BIM技术在城市综合管廊施工中的应用

BIM技术在城市综合管廊施工中的应用

曹潮

中建二局土木工程集团有限公司路桥分公司  天津市 300041

摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，并在城市综合管廊施工中得到了广泛的应用。将BIM技术应用于整个管廊工程管线装配式建设周期，在土建阶段，为保证管线安装位置可靠性，创建全专业模型并进行合模，保证全部预埋件和预留洞口等定位精确，输出定位坐标方便现场放样，保证模型和现场的一致性。本文就BIM技术在城市综合管廊施工中的应用进行研究，以供参考。

关键词：BIM技术；综合管廊；施工应用

引言

BIM技术可将建筑信息模型和施工图纸有效结合，实现对建筑全面、系统的分析，帮助工作人员更好地了解建筑结构、各构配件之间的位置关系，对于提升工作效率意义重大。BIM技术还可以创建和管理与建筑工程共享的数据资源，包括建设项目全生命周期的设计、施工、运维、翻新以及拆除的功能特征，为全生命周期的决策提供信息支持，实现多部分、多阶段信息流动，有效降低建筑物全生命周期成本。但是如何正确合理地利用BIM技术，有效降低施工技术、方案等存在的风险隐患，促进我国建筑行业平稳持续发展仍是重中之重。

1BIM技术定义

BIM技术属于信息系统模型的一种，可在一个模型中集成建筑项目全生命周期各环节产生的信息，包括人力资源信息、施工流程信息以及工程信息等，有助于实现工程项目各方综合运营、管理。BIM技术应用环节，会通过三维数字化技术，对建筑物施工信息以及具体情况进行模拟计算与准确分析，从而在统一、协调配合信息模型下，保证建筑工程设计与施工各项工作得到高效落实，从而达到建筑设计与施工一体化目标。同时可使各专业间形成良好的协作沟通，使工程项目成本费用得到大幅降低，按时按量完成整个工程施工及管理任务。

2BIM技术在城市综合管廊施工中的应用

2.1全要素三维模型搭建

利用BIM技术按综合管廊施工图纸搭建建筑、结构及机电各专业模型和细部模型，解决在三维视图中存在的几何碰撞和复杂管线节点管综优化排布问题。根据最终创建的全专业BIM模型，确定施工顺序和各专业管线的施工方案；进行预留洞口套管预埋件等的预留预埋出图，提高土建预留预埋准确性，减少后期因结构问题导致的管线安装不便。在三维建模过程中，将根据二维各专业图纸搭建的模型快速汇聚在一起，不再完全依赖工程师的空间想象，解决传统图纸会审中无法发现的问题。管廊工程中发现的最主要问题，如不同专业管线及结构构筑物的碰撞约占三维审查发现问题的55%，预留预埋位置不正确问题约占三维审查的45%，三维审查便捷度高，周期更短，因此产生的图纸变更和签证问题相较传统项目有了明显减少。

2.2碰撞检测与设计优化

施工人员可结合CAD图纸，借助BIM技术开展碰撞检测，及时发现设计图纸中存在各项问题，同时判断综合管廊施工过程中可能出现的问题和安全风险隐患，进而制定灵活的应对措施，防止延误工期。

2.3模板工程中的应用

模板施工是建筑工程施工中很重要的环节之一，模板施工方案不妥会造成安全事故，BIM技术可提供高真模拟实际施工场景，且能够进行分析计算和数据调整，避免安全隐患。对基于BIM技术高层住宅铝模板设计优化进行了研究。在铝模板设计中引入BIM技术，可优化主体结构楼层管道、管线及预留洞口、主体结构内部门、窗洞口周边二次结构，还可优化避难层、顶层与标准层结构。应用BIM中的三维模型设计铝模板，统一了模板规格，降低了施工难度，提高了施工效率。

