BIM技術(shù)在地下綜合管廊施工階段的應(yīng)用

賈福森

摘要：在當(dāng)前國內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，地下管廊開發(fā)建設(shè)成為了市政施工的關(guān)鍵點(diǎn)，施工企業(yè)使用BIM技術(shù)可以高效去區(qū)分施工作業(yè)環(huán)節(jié)，使用BIM技術(shù)，以便設(shè)計(jì)師即時(shí)發(fā)現(xiàn)管道設(shè)計(jì)中的存在問題，并且通過在軟件上進(jìn)行優(yōu)化，提高了地下管廊設(shè)計(jì)施工的質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地下綜合管廊;施工技術(shù)

引言：地下管道和工程施工難度大，管線分布龐雜就會(huì)容易出現(xiàn)管道碰撞問題，這將不利于管道安裝工作的實(shí)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(jìn)一步縮減管道施工難度，會(huì)發(fā)揮市政管道安裝施工的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一、BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是工程信息模型，它是在工程領(lǐng)域，以實(shí)際的項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息作為基石，來在軟件內(nèi)部構(gòu)建建筑模型，它能夠直接展示建筑物的全部面貌，還能夠?qū)κ┕さ乃行畔⑦M(jìn)行匯總。BIM技術(shù)使用于設(shè)計(jì)和建設(shè)中，該技術(shù)推動(dòng)了管道施工的變革化發(fā)展。管道其中最重要的服務(wù)對(duì)象就是利用各類型的管線，這種分工更加明確，使得設(shè)計(jì)和施工職責(zé)劃分更明晰。在實(shí)際施工中，項(xiàng)目施工會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)多種問題，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)此類問題的處理，對(duì)于管道設(shè)計(jì)及規(guī)劃都有重大幫助作用。

二、地下綜合管廊概述

管廊是在市區(qū)內(nèi)部地下來鋪設(shè)市政設(shè)施而建設(shè)的隧道，如供熱、電纜、供氣、排水等相關(guān)管道的布設(shè)，同時(shí)還會(huì)設(shè)置檢查口頭、封口控制中心等多個(gè)運(yùn)營模塊，實(shí)現(xiàn)管線協(xié)調(diào)規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工。

（一）地下管廊建設(shè)意義

在市區(qū)地下鋪設(shè)管道，符合市民基本需要，也是提升市區(qū)內(nèi)部承載力的重要支撐。在地下市政管道鋪設(shè)，會(huì)減少路面的破損和公共管線的維護(hù)，維修費(fèi)用也保證了路面，更加完善，提升各個(gè)管線使用的耐久程度更高。在管廊，內(nèi)部各管線分布更加緊密，有利于合理使用地下空間，節(jié)約的市區(qū)土地，地下管廊的建設(shè)，可以提升公路樁桿和各管線、檢查井的協(xié)調(diào)性，美化城市景觀，地下管廊系統(tǒng)可以解決城市內(nèi)部交通擁堵的問題，還極大便于通信、燃?xì)?、供水、排水等設(shè)施的檢查及維修，隨后管廊系統(tǒng)還具備更強(qiáng)的防災(zāi)、抗災(zāi)性能，有助于災(zāi)后的重建。

（二）管廊項(xiàng)目施工存在的問題

在市區(qū)鋪設(shè)管道，由于市區(qū)地下地形比較復(fù)雜，管道工程環(huán)境復(fù)雜多變，在項(xiàng)目建設(shè)中，會(huì)涉及多個(gè)產(chǎn)權(quán)單位，使用過去傳統(tǒng)使用方法就會(huì)存在大量的問題。在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，各建設(shè)方協(xié)調(diào)難度大，受制于管廊項(xiàng)目都會(huì)呈現(xiàn)線性工作面，在施工時(shí)就會(huì)隨著公路建設(shè)，各施工主體單位間的溝通產(chǎn)生壁壘。另外，沒有合理的工程軟件，以手工計(jì)算為主，精確率下降不利于成本管控。下料時(shí)沒有更可靠的工程量數(shù)據(jù)信息，造成項(xiàng)目施工偏差大，也會(huì)造成后期管線鋪設(shè)不合理，機(jī)電設(shè)備數(shù)量多，再加上外界環(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)的多方限制，就會(huì)在工程場(chǎng)地造成管道的吊裝難度大。管線及各類設(shè)備的精準(zhǔn)定位及相應(yīng)的工程數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)沒有更合理科學(xué)的信息技術(shù)來支撐[1]。

