基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)的城市地下綜合管廊建設(shè)探析

朱金順

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)科技的不斷發(fā)展，如今我們對一個城市整體建設(shè)程度的評判標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從地上轉(zhuǎn)移到了地下，而城市地下綜合管廊的建設(shè)是對于城市安全、城市環(huán)境、城市發(fā)展程度等方面的集中反應(yīng)。傳統(tǒng)的地下管廊建設(shè)設(shè)計(jì)存在施工時間過長，設(shè)計(jì)難度較大，最后施工效果不盡如人意的弊端，隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷發(fā)展，BIM及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)越來越成熟地走進(jìn)工程施工建設(shè)中。本文就在這樣的背景下，淺談基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)的城市地下綜合管廊建設(shè)。

關(guān)鍵詞 城市地下綜合管廊;BIM及物聯(lián)網(wǎng)背景下;設(shè)計(jì)和建設(shè)

從發(fā)達(dá)國家城市發(fā)展經(jīng)驗(yàn)我們得出了保護(hù)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)與環(huán)境共同發(fā)展的理念，五大發(fā)展理念也在這樣的背景下被提出，可以說，五大發(fā)展理念對城市地下管廊的設(shè)計(jì)和建設(shè)，即是巨大挑戰(zhàn)，也是巨大機(jī)遇。地下管廊設(shè)計(jì)在發(fā)達(dá)國家很早就已經(jīng)出現(xiàn)，當(dāng)前我國城市地下管廊長度處于世界前列，地下管廊的各種輸氣管道，輸電管道，排污管道緊密地結(jié)合在一起。這樣鋪設(shè)地下管廊的方式，實(shí)現(xiàn)了城市地下空間的集約化綜合應(yīng)用，最大限度地減少了城市建設(shè)過程中開挖地面埋入管線的建設(shè)方式，但由于我國城市面積廣大，地下管廊的鋪設(shè)長度和密度也大多較為復(fù)雜，要想讓這些錯綜復(fù)雜的管道在地下能真正井井有條的運(yùn)行其管理的難度可想而知，因此在五大發(fā)展理念的指導(dǎo)下，城市地下管廊的建設(shè)方式和管理方式有待創(chuàng)新，本文就在這樣的背景下，從綠色管廊的設(shè)計(jì)和管廊的相關(guān)維護(hù)兩個方面談當(dāng)前地下綜合管廊的建設(shè)。

1基于五大發(fā)展理念的城市地下管廊的設(shè)計(jì)

綜合管廊本身就是我國基于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提出的方案，如今隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和國際影響力的提高，這種綜合管廊的方式也得到了其他國家的廣泛認(rèn)同，而基于五大發(fā)展理念的城市地下管廊的設(shè)計(jì)其實(shí)就是綠色管廊的設(shè)計(jì)，就是在經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的大背景下，用集約性材料和高科技的測算方式，在有限的地下空間內(nèi)使最多的管廊做到互不影響的運(yùn)行，從而做到節(jié)約土地和材料資源并減少環(huán)境污染，真正保護(hù)環(huán)境。但我們要如何促進(jìn)城市地下管廊的設(shè)計(jì)呢？筆者認(rèn)為有以下兩種方法[1]。

1.1 創(chuàng)新支護(hù)技術(shù)，減少滲漏污染

在管道建設(shè)中由于管道的特殊性，防止?jié)B漏都是其首要建設(shè)原則，在傳統(tǒng)的地下管廊建設(shè)中我們常采用剛性支護(hù)結(jié)構(gòu)或柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)去減少管廊滲漏現(xiàn)象的發(fā)生概率，可這兩種材料中，前者可能由于應(yīng)力過大而導(dǎo)致相關(guān)事故的發(fā)生，后者又不適用于較密集的管廊設(shè)計(jì)情況，針對這樣的情況，剛?cè)釓?fù)合支護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這種技術(shù)能充分發(fā)揮上述兩種支護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并能避免其不足，并且還具有施工工期較短，產(chǎn)生廢料可回收的優(yōu)點(diǎn)，可以在對基坑進(jìn)行合理限度的支護(hù)的同時，做到與環(huán)境的統(tǒng)一，符合綠色可持續(xù)的發(fā)展理念。

1.2 安裝過程中現(xiàn)澆預(yù)制相結(jié)合

當(dāng)前地下管廊多采用到施工現(xiàn)場現(xiàn)澆的制作方式，這樣的方式可以保證管廊的強(qiáng)度剛度和施工質(zhì)量，但現(xiàn)場澆筑的要求比較高，前期準(zhǔn)備工作難以達(dá)到要求，在現(xiàn)澆過程中，往往存在澆筑體積過大，產(chǎn)生很大的粉塵污染，周邊居民往往有苦難言，隨著五大發(fā)展理念的提出，這樣現(xiàn)澆的方式已經(jīng)越來越不符合綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。在這樣的背景下，預(yù)制裝配式管廊也就應(yīng)運(yùn)而生，經(jīng)過技術(shù)的發(fā)展，曾經(jīng)很多人認(rèn)為預(yù)制裝配式管廊無法突破的防水性的技術(shù)難點(diǎn)，現(xiàn)在也已經(jīng)被突破，這種施工簡單，產(chǎn)品規(guī)格統(tǒng)一，有較好的剛度和防水性并用綠色的生產(chǎn)方式生產(chǎn)的管廊，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

