BIM技術(shù)在江南中心綠道武九線綜合管廊工程中的應(yīng)用研究

王軼駿 方曉亮 張斌

摘? 要：隨著城市建設(shè)的現(xiàn)代化和智慧化發(fā)展，越來越多的地下空間工程都會(huì)運(yùn)用BIM技術(shù)。綜合管廊作為現(xiàn)代智慧城市的重要組成部分和基礎(chǔ)設(shè)施，可通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，解決傳統(tǒng)建設(shè)中常見的管線及結(jié)構(gòu)碰撞問題，并協(xié)助施工和后期運(yùn)維管理。研究表明，BIM技術(shù)在管廊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維全生命周期中均發(fā)揮重要的作用。

關(guān)鍵詞：武九線;綜合管廊;BIM

中圖分類號(hào)：TU990.3??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）04-0000-00

0 概述

江南中心綠道武九線綜合管廊工程屬于武漢長(zhǎng)江主軸的重要組成部分，項(xiàng)目橫跨武漢市武昌區(qū)、青山區(qū)、洪山區(qū);其主線管廊全長(zhǎng)13.25公里、支線管廊全長(zhǎng)2.98公里，同時(shí)含有540米建設(shè)十路道排工程，管廊主體斷面以三艙為主，局部為二艙和四艙，建成后將容納給水、電力、通信、熱力等管線，地上同步建設(shè)綠道景觀，打造沿長(zhǎng)江主軸濱江核心區(qū)的生態(tài)文化長(zhǎng)廊。項(xiàng)目施工存在的重難點(diǎn)：施工工期緊迫、施工場(chǎng)地狹小、地下管線復(fù)雜、與既有道路地鐵橋梁交叉節(jié)點(diǎn)眾多、管廊結(jié)構(gòu)交叉口施工復(fù)雜、部分施工工藝復(fù)雜（如大斷面矩形頂管）等。業(yè)主在項(xiàng)目初期經(jīng)過調(diào)研決定通過全生命周期應(yīng)用BIM技術(shù)來解決這些困難問題，達(dá)到提升項(xiàng)目質(zhì)量的效果。武九線管廊示意圖1所示。

BIM技術(shù)是以建設(shè)項(xiàng)目自身相關(guān)的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)建立的建筑模型，不僅能從空間上全面的展示項(xiàng)目本身，還可以在模型中添加設(shè)計(jì)信息、施工信息、管理信息、質(zhì)量及安全信息等各種過程信息。同時(shí)使用BIM管理平臺(tái)，結(jié)合GIS、物聯(lián)網(wǎng)等各種應(yīng)用還能在項(xiàng)目建設(shè)的其他領(lǐng)域進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用拓展。BIM技術(shù)本身具有可模擬、可視化、可出圖、可協(xié)調(diào)等特點(diǎn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于綜合管廊項(xiàng)目中可大大提高管廊的建設(shè)質(zhì)量。綜合管廊中最基礎(chǔ)的服務(wù)對(duì)象就是管廊中的各類專業(yè)管線，在管廊的建造過程中如何將這些紛繁復(fù)雜的管線，根據(jù)不同權(quán)屬單位的要求納入到管廊內(nèi)部的有限空間中，是設(shè)計(jì)與施工企業(yè)遇到的難點(diǎn)，往往容易出現(xiàn)各種錯(cuò)漏碰缺，而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效的解決這些問題，同時(shí)BIM還可以應(yīng)用到管廊的運(yùn)維養(yǎng)護(hù)等方面。

本文將以江南中心綠道武九線綜合管廊工程的BIM應(yīng)用為基礎(chǔ)，探討B(tài)IM技術(shù)在管廊的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維階段的應(yīng)用，以期為BIM技術(shù)在類似綜合管廊工程的應(yīng)用提供借鑒。

1 項(xiàng)目BIM策劃

本項(xiàng)目在前期組織了BIM工作專班，并建立了BIM工作機(jī)制及配套制度。積極開展《基于BIM的施工信息化技術(shù)研究》課題研究，為將BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)建工作落到實(shí)處，項(xiàng)目組根據(jù)目標(biāo)、指標(biāo)分解情況，制定了《BIM建模標(biāo)準(zhǔn)》、《科技創(chuàng)新與應(yīng)用管理辦法》、《BIM技術(shù)應(yīng)用管理制度》、《BIM平臺(tái)管理制度》等制度，并通過修編整合成冊(cè)后，以PPT、交底、宣傳欄等多種形式向參建各方宣傳BIM技術(shù)應(yīng)用具體施行方式和應(yīng)用理念。在項(xiàng)目招投標(biāo)過程中就對(duì)項(xiàng)目的BIM設(shè)計(jì)范圍和交付成果等做了詳細(xì)要求，并在項(xiàng)目階段性驗(yàn)收環(huán)節(jié)要求專門對(duì)BIM成果組織評(píng)審驗(yàn)收。BIM標(biāo)準(zhǔn)及管理制度圖2所示。