三、地下綜合管樓對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM應(yīng)用到市政領(lǐng)域時(shí)間不長，但是國內(nèi)的市政府部門要加大推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)公司，施工企業(yè)引入BIM軟件，幫助建設(shè)人員去了解建設(shè)內(nèi)容，但目前國內(nèi)的BIM技術(shù)人才會(huì)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(shè)計(jì)中，需要對(duì)BIM技術(shù)的使用做好深度的研究。

（一）施工模擬

一些施工企業(yè)在項(xiàng)目招投標(biāo)時(shí)，會(huì)建立3D模型。結(jié)合工程方向、項(xiàng)目計(jì)劃，及工程現(xiàn)場(chǎng)狀況，來開展動(dòng)畫演示、技術(shù)模擬，針對(duì)于項(xiàng)目施工當(dāng)中比較復(fù)雜的項(xiàng)目施工節(jié)點(diǎn)來開展技術(shù)的深度探索，從而可以在BIM軟件的指引下，開展模擬，也發(fā)現(xiàn)問題，制訂解決方案。

（二）碰撞檢測(cè)

碰撞檢測(cè)是在BIM軟件內(nèi)部發(fā)展的更成熟的技術(shù)，該技術(shù)可以提前在BIM軟件內(nèi)部開展技術(shù)的模擬，進(jìn)而在項(xiàng)目施工中，對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)碰撞點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防預(yù)測(cè)，該方式會(huì)降低項(xiàng)目工程施工中的返工問題，這將有利于降低整體項(xiàng)目工期和項(xiàng)目施工成本費(fèi)用[2]。

（三）投標(biāo)演示

在BIM軟件發(fā)展的條件下，公司對(duì)核心價(jià)值提升更加重視，部分建設(shè)公司在投標(biāo)時(shí)，會(huì)利用BIM軟件開展項(xiàng)目工程演示，這將提高整個(gè)公司的經(jīng)營效益和企業(yè)形象。同時(shí)，還能夠?yàn)槠髽I(yè)未來的發(fā)展加分，綜合顯示出BIM軟件的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但是在實(shí)際施工中，一些工程企業(yè)經(jīng)常對(duì)自己施工能力夸大，卻沒有將BIM軟件應(yīng)用到項(xiàng)目建設(shè)中。

當(dāng)前國內(nèi)公司項(xiàng)目對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用仍然停留在表面狀態(tài)，這就使得施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用處于觀望的態(tài)度，并沒有對(duì)BIM軟件給公司帶來真正價(jià)值有足夠的認(rèn)知。工程企業(yè)認(rèn)為BIM技術(shù)的引入會(huì)耗費(fèi)大量的資金，而對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用有很多的排斥感，并沒有組織人員去學(xué)習(xí)BIM技術(shù)，也無法明確人員的工程責(zé)任，這就導(dǎo)致各施工人員的專業(yè)之間協(xié)調(diào)性存在不良問題，不利于項(xiàng)目長期穩(wěn)健的運(yùn)作[3]。

四、地下綜合管廊對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用情況研究

（一）數(shù)據(jù)無損傳輸

通過使用BIM信息平臺(tái)，可以在實(shí)際管線設(shè)計(jì)和施工中，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)人員與施工人員產(chǎn)生不協(xié)調(diào)不良問題。BIM技術(shù)平臺(tái)能夠貫徹于項(xiàng)目設(shè)計(jì)到后續(xù)施工，來協(xié)調(diào)各工作環(huán)節(jié)，構(gòu)建起施工模型，可推動(dòng)施工信息設(shè)計(jì)信息快速流轉(zhuǎn)。如果項(xiàng)目施工中，存在了不良問題，設(shè)計(jì)師就要將該工程模型在平臺(tái)上描繪、調(diào)整，進(jìn)行優(yōu)化。工程企業(yè)施工人員在完成信息更新之后，要將工作中信息變更及數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傳輸，來不斷推動(dòng)設(shè)計(jì)的變更，來為工程公司節(jié)約更多的項(xiàng)目施工資金和時(shí)間。