2合理運(yùn)用BIM和相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促進(jìn)地下管廊的維護(hù)

通過上文的敘述我們可以大致了解到，與傳統(tǒng)的管道相比，地下管廊的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以在不毀壞地面的基礎(chǔ)下，進(jìn)入管廊內(nèi)部對管廊進(jìn)行維護(hù)和修理，但這樣的優(yōu)點(diǎn)也帶來了巨大的隱患，由于管廊內(nèi)部環(huán)境昏暗，活動空間狹小，各管廊之間存在的差別細(xì)小，往往給維護(hù)帶來了一定難度，并且在維護(hù)過程中可能出現(xiàn)安全事故，給維護(hù)人員的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，在這樣的背景下創(chuàng)新管廊內(nèi)部的檢測和監(jiān)察技術(shù)就顯得尤為重要。那我們要如何利用現(xiàn)代技術(shù)促進(jìn)管廊內(nèi)部的維護(hù)呢？筆者認(rèn)為有以下幾種方法[2]。

2.1 運(yùn)用BIM技術(shù)促進(jìn)管廊內(nèi)部的監(jiān)測

BIM技術(shù)可以通過向其中輸入工程建設(shè)中的各個數(shù)值而自動呈現(xiàn)管道內(nèi)部的模擬影像，其影像的準(zhǔn)確性和清晰度都能得到一定保證，而這種高清晰度的影像可以為維修工人到管道內(nèi)部維修相關(guān)損壞點(diǎn)提供一個大的方向，讓工人們即使在黑暗的環(huán)境中也能準(zhǔn)確快速找到損壞點(diǎn)，從而提高維修速率，減小因環(huán)境陰暗而造成的潛在危險，提高管道維修的安全性。而由于BIM技術(shù)與其他技術(shù)的應(yīng)用整合，讓BIM技術(shù)所呈現(xiàn)的3D化的管道圖形真正與管道周圍的建筑結(jié)合起來，從而真正實(shí)現(xiàn)對整個城市地下管廊的內(nèi)部檢測，真正做到滲漏和損壞的實(shí)時監(jiān)控和實(shí)時修復(fù)。

2.2 運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)與BIM相結(jié)合的技術(shù)，促進(jìn)管廊的檢測維護(hù)

所謂物聯(lián)網(wǎng)就是將所需要的數(shù)據(jù)逐一篩選，然后通過互聯(lián)網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，在地下管廊的維護(hù)和檢測中，我們應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)常常是以BIM為核心，將BIM創(chuàng)設(shè)出來的立體化的圖形更加“生命化”地呈現(xiàn)出來，讓人們可以更加直觀的觀測到管道內(nèi)部的各項(xiàng)“生命數(shù)據(jù)”，將地下管廊的監(jiān)測技術(shù)上升到一個更加直白易懂的高度。在地下管網(wǎng)的檢測和維護(hù)過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不能脫離BIM而單獨(dú)存在。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代，而在這個時代，將城市地下管廊與大數(shù)據(jù)相結(jié)合，才能最終達(dá)到對地下管網(wǎng)的綜合監(jiān)測和維護(hù)，讓錯綜復(fù)雜的地下管道網(wǎng)絡(luò)能夠井井有條的工作[3]。

3結(jié)束語

由上文的敘述我們可以了解到，在如今綠色共享的發(fā)展理念之下，只有促進(jìn)城市地下管廊的可持續(xù)化發(fā)展，才能真正使其跟得上時代的發(fā)展潮流，從而促進(jìn)其不斷地廣泛化的應(yīng)用。而隨著經(jīng)濟(jì)科技的不斷發(fā)展，管廊檢測和監(jiān)察技術(shù)出現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)相結(jié)合的契機(jī)，城市地下管廊技術(shù)只有抓住這樣的契機(jī)，不斷促進(jìn)自身的科技化改革，才能促進(jìn)自身的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢紅武，徐成裕，何仁洋，等.埋地輸油管道檢測、維修與評估的探討[J].化工設(shè)備與管道，2016，46（6）：51-55.

[2] 陳蘇.基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)的城市地下綜合管廊建設(shè)[J].地下空間與工程學(xué)報，2018，14（6）：18-24.

[3] 宋生奎，宮敬，才建，等.油氣管道內(nèi)檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油工程建設(shè)，2018，31（2）：10-14.