2 設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用

項(xiàng)目采用Autodesk公司的Revit軟件做為基礎(chǔ)建模平臺(tái)，對(duì)管廊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全專業(yè)建模。在方案階段針對(duì)穿越地鐵5號(hào)線、長(zhǎng)江隧道及和平大道高架的重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行方案對(duì)比，分析空間位置關(guān)系，選擇最優(yōu)施工工序。并使用分析軟件開展通風(fēng)分析、逃生模擬、生態(tài)分析優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，論證設(shè)計(jì)的合理性。

在初設(shè)階段通過dynamo進(jìn)行二次開發(fā)，結(jié)合python及revit軟件自動(dòng)生成復(fù)雜的管廊區(qū)間段，大大提升了BIM建模效率。同時(shí)根據(jù)圖紙參數(shù)信息建立相關(guān)專業(yè)信息模型參數(shù)化構(gòu)件庫(kù)，共計(jì)近200個(gè)構(gòu)件族。為使構(gòu)件更具復(fù)用性，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)使用頻率高的支架、標(biāo)識(shí)等進(jìn)行了參數(shù)化工作，在后期管廊變更BIM建模時(shí)節(jié)約了近一半的時(shí)間。并使用Navisworks軟件對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行碰撞檢查，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，減少后期施工返工，在施工圖階段對(duì)模型進(jìn)行了深化，并根據(jù)深化后的BIM模型，進(jìn)行了全專業(yè)BIM出圖，包括工藝、結(jié)構(gòu)、支護(hù)、電氣、監(jiān)控與報(bào)警、消防、通風(fēng)、排水、標(biāo)識(shí)等專業(yè)，共計(jì)生成圖紙842張，建立了統(tǒng)一的BIM出圖模板與完善的出圖流程。同時(shí)對(duì)建設(shè)六路道口、三角路、羅家港明渠等節(jié)點(diǎn)繼續(xù)施工方案模擬、附屬工程設(shè)備安裝模擬，并對(duì)保利常陽、綠地中心、和平大道等十余個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)模型深化，并生成VR全景展示項(xiàng)目建成效果，大大提升了項(xiàng)目設(shè)計(jì)品質(zhì)[1，2]。管廊進(jìn)風(fēng)口節(jié)點(diǎn)圖3所示。

為實(shí)現(xiàn)武九線綜合管廊項(xiàng)目設(shè)計(jì)的可視化，各專業(yè)的集成協(xié)同設(shè)計(jì)，同時(shí)也建立了綜合管廊BIM設(shè)計(jì)參數(shù)化構(gòu)件庫(kù)，并通過應(yīng)用分析優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，對(duì)重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工模擬提升后期施工效率。

3 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)模型交付后，施工企業(yè)首先對(duì)設(shè)計(jì)階段模型進(jìn)行深化，形成施工階段BIM模型，基于細(xì)化的BIM模型工程量和圖紙工程量計(jì)算對(duì)比，通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)原清單編制漏項(xiàng)19處，部分工程量與設(shè)計(jì)圖紙得量存在較大差額，清單編制少預(yù)算金額累計(jì)3000余萬元。由于現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地狹小，臨建布置時(shí)通過BIM場(chǎng)布建模，預(yù)先進(jìn)行臨建布置，合理規(guī)劃，將場(chǎng)地的利用率最大化，達(dá)到綜合管廊建設(shè)的需要，優(yōu)化臨建布置方案。主要應(yīng)用于施工便道，鋼筋場(chǎng)布置、和平大道頂管、友誼大道頂管、余家頭頂管、管廊橋等臨建和場(chǎng)地布置，共計(jì)臨建和場(chǎng)地布置16處[3]。管廊鋼筋場(chǎng)布圖4所示。

