BIM技术在市政综合管廊施工阶段的应用

薛延丰

（天津大港油田集团工程建设有限责任公司，天津 300272）

随着我国经济建设飞速发展，大量农村人口涌入城市，使得城市规模逐渐扩大。随着新一轮城市建设发展兴起，各地政府纷纷响应国家号召，加大基础建设力度，制定经济发展方针与政策。然而，在实际实施过程中，由于城市缺乏土地资源，用地紧张、城市缺乏基础建设、交通拥堵以及城市环境污染加剧等问题也渐渐展露出来。为此，市政基础设施建设应充分利用地下空间，并对其进行保护开发，从而有效缓解城市土地资源紧张局面，提升城市土地利用率。

1 概述

当前，许多发达国家都建立具有一定规模的综合管廊，但我国综合管廊仍处于初步阶段。由于起步较晚，使得我国地下综合管廊依然停留在研究与建设阶段，同时还推行试点城市。市政综合管廊在施工过程中需要应用到较为广泛的知识，而BIM三维模型建模，将各种施工技术与市政综合管廊施工阶段优化结合。在施工过程中，施工设计人员还要对各项施工技术予以有效分析，并根据要求设计好计划方案，以此达到经济目的。

2 BIM技术与综合管廊施工建设特点

BIM技术属于CAD建设领域技术后，又一个较为重要的计算机应用技术。该种技术主要以工程项目为主，充分利用各项数字信息技术信息建立带有仿真性的建筑模型。并且，该项技术还具有协调性、模拟性、信息真实性、可视性以及优化性等特点，使任何物体都能在建模中明确建设时间以及拆除时间。同一个项目的不同阶段也能在BIM中提取、更改信息数据。

当前，城市建设中多采用城市地下综合管廊模式，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。其主要特点如下：（1）没有专业规范的指导，也就是说综合管廊行业中没有一个具有权威性的施工验收标准，通常验收时大多都参照与其专业相似的技术标准。（2）综合管廊中设置的出线井、集水坑、通风口等节点结构较多，内部结构断面也比较复杂，使得施工人员在操作时存在较大困难，不好掌控其质量。（3）综合管廊中的管线比较密集，使得管线与管线之间相互干扰因素较多。这就需要相关人员做好各项管线的运行管理工作，从而让市政公用管线形成一个新格局。为此，综合管廊应安装智能系统化管理技术，并在管廊现场设置电话系统、火灾自动报警系统以及各项检测仪器仪表等，以此实现综合管廊智能化运行模式[1]。

3 BIM技术在市政综合管廊施工阶段的应用

BIM技术可以有效推动产业项目实现现代化，同时也对市政综合管廊的应用周期予以强有力的支撑。综合管廊施工属于极为重要的工程阶段，施工人员在施工建设时应充分理解设计人员的设计意愿，并将该项设计转变成成品。同时，及时发现施工过程中可能出现的问题以及质量安全隐患，优化施工环节流程，降低成本投入。

3.1 项目虚拟建造

综合管廊模型主要是通过Revit模型工具构建的，在施工之前，施工人员应依照设计人员提供的设计图纸，根据建模相关要求将综合管廊中的电气结构、给排水结构以及暖通结构等进行专业化划分，并采用与之相匹配的设计软件，将设计数据信息输录到建模数据中，通过数据整合搭建，建立综合管廊的模拟三维立体图形。这样项目专项负责人就可以在没有开展施工建设时，用眼睛就能直观感受所要建设的项目立体图，帮助施工人员更加全面地理解设计图意旨，从而提升施工效率，保证综合管廊能够顺利建设实施。

3.2 BIM设计图纸管线综合碰撞检测

BIM技术与传统的CAD二维施工图不同。CAD技术人员在实际运行过程中需要将原本较为完整的设计施工图纸，进行不同侧面平、立、剖，同时将大量重复性数据信息引入电脑中，由于重复信息较多，严重影响数据信息解析速度以及解析效率。另外，综合管廊自身属于较为复杂的合体结构，管廊内部道路交叉口比较多，并存在多层交叉管道情况，使得设计方案在评选过程中较为复杂抽象，导致施工图纸之间存在较大的错误纰漏[2]。而BIM技术可以借助相匹配的电脑转件，构建综合管廊三维立体模型，施工技术人员可以借助电脑软件系统浏览查看施工的项目模型。其电脑软件系统能够在任何一个角度精准地查看、检查模型，确保电脑屏幕上显示施工材质与实际应用中的施工材质保持一致。这样施工技术人员就能利用电脑软件系统中碰撞检测功能，将综合管廊中的给排水、暖通、电气等各项专业数据结合在一起，通过碰撞检测生成综合性分析报告。施工技术人员可以依照这份综合分析报告同设计人员进行沟通交流，并对该次施工布局方案在原有三维立体模型中进行调整修改，从而制定出符合设计标准的规范化施工设计图，并且该份设计图还要能维护检修空间，确保三维立体模型在最后定型时没有任何碰撞点，避免施工现场出现碰撞情况，降低施工人员返工率，从而节约施工成本[3]。CAD技术与BIM技术各个阶段统计花费的时间如表1所示。

