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摘要：在综合管廊整个施工过程周期中，总结出城市综合管廊工程施工各个方面的特性，并分析BIM技术在综合管廊施工中应用的必要性。借助BIM技术的可视化、协调性、优化性等优点，应用于综合管廊施工的全程，并将其作为综合管廊施工中的一个重要技术支撑。BIM技术在综合管廊工程施工中的应用不仅能提高施工效率，以及综合管廊施工的经济效益，还能有效促进市政综合管廊的发展与应用。
关键词：综合管廊；BIM技术；工程施工；经济效益
0引言
国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见（国办发〔2015〕61号）于2015年8月10日公布。工作目标是到2020年，建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营，反复开挖地面的“马路拉链”问题明显改善，管线安全水平和防灾抗灾能力明显提升，逐步消除主要街道蜘蛛网式架空线，城市地面景观明显好转。本文内容紧紧围绕本市的某综合管廊建设项目，着重介绍BIM（Building Information Model）技术在施工阶段的应用。BIM是该项目相关方的共享知识资源库，其为项目全寿命周期内所有决策提供可靠的信息支持。同时，BIM也是建筑信息模型、模型应用及业务流程信息管理，三个既独立又相互关联的整体。在综合管廊项目中，BIM技术的应用主要分为设计、施工、运维三个阶段。
1综合管廊施工采用BIM技术的必要性
在市政综合管廊设计中，采用传统的施工设计方式主要是在管线没有进行施工前将设计图纸进行汇集，送到管线综合专业，然后由各个管线综合专业对管线实施总体规划，之后才能够进入正式的施工阶段。如果后期施工过程中遇到两种管线出现冲突的情况，就需要变更施工设计，还需要对工程进行返工处理。
城市综合管廊设计标准高，施工体量大，周期长。将BIM技术全面应用于综合管廊的设计、施工全过程，可以通过方案模拟、深化设计、管线综合、资源配置、进度优化等应用，避免设计错误及施工返工，能够取得良好的经济、工期效益。
2BIM技术在综合管廊施工阶段的应用
2.1辅助主体结构、辅助入廊管线和附属设施的深化设计。
（1）结构深化设计
图1 综合管廊结构数据模型
由于地下管线错综复杂，存在在建综合管廊与地下原有管线的施工冲突的现象。同时设计图纸存在结构上的碰撞，可利用利用BIM技术对管廊标准段、管廊节点、监控中心结构、装饰等进行建模、仿真分析，提前模拟建造。
在本工程中，我们通过模型建造，提前发现了管廊主体结构中存在的结构段底板与标准段底板衔接变截面部分长度不详、管廊顶部预埋件方向错误等问题，运用Tekla BIMsight进行归档整理，并与模型相应部位链接，形成交底文件。对图纸中问题进行提前解决。
（2）管内安装深化设计
针对综合管廊内部机电安装部分管线的复杂排布问题，可以利用3D仿真模拟进行排布，消除内部管线碰撞。
图2 综合管廊结构、安装深化设计
3.1可视化协调
由于本项目周边环境复杂程度大、对项目组织协调的要求也很高，主要问题有：周边建筑距离近、绿色施工和安全文明工地、现场基坑深度大的安全防护问题、现场材料周转与堆放等众多问题。通过创建管廊的BIM三维模型，在项目施工前，利用Navisworks 等相关软件对项目的施工过程进行虚拟演示，可直观地反应施工效果，使业主、管线单位、设计单位等之间的沟通、协调、决策都在可视化的状态下进行，能有效提高协调管理的效率和质量。
3.2工程量精确统计
4利用BIM的参数化、可视化模型等特点，可快速统计项目的工程量、计划材料以及已完工程的变化，省去了繁琐的统计工作，使项目的成本和材料采购计划更加高效、可靠。集中物资、价格、形象进度等信息，方便施工资源调配及进度优化控制。在本项目中，我们利用Tekla Structures工程量快速统计查询功能，对综合管廊的标准段、倒虹段、出入口、通风口等各结构节点按照工程进度节点，进行混凝土、钢筋、模板等材料量的快速统计和表格生成，提高了工作效率，有效的控制了材料浪费。
3.3碰撞检查
将全专业整合的模型导入到Navisworks软件进行碰撞检查，检查结构与机电、机电与机电之间的碰撞情况。生成碰撞报告，并根据报告结果进行设计调整，避免返工浪费。将这些碰撞点在施工前及时发现和优化，最终极大地提升项目的效益。
图3 工程量统计
3.4可视化交底
利用BIM模型，开展了三维可视化交底。并结合公司的质量样板引路方案，将BIM模型与操作要点融合，使作业人员对施工任务建立了直观明确的认识，提高了质量管理效果。
图4 3D打印模型
运用3D打印技术，建立综合管廊模型，便于技术交流以及推广，打造现代化一流建筑工程企业形象。利用BIM模型，通过对工期、造价实时更新管理，实现公司管理层管廊技术交底，有望在不久的将来实现无纸化办公，实现绿色低碳建筑施工。
3.5施工方案模拟
基于BIM模型来模拟现场施工方案，如基坑开挖、管廊吊装、材料堆放等，对施工班组进行施工方案可视化交底。通过模拟管廊施工现场，可以合理确定施工工序，从而进行有效的施工管理。特别是管廊项目在老城区时，由于存在场地狭小、周围建筑物多、地下市政管线复杂等问题，可视化的施工模拟显得格外重要。此外，当涉及穿越地铁或者与地铁平行的施工情况，专业化的施工模拟是必不可少的。
3.6施工进度模拟
利用项目自建的BIM模型，可以预演现场的施工作业。针对工序搭接、资源利用、运输规划、机械配置、现场布置、材料堆放、运输路线等环节，可以整体优化施工工期。通过BIM虚拟施工，切实加强工期管控水平。
合管廊标准段的进度模拟，展现了基坑支护、土方开挖、结构施工、机电管道安装的进度安排及工序顺序，使工程动态展示更直观，便于在各个阶段了解工程进展状态。通过模拟分析，优化围护结构的循环利用周期，确定最合理的施工段长度，达到成本与进度的最优组合。
4 结语
BIM技术被引入到建筑行业已经是大势所趋，在BIM的思维理念中，前期设计的全面性、可行性作为一个强有力的基础来支撑整个项目的有序进行。在综合管廊项目的施工建设过程中，我们运用计算机软件来辅助施工、运维，从而既保证了项目的建造质量，又提供了良好的运营条件。因此，综合管廊运用BIM技术的实现过程是环环紧扣，步步有序的，而不是零零散散、孤立的应用点。
本文针对综合管廊工程特点和实际应用需求，在施工过程中全面应用BIM技术，通过创建整体结构模型、精细安装模型，实现了基于BIM的宏观和精细化相结合的多层次4D施工管理和可视化模拟。应用表明，通过构建精细施工模型，可有效地展示综合管廊工程不同层次和不同局部的动态施工过程和施工状态，实现综合管廊工程的动态、集成和可视化的施工管理和工程模拟，本研究为综合管廊建设的BIM技术应用提供了方法、技术、系统和应用示范，可有效提高工程建设管理的信息化水平和效率，为项目带来最大化的效益。
参考文献
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[3]李云贵，何关培，丘奎宁 建筑工程施工BIM应用指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2017
论文作者:王平1,李俊楠2,罗冬2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/8
标签：管线论文; 模型论文; 技术论文; 项目论文; 结构论文; 机电论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;