由于本工程施工節(jié)點(diǎn)種類多，工藝復(fù)雜，施工易漏項(xiàng)或錯(cuò)誤施工，傳統(tǒng)平面施工技術(shù)交底不夠直觀，難以精確表達(dá)各結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、管線和構(gòu)件的關(guān)系，接底人與交底內(nèi)容理解容易偏差。設(shè)計(jì)和施工單位基于BIM技術(shù)開展了BIM可視化交底工作，有效地提高了工作效率，交底內(nèi)容更加直觀和準(zhǔn)確，施工班組也能更快理解施工圖紙和施工方案，使施工工藝的執(zhí)行更加徹底，保證了施工目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)[4]。綜合管廊工程相對(duì)復(fù)雜的工藝包括頂管工程、管廊橋工程、交叉口及人員出入口結(jié)構(gòu)和監(jiān)控中心。通過利用BIM建模，細(xì)化每個(gè)復(fù)雜工藝施工步驟，將不同階段工藝主要內(nèi)容形象展示，利于不同階段施工安全及技術(shù)交底，同時(shí)制作成的視頻可全程展示整個(gè)施工工藝技術(shù)，簡(jiǎn)單易懂，利于施工。

4 BIM技術(shù)平臺(tái)管理

項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段搭建了基于云技術(shù)、GIS技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于一體的BIM+GIS綜合管理云平臺(tái)，對(duì)BIM設(shè)計(jì)成果進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的模型管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量安全管理、人機(jī)料管理、設(shè)計(jì)管理、文檔管理、新聞管理、視頻監(jiān)控等功能。同時(shí)設(shè)有系統(tǒng)首頁，提供項(xiàng)目動(dòng)態(tài)、通知公告、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、通訊錄、項(xiàng)目簡(jiǎn)介、天氣情況等主要日常動(dòng)態(tài)信息，滿足對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)和管理的信息需求。BIM管理云平臺(tái)圖5所示。

5 總結(jié)

本文就江南中心綠道武九線綜合管廊工程的BIM應(yīng)用進(jìn)行了研究，分析整理了在設(shè)計(jì)施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)及相關(guān)流程。通過前期設(shè)計(jì)和施工階段BIM的應(yīng)用，優(yōu)化了設(shè)計(jì)，提升了施工質(zhì)量，為運(yùn)維階段的BIM應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并取得了一些階段性成果。本項(xiàng)目在2018年申報(bào)并入圍武漢市建設(shè)局第一批BIM技術(shù)試點(diǎn)A類項(xiàng)目，配套管廊BIM交付標(biāo)準(zhǔn)獲批中國(guó)建筑學(xué)會(huì)綜合管廊信息模型標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，2019年被評(píng)選為獲中國(guó)中鐵股份有限公司綠色科技示范工程、武漢市江城優(yōu)秀文明工地，獲得2020年河南省第二屆“匠心杯”工程BIM技術(shù)應(yīng)用大賽二等獎(jiǎng)。

目前本項(xiàng)目正在進(jìn)行施工，運(yùn)維BIM管理平臺(tái)已經(jīng)基本完成，后期將基于BIM技術(shù)在運(yùn)維階段實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊的設(shè)備管線、能耗、資產(chǎn)、巡檢養(yǎng)護(hù)、安全等方面進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的真正價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 方金強(qiáng)，馬慶華，陳愛萍.淺談BIM技術(shù)在地下綜合管廊全生命周期建設(shè)中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2017（11）：127.

[2] 林興.BIM技術(shù)在地下綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用[J].四川水泥，2020（4）：126.

[3] 張欣宇，吳芝奇.談BIM在市政綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（12）：120-121.

[4] 戚欣，張小龍，王婉.城市地下綜合管廊智慧化施工管理應(yīng)用研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（7）：104-106.

收稿日期：2021-03-09

作者簡(jiǎn)介：王軼駿（1973—），男，湖北武漢人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：工程管理。

Application of BIM Technology in Comprehensive Pipe Gallery Project of Wujiu line of Jiangnan Central Greenway

WANG Yijun，F(xiàn)ANG Xiaoliang，ZHANG Bin

（Wuhan City Railway Construction Investment Development Co.， Ltd， Wuhan Hubei? 430061）

Abstract： With the modernization and intelligent development of urban construction， more and more underground space projects will use BIM Technology. As an important part and infrastructure of the modern smart city， the utility tunnel is an important part of the modern smart city， it can be applied through BIM Technology， to solve the common problems of pipeline and structure collision in traditional construction， and assist in construction and later operation and maintenance management. Research shows， BIM Technology plays an important role in the design， construction， operation and maintenance life cycle of pipe gallery project.

Keywords： Wujiu line; Utility tunnel; BIM