BIM技術在地下綜合管廊設計應用

崔賽

城市中的地下綜合管廊實際上是指在地下統一規劃各類管道敷設的空間走廊，也被稱為地下共同溝。在設計施工中結合各管線敷設要求在適當深度范圍內，挖掘一條隧道，保證電力、供熱、通訊、給排水等管道有序鋪設和運行，確保城市公共生活正常展開。近年來在科學技術不斷進步發展的條件下，BIM技術成為該類工程設計應用的主要手段，有助于提高設計效率、減少設計施工以及運營維護等階段存在的問題，促使工程綜合效益得到顯著提升。

一、BIM技術概述

BIM技術即是建筑信息模型，起初是以建筑工程項目的各項數據為基礎，建立可視化的建筑模型，并基于數字信息仿真等對建筑物的真實信息進行直觀展現，具有良好的信息完備性、關聯性以及一致性，在設計施工階段有助于輔助協同設計、優化施工等重要作用。最近幾年BIM技術發展不斷完善，并趨于成熟，在各類工程活動中逐漸取代傳統設計方法。在實際應用過程中可對建筑主體進行虛擬化處理，在可視化和模型化、數字化的前提下，對建筑工程信息實施模擬，真實反應建筑實體的相關狀況。同時BIM技術能夠實現良好的人機互動，可集合各個工程參與方的合理化建議，對原有和修改后的工程信息進行模擬比較，從而比選最佳設計施工方案，極大地提高了工程建設整體效率。當前階段隨著地下綜合管廊建設活動的頻繁開展，應用BIM技術開展設計工作，有利于確保施工和運營維護的效益有所提高，充分保證地下綜合管廊的服務功能高效發揮。

二、地下綜合管廊設計現狀

由于地下綜合管廊是城市建設中較為復雜的一項基礎性工程，其往往涉及到各類管線的敷設，并與道路、建筑、城中河等設施存在密切聯系。如采用傳統設計方法，則會出現比較明確的缺陷，影響管廊的總體設計質量。比如現階段一部分城市在地下綜合管廊設計中，仍沿用以往的設計技術，導致工程成本難以降低。在實際設計工作中，給排水管道相比于其他管線更為繁雜，當采用落后設計方法時，僅能依靠平面圖紙判斷管線走向、深度、長度等，無法立體化明確管線的敷設現狀以及改建要求，甚至會與其他管線發生碰撞和沖突等情況，造成工期延誤、成本增加等問題。同時傳統設計人員大多情況下依靠地下管線結構、設備圖紙等對管廊進行設計和布置，缺乏對現場實際環境的了解掌握，致使設計方案與具體場地條件不符，影響最終建設效果。除此之外，傳統設計人員對地下綜合管廊的設計多是依靠自身主觀經驗，通過明確管道的大致走向和方位，以此粗略規劃管廊的位置，設計進度十分緩慢，設計成果與建設要求也可能存在較大偏差。因此，必須在新時代背景下探索新的高效設計方法，以此提高設計質量，確保地下綜合管廊工程設計施工具有科學性和可行性，以滿足城市向前發展的需求。

三、BIM技術在地下綜合管廊設計中的具體應用

1.開展設計沖突碰撞檢查

因為地下綜合管廊內敷設的各類管線數量較多、布線較為復雜，存在諸多交叉口等現象，導致不同管線、管道與結構或附屬設施等產生碰撞情況，影響管線的實際運行效果。利用BIM技術可進行設計沖突檢查和碰撞試驗，從而使管線在管廊內的平面走向、立體交叉布置等具有協調性，防范出現沖突問題。在應用環節設計人員可采用BIM配套軟件創建地下管廊建筑模型，使用相應的模塊進行管線沖突碰撞檢測。不過設計人員在開展碰撞檢查之前，應當先要合理設置有關碰撞試驗的專業模型，明確碰撞規則和類型，通過輸入相關數據形成詳細檢測報告。比如針對暖通管線與給水管線的碰撞檢查為例，發現其共出現150個碰撞點，選取其中一段碰撞點，根據報告整合發生沖突的構件類型、名稱以及編號等，再交由專業設計人員進行修改處理。相比于傳統CAD設計方法，能夠在施工前及時發現碰撞點，及時有效地修改錯、漏、碰、缺等設計問題，進而提高設計質量，避免出現返工。

2.優化設計預留洞口

在傳統設計方案中，現澆混凝土墻以及板等預留洞口的設計難度較大。并且在專業溝通協調不足的情況下，很容易出現設計與施工不相符的情況。比如后續開展機電安裝作業時，發現墻體預留洞口不足，如果實施后開洞工藝則會對管廊的整體運行造成一定安全隱患。而在地下綜合管廊設計中應用BIM技術，則能夠對機電模型與建筑結構模型開展有效整合，利用BIM配套軟件進行可視化檢查。相比于傳統設計，采用BIM技術可直接確定墻板上預留洞口的位置，并明確各洞口的尺寸大小、具體方位等，最大限度地降低設計變更，節約設計施工成本。

3.調整凈空高度

針對地下綜合管廊內存在管線種類較多的現狀，為充分保障管道和管線排布具有分明層次、錯落有序以及走向明確等，必須要適當提高管線的凈空高度，也有利于后續在運行維護中為相關檢修人員提供操作空間。應用BIM技術則能夠利用項目模型通過定義人物屬性、利用漫游方式對工作場景進行有效模擬，充分檢查設計凈高和凈寬是否能夠滿足后期運維需求，確保設計方案符合實際施工和檢修操作標準，提高地下綜合管廊的整體設計效果。通常情況下對于地下綜合管廊高度和寬度設計標準如表1所示。

表1 地下綜合管廊相關高度與寬度標準參數設計

4.深化施工圖出圖

對地下綜合管廊施工圖進行深化設計是十分有必要的，有助于為后續建設作業提供具體的指導，從而促使工程施工質量和效果符合預期目標。通過利用BIM技術能夠建立相應的三維管廊模型，按照視圖控制功能對模型實施平立剖切分，以此自動生成施工圖紙。如果按照相關勘察結果或要求需對設計方案進行修改變更，設計人員可直接在三維模型中進行參數修正，對應的立體施工圖也隨之調整變化，有效提升出圖效率。在具體操作環節中，其主要流程如圖1所示。不過需注意BIM的制圖標準與我國工程規范存在一定差別，應對導出圖進行修改和轉化。即在出圖前對線型線寬、文字圖例以及尺寸標注、標記注釋等實施調整，嚴格按照我國現行工程出圖要求進行二次加工，進而高效指導后續施工作業的開展。

圖1 應用BIM深化地下綜合管廊設計施工圖紙

四、結束語

綜上所述，針對地下綜合管廊設計需合理應用現代科學技術，通過采用BIM技術有助于改善傳統設計存在的弊端，進一步強化信息交流共享、建立可視化三維立體模型和圖紙，有效提高設計效率。在具體工程的設計環節，相關人員需要利用BIM技術開展設計沖突碰撞檢查、優化設計預留洞口、調整凈空高度、深化施工圖出圖等，以此實現地下綜合管廊設計方案得到合理優化的目的，最大限度地縮短工期、節約成本，提升社會效益和經濟效益。