表1 CAD技术与BIM技术各个阶段统计花费的时间

3.3 BIM技术可视化交底

以往传统施工方式主要以书面文字形式加上二维图纸的方式进行交底，这种交底方式大多都是较为常见的施工工艺。然而，综合管廊是当前新兴的建设工程项目，并且该项目结构较为复杂，以往传统二维图纸根本不能让施工技术人员充分发挥想象与联想。再加上人们的空间想象能力本就有限，且存在一定的狭隘性，从而对施工技术人员理解图纸造成一定阻碍，使之不能科学合理地进行综合管廊施工。在综合管廊建设施工阶段，施工技术人员通过BIM技术软件构建综合管廊三维模型，并对模型中的出线井、集水坑、通风口等较为复杂结构点予以明显标记，配以较为具体的施工工艺。若有需要，施工技术人员还可以借助BIM技术对施工工程进行动态模拟，以此更好地掌握整个工程动向。另外，施工交底过程中，施工技术人员还可以采用三维立体模拟技术向施工人员进行展示，从而保证综合管廊施工质量符合国家相关标准[4]。

3.4 精度算量，合理控制成本

随着科学技术飞速发展，信息也逐渐得到普及，因此方便施工技术人员计算工程量，告别以往传统人工计算时代，减少了工程造价人员工作量，提高了计算精准率。施工技术人员借助BIM软件技术，使其在整个施工过程中建立三维立体施工模型，确保所有工序都能够得以精准分析，使得每一个时间节点、每一道工序、每一个工区都能够精准分析，最大限度地控制、缩减成本，将整个工程量成本予以有效控制。施工人员还要结合施工进度领取、提供材料，确保各数据得到有力支撑；精准掌控施工现场，认真检查所有采购材料，防止出现不合格产品；采购材料应在施工现场外进行抽样检测，一旦发现不合格产品应立即通知厂家予以返回，防止采购人员滥用职权，以次充好，从而科学合理地控制项目材料采购成本。

3.5 施工仿真模拟

综合管廊借助信息模型技术后，能够将综合管廊模型予以虚拟化，同时还能实现工人虚拟施工，促使施工技术人员能够在施工过程中控制好预算成本，避免施工过程中造成不必要的资源浪费。另外，BIM技术是将传统2D技术与3D技术优化结合，使得三维立体模型在施工时间与施工费用的预算数据的模拟显示下构建整体施工模型，确保施工模型与实际施工环节保持一致性与连续性。这就使得每项虚拟环节都能将各个方面的数据结合在一起，使得综合管廊数据更加精准。施工技术人员可以实时掌握施工动态，并将原有施工计划与实际施工进展情况进行对比，在此基础上做好协同工作，使得各部门领导人员对当前施工进展情况有所了解。另外，BIM技术中的5D模拟技术对建设规模较大的综合管廊具有较大作用，有助于做好施工管理协调工作，确保各项施工环节都能顺利进行。因为5D技术能够可视化操作，施工人员在施工过程中，可以更加准确地实施每一道工序，减少施工周期，降低成本核算，防止施工过程中出现资源浪费以及土地不能合理利用情况，以此确保工程项目利益最大化[5]。

4 结束语

随着科学技术飞速发展，我国综合管廊建设也随之加快速度，BIM技术能够将综合管廊中的电气结构、给排水结构以及暖通结构等进行专业化划分，任何角度都能直观查看检查模型，避免施工现场出现碰撞情况，降低施工人员返工率，节约施工成本。另外，施工交底过程中，施工技术人员还可以采用三维立体模拟技术向施工人员进行展示，减少施工周期，控制项目材料采购成本，降低成本核算，保证综合管廊施工质量符合国家相关标准。