在設(shè)計圖紙的時候， 需要考慮到綠色理念，減少資源的浪費；最后，在確定了具體的施工方案之后，還應(yīng)該將其與以往的設(shè)計方案相結(jié)合，從而實現(xiàn)綠色的建設(shè)目標。目前，我國城市綜合管廊的綠色化改造，主要包括以下幾個方面。

(1)以保護生態(tài)環(huán)境為主，以人為本，實施可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟。

(2)加強對周圍的環(huán)境保護工作，提高人們的生活質(zhì)量。例如，合理的規(guī)劃地下管線，避免二次搬運，防止水土流失。同時還要做好綠化的防護等。

(3)完善基礎(chǔ)設(shè)施，為居民提供更好的服務(wù)體驗。

4 基于BIM技術(shù)在城市綜合管廊綠色施工中的應(yīng)用策略

4.1 BIM技術(shù)的建立

由于BIM技術(shù)的應(yīng)用是基于計算機基礎(chǔ)上的模擬軟件， 所以在施工過程中，需要對施工現(xiàn)場進行全方位的分析和管理，通過對數(shù)據(jù)的整合和計算，可以得到工程的進度、質(zhì)量等信息，為下一步工作提供依據(jù)。

在實際施工中，管理人員會根據(jù)不同情況采取相應(yīng)的措施來控制施工的時間、數(shù)量，并及時反饋給設(shè)計人員，以便于能夠更好的完成工期的目標任務(wù)。在建筑的綠色建設(shè)中，BIM技術(shù)的運用也是十分重要的一個環(huán)節(jié)，其主要作用就是將各個專業(yè)的管線圖紙與相關(guān)的設(shè)備模型都一一建立，然后利用三維建模的方法來實現(xiàn)各專業(yè)的協(xié)同作業(yè)，最終形成統(tǒng)一的整體結(jié)構(gòu)。而對于高層項目來說，其主要目的也是為了提高建筑物的抗震能力，減少因為地震災(zāi)害帶來的損失；同時，還能為業(yè)主的安全問題提供保障；最后，還能避免一些不必要的返工，降低成本。總而言之，BIM技術(shù)的應(yīng)用是非常有必要的一項活動。

4.2 BIM技術(shù)在城市綜合管廊綠色施工中的運行

施工階段的主要任務(wù)是進行施工現(xiàn)場的模擬和檢查，通過對施工過程中的各種數(shù)據(jù)信息的分析和處理，為后期的工程質(zhì)量提供依據(jù)。在整個項目生命周期內(nèi)，所有參與人員都要對項目的各個環(huán)節(jié)認真負責(zé)，這樣才能保證項目的順利實施。

在這個過程中，BIM技術(shù)可以幫助管理人員快速了解到施工的進度、材料的使用以及設(shè)備的維護情況，從而做出最合理的方案。同時還能有效避免資源的浪費和盲目采購的問題出現(xiàn)。由于我國城市化建設(shè)的不斷加快，城市面積的擴大使得城市的交通量也隨之增加，而道路的修建又會給城市的發(fā)展帶來巨大的壓力與挑戰(zhàn)。而BIM技術(shù)的應(yīng)用就能夠很好的解決這一難題，利用BIM技術(shù)的仿真功能，將各方面的參數(shù)輸入到模型中，然后根據(jù)實際的需求來調(diào)整設(shè)計方案，使之更加符合當前的城市規(guī)劃要求。此外還能提高施工人員的工作效率，減少人力物力的消耗等。

4.3 BIM技術(shù)環(huán)境建設(shè)

建筑施工過程中，在施工現(xiàn)場的各個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的能源和資源，而這些能源也是不可再生的；同時，隨著工程的進行會造成很多的廢棄物，而其中的一些污染物也是對人類和環(huán)境造成危害的原因之一。在施工時，需要對其加以回收利用，將其變?yōu)樨敻弧IM技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決這一問題，通過三維模型的模擬與碰撞，將整個項目建設(shè)的全生命周期的全部信息都體現(xiàn)出來，并為后期維護提供便利。

第一，施工現(xiàn)場的環(huán)境質(zhì)量管理是整個工程項目中最重要的部分之一，也是對施工進度的控制和保證。在進行施工之前，要對周圍的環(huán)境情況有一個詳細的了解和分析，并制定相應(yīng)的計劃方案，以確保其符合環(huán)保要求；第二，在施工過程中，要嚴格按照國家相關(guān)標準，以達到綠色建筑的目標為最終目的，并根據(jù)實際的需要來確定是否繼續(xù)執(zhí)行；第三，在施工的時候還要注意環(huán)境保護，因為如果不將其作為重點考慮對象，將會導(dǎo)致大量的資源浪費，甚至?xí)斐缮鷳B(tài)環(huán)境的污染和破壞等問題；第四，在設(shè)計階段，就要將BIM技術(shù)運用到土建的建設(shè)當中，通過三維空間模型的建立可以有效提高土建的強度、降低材料的損耗以及提升土建工程的使用壽命；第五，施工人員的安全意識也非常的關(guān)鍵，施工人員的人身財產(chǎn)安全一定不能受到威脅，所以說，施工人員的生命安全直接關(guān)系著建筑工程的順利運行；第六，由于BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣泛，因此它的安全性也就更加高了。對于施工準備，在項目開始前，對現(xiàn)場的情況做一個全面的了解和調(diào)查，并根據(jù)實地的勘察報告，確定圍護墻的位置、寬度、高度等，并將圍護墻的平面布置圖發(fā)給相關(guān)施工人員，由施工地的管理人員統(tǒng)一負責(zé)圖紙的繪制工作。同時還要派專門的技術(shù)人員到設(shè)計院進場地考察，咨詢設(shè)計院的意見及建議，最后完成場地的平整和高程的測量等。對于圍護墻的布設(shè)及標高的控制，在施工過程中，要嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范標準來執(zhí)行，并且要做好記錄。首先是要確保圍護墻上的標識牌完好無缺，然后是檢查各部位的軸線是否正確，以及各個部分的尺寸與水平線的關(guān)系；另外，還要注意各樓層的出入口與出口的距離；此外，還需考慮可能發(fā)生的一些意外狀況，比如管道滲漏、車輛轉(zhuǎn)彎、人員受傷等。

5 結(jié) 語

在城市的綜合管廊建設(shè)中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以將其與傳統(tǒng)的施工工藝相結(jié)合，實現(xiàn)高效的施工管理，同時還能夠提高施工效率，降低工程的成本投入。本文主要探討的是在城市綜合管廊的綠色施工中，運用BIM技術(shù)的應(yīng)用進行具體分析研究，希望能為今后的發(fā)展提供一定的參考價值。