（二）設(shè)計(jì)工作的實(shí)際監(jiān)督和跟蹤

目前，很多的地下管道施工都是使用者邊設(shè)計(jì)邊施工的工作方法，這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工的模式，很難加強(qiáng)對(duì)施工作業(yè)的全面監(jiān)控。在設(shè)計(jì)成果遞交時(shí)，出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，也會(huì)造成設(shè)計(jì)出來的方案與實(shí)際的建設(shè)作業(yè)不太匹配。如果在項(xiàng)目檢查中，沒有發(fā)現(xiàn)問題，就會(huì)給后期施工帶來不良的影響。在管線設(shè)計(jì)的位置是否合理，檢查設(shè)計(jì)成果是否有效，同時(shí)BIM信息軟件能夠精準(zhǔn)有效推動(dòng)設(shè)計(jì)調(diào)整，來提高整體的施工質(zhì)量[4]。

（三）專業(yè)技術(shù)之間協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)平臺(tái)搭建可以為專業(yè)工作人員提供更多詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，通過在工作中，對(duì)現(xiàn)有建筑模型進(jìn)行優(yōu)化。開展自動(dòng)化管線避讓設(shè)計(jì)。此外，設(shè)計(jì)師還要對(duì)建筑物的高度做好靈活的調(diào)整，對(duì)工程管線設(shè)計(jì)對(duì)于施工中存在不合理問題要及時(shí)改進(jìn)處理，只有這樣才能夠?yàn)轫?xiàng)目施工設(shè)計(jì)提供更精準(zhǔn)的模型，這也成為了當(dāng)前項(xiàng)目施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（四）運(yùn)維管理中的應(yīng)用

地下管道中的運(yùn)營工作對(duì)當(dāng)前BIM的技術(shù)應(yīng)用也具有顯著的優(yōu)勢(shì)，通過使用BIM軟件來開展工程監(jiān)察，可以了解到管道施工的全部狀態(tài)信息。在BIM軟件上監(jiān)測(cè)功能，也是該軟件中的核心功能，如加強(qiáng)對(duì)管道布設(shè)的監(jiān)測(cè)，可以捕捉各管道的氣密性不良問題。如果在使用中發(fā)現(xiàn)了天然氣泄漏，那么就會(huì)第一時(shí)間在BIM平臺(tái)上報(bào)警，因此工作人員接受BIM信息軟件能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，工程人員也能夠在較短時(shí)間掌握好管線的布局狀況。在BIM平臺(tái)上，對(duì)各管線的廠家規(guī)格信息做及時(shí)的搜集，能夠?yàn)楹罄m(xù)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(tǒng)，來組織開展設(shè)備的采購，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)維工作整體效率的提升[5]。

（五）成本預(yù)估

BIM技術(shù)和傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計(jì)存在顯著的差別，BIM軟件設(shè)計(jì)出來的方案具備更強(qiáng)的直觀性，而且通過設(shè)計(jì)師在平臺(tái)上對(duì)該成果上傳，這時(shí)建設(shè)單位在平臺(tái)中獲取更全面的信息，更精準(zhǔn)工程量數(shù)據(jù)，而且可以開始初步預(yù)算，對(duì)不同的方案做好對(duì)比，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)方的明確。BIM軟件能夠提高計(jì)算力，但是該技術(shù)二次開發(fā)軟件的優(yōu)化，使成本合理性就會(huì)得到提升，也具備更強(qiáng)的項(xiàng)目參考優(yōu)勢(shì)。

（六）構(gòu)建三維模型

使用BIM軟件來設(shè)計(jì)管廊主體結(jié)構(gòu)及隧道結(jié)構(gòu)及管道內(nèi)部的燃?xì)夤艿?，給水管道、熱力管道等模型，利用BIM就會(huì)細(xì)化模型，BIM信息化模型會(huì)聯(lián)系各方的信息，可幫助工程人員實(shí)時(shí)查看主體工程的位置信息，可對(duì)管廊的任意位置做好切換，技術(shù)工都能夠掌握管廊管道的主體結(jié)構(gòu)和各個(gè)部件的尺寸信息。BIM軟件使得項(xiàng)目的施工全過程和項(xiàng)目決策過程都可視化，而且信息一致，提高了項(xiàng)目施工的效率。