2.4抓好市政综合管廊工程施工各项要点

市政综合管廊工程施工过程中要注重对施工材料、施工人员、施工技术、施工机械设备等关键施工要素的管控，以切实保证施工进度、施工质量与施工安全性。在施工材料方面，市政综合管廊工程施工企业应做好施工材料的进场验收、分类保管、回收利用等管理工作。如在施工材料选购时，应综合考虑材料的成本、消耗情况、可回收情况等优选适宜的施工材料，并结合先进的绿色节能施工技术方案优先选择绿色环保材料，高度响应绿色节能环保的施工要求；在分配施工材料时，现场管理人员须对施工内容、施工技术、施工所需的材料量等认真核对与校验，再将材料拨付分发给相关作业人员；在回收利用施工材料时，应根据材料的特性以及可回收情况及时巡视现场，将可以反复使用的材料如钢管及时回收，确保物尽其用。做好钢筋原材料的保管工作，避免钢筋长期堆积且暴露在露天环境下，减少钢筋在使用前出现锈蚀现象，同时应加强对钢筋锈蚀的防护工作，可在钢筋的表面均匀涂抹防护层，以起到钢筋与水、空气以及其他酸性物质的隔离作用，减少钢筋的锈蚀过程。在施工方法方面，在市政综合管廊工程施工之前，利用各类先进的勘察设备与仪器对市政综合管廊工程所在区域的地质条件、地形地貌、水文条件、土壤条件等进行全面且详细的勘察，为市政综合管廊工程施工工艺选择、施工方案设计提供精准且准确的工程地质勘察数据；在市政综合管廊工程施工过程中，利用先进的设备与仪器对市政综合管廊工程中的材料质量、施工工艺实施状况等进行全方位检测，利用GPS-RTK技术对市政综合管廊工程开展高精度控制测量，保证市政综合管廊工程的施工质量。

2.5成本管理

施工管理人员应用BIM软件建模。将综合管廊信息数据录入到模型中，通过工程量搭配定额等信息计算成本信息。同时利用BIM技术模拟不同施工方案的成本预算，选择性价比最高的施工方案。综合管廊施工中若出现设计变更现象，可在BIM模型中录入全部变更信息，详细计算工程量、造成的变化，便于工作人员及时了解设计变更对工程造价的影响，合理优化方案，实现更加精准的成本管理，减少资金浪费。

2.6机房设计

机房也是管道非常集中的区域。机房内设备和管道附件特别多，管道拥挤，合理的规划设计对前期的施工和后期的运行维护都有非常大的好处。机房的优化需要考虑的因素也比较多，包括原设计师的设计方案、设备的实际尺寸、设备的检修空间、设备的工作流程、设备和阀门的使用检修频率等情况。

2.7运维准备

因管廊后期运维要求较高，故利用BIM竣工模型和拆分模型进行各专业的运维准备和指导具有重要意义。应用AR、VR可视化技术，对全专业管线进行数字孪生可视化运维具有重要意义。装配式管线和设备的安装在施工阶段提供了大量的数字资料和数字资产，当后期运维过程中需要维护或换配件时，可以利用设备、管线附件等上的二维码等标志调取安装阶段资料，快速了解材料的非几何属性和几何信息，大大降低运维阶段资料的获取成本，搭配较好的运维平台，可使运维工作更加便捷。综合管廊内的运维机器人搭载AI识别摄像头并充分利用竣工阶段BIM模型，可以快速识别渗漏，并具有温度、气体监测等功能。

2.8施工作业模拟

工程综合管廊涉及区域广，在施工作业中涉及到管线迁改、交通疏导等和周边环境互相协调的事宜。施工人员应用BIM三维模型对周围环境、场地布置方案进行研究，选择符合本工程的最佳方案。充分了解各专业管线施工组织数据后，应用BIM技术对各专业的施工作业进行模拟，分析不同专业施工过程中可能存在的冲突的地方，再根据问题情况提出相应的优化方案。

结语

综合管廊作为一种集约化的城市管线解决措施，施工过程中会受到内外部多种因素的影响，出现信息交流不到位、理解偏差、信息丢失等各项问题。BIM技术具有可视化、模拟性等特点，在综合管廊施工中合理应用BIM技术，能够有效解决综合管廊施工中存在问题，全面提高施工质量和效率，减少施工成本，获得理想的综合效益，促进综合管廊的持续发展。

参考文献

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[2]闫黄玺.BIM技术在城市综合管廊中的应用[J].工程技术研究,2021,6(16):127-128.

[3]韩诗雨,郭秀娟.基于BIM技术在城市地下综合管廊施工中的应用[J].北方建筑,2021,6(1):67-71.