（七）管廊碰撞檢測(cè)

在管廊納入到燃?xì)夤艿兰胺e水管線及排水管線，在電力、電信管線等管線布設(shè)時(shí)，都要符合多個(gè)行業(yè)的施工規(guī)范要求，還要重視到管線內(nèi)類型、數(shù)量及管道的距離，管道運(yùn)輸和安裝等不同的工作要求。管線碰撞測(cè)試分為各管線碰撞和管線的碰撞檢測(cè)。根據(jù)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(yù)留安裝及檢修距離不夠時(shí)，這幾種碰撞都可以通過應(yīng)用BIM進(jìn)行軟件檢測(cè)，并且逐一去排查，這為項(xiàng)目施工提供了精確的指導(dǎo)支持。

（八）施工模擬和進(jìn)度控制

使用BIM軟件模型來模擬工程現(xiàn)場(chǎng)狀況，如開展基坑挖掘，管道吊裝及材料堆放，對(duì)項(xiàng)目班組做好全面工程方案的可視化交底，也可以在軟件內(nèi)部，開展工程現(xiàn)場(chǎng)預(yù)演，針對(duì)不同工序之間使用和場(chǎng)地規(guī)劃，機(jī)械配置等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行性工期的優(yōu)化，擬定項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃。結(jié)合模型，使用BIM軟件來進(jìn)行工程全面模擬，這樣可以對(duì)工程進(jìn)度做好全面控制。

（九）協(xié)同信息平臺(tái)管理

BIM模型會(huì)集成施工作業(yè)環(huán)節(jié)的海量信息，包含了工程建材、工程圖紙、工程設(shè)備、工程構(gòu)件等相關(guān)信息，這些信息可以在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部被工作人員快速調(diào)取，輔助工程決策人員的各項(xiàng)決策活動(dòng)，為后續(xù)項(xiàng)目運(yùn)營，也提供更多信息數(shù)據(jù)，支持使用三維BIM技術(shù)模型，匯集項(xiàng)目工程量、項(xiàng)目進(jìn)度、項(xiàng)目造價(jià)等相關(guān)數(shù)據(jù)，而構(gòu)建起五維信息模型，還能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬施工變化，加強(qiáng)項(xiàng)目進(jìn)度的控制和成本造價(jià)的實(shí)施監(jiān)控，為技術(shù)應(yīng)用而搭建新型信息平臺(tái)，所有項(xiàng)目參與方在平臺(tái)上都能夠進(jìn)行項(xiàng)目動(dòng)態(tài)管理，保證了參與方密切溝通聯(lián)系，使管理者都能夠了解到整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)狀況。

五、結(jié)束語

當(dāng)前國內(nèi)建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，管廊工程給社會(huì)公眾的生產(chǎn)生活也帶來更大影響。因此，在地下管廊的構(gòu)建中，要更積極的探索和創(chuàng)新技術(shù)，這樣才能夠?yàn)楹罄m(xù)項(xiàng)目開展提供幫助。在BIM技術(shù)中，可以憑借該軟件內(nèi)部的格式化，三維立體的顯示效果，科學(xué)布設(shè)管道管線，在軟件中，施工人員就能夠掌控到整個(gè)施工全環(huán)節(jié)。同時(shí)，還能夠降低項(xiàng)目施工成本，提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益，作為一種新型工程技術(shù)手段，進(jìn)一步深度探索在實(shí)際工作中應(yīng)用。了解到BIM軟件的優(yōu)點(diǎn)，以便才能夠在地下管道施工中產(chǎn)生最佳的作用。在施工行業(yè)，引入BIM軟件，成為未來進(jìn)入公司信息化新趨勢(shì)。在城市地下綜合管廊的施工項(xiàng)目中，BIM技術(shù)能夠?yàn)槭姓こ處煄砀嗟慕?jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益。BIM技術(shù)體系還沒有完全替代過去傳統(tǒng)施工模式，但隨著BIM技術(shù)不斷發(fā)展，BIM軟件功能的完善，更多成功案例涌現(xiàn)會(huì)突出體現(xiàn)出BIM技術(shù)的價(jià)值，將促使BIM軟件智能、化信息化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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