摘要:对地下综合管廊建设而言,BIM技术因其独特的优势,有着很好的应用价值,可以有效地解决地下综合管廊建设中存在的各种难点问题,诸如管线排布、减少变形缝纵向拉力等,是节约建设成本,提高质量控制的有效方式。因此,我们需要在综合管廊的施工中大力推广BIM技术,以提高数据管理能力,施工效率和项目的经济效益。
关键词:BIM技术;地下综合管廊;施工;应用
1 BIM概念
BIM为建筑信息模型(Building Information Modeling),它的出现主要是创建并利用数字化模型对建设工程项目进行管理和优化,这其中包括运营、设计和建造的全过程。BIM通过将建筑信息模型化给整个行业带来了巨大变革,同时对该领域的科技进步产生了重大的影响,目前看来它有着五大特点,即模拟性、优化性、可出图性、可视化、协调性,可以为建筑对象从开始建设到最终结束的整个项目生命周期中的所有决策提供可靠的依据。如今在管廊类建筑施工过程中应用BIM技术可以很大程度上提高工程建设的集成化程度,管廊建设过程中的设计、施工、运维乃至整个工程生命期的质量和效率亦可以得到提高。
2 综合管廊的特点
目前,城市中的管线大多都直接埋在地下,各种不同的管线都是分开布置,自成系统的,它们各自担负着各自的责任。我国地上建设如火如荼,地下建设却严重滞后,仍停留在传统的建设模式上。地面的反复开挖不仅影响市容环境,还对市民的生活造成了极大不便,因此,综合管廊应运而生。它充分利用地下的空间,合理的布置各种专业管线,便于各种管线的敷设、使用、运行维护和日常管理,建设完成后,可实现多专业管线统一监管,提高管理效率。BIM技术应用是继CAD应用后的又一次设计技术革命,对于城市地下综合管廊的建设,BIM技术可以使其如虎添翼,得到强大的支持?下面主要就综合管廊的特点进行分析。
综合管廊施工不同于一般地铁及其他市政设施的建设,地铁施工和防护方面相比于综合管廊要求更高。在我国,既有在交通成熟路段建设综合管廊的案例,也有在城市新建区进行综合管廊的建造的案例。对于综合管廊敷设在何种区域,以及综合管廊中应纳入何种管线,应根据当地的社会经济发展水平、地质条件以及各种管线自身特点,并从技术、安全等方面综合考虑。管廊断面的大小,与其中收纳管线的规模、尺寸及种类及施工方法等息息相关。
3 BIM技术在地下综合管廊施工中的具体应用
3.1施工设计建模中的应用
施工设计建模是BIM技术在地下综合管廊建设中应用的初始环节,对后续建设工作的开展有着重要的影响。一般来说,项目组需要严格按照设计图以及建模标准,借助专业化的软件来形成地下综合管廊的三维模型。在施工设计建模中,需要将设计图纸的各类型信息,包括建筑信息、结构信息、机电信息等系统性地输入到设计信息模型中,然后再开展信息整合工作,其中重要的工具有Revit软件、工作集以及链接模型等,依托BIM模型文件实现在线浏览、协同管理等目标,有效地提升建模工作的效率,为地下综合管廊的建设打下良好的基础。
3.2模型审查中的应用
模型审查是施工建模方案确定后的重要工作,也是BIM技术应用的重点领域,借助模型审查工作,能够将设计模型中存在的问题反馈出来,不断提升设计模型的科学性与可行性,为后续施工工作的开展提供可靠的依据?模型审查的内容主要有两点,第一点为碰撞审查,主要审查的内容包括机电与机电以及结构与机电之间的碰撞冲突,然后形成碰撞分析报告?以香港中文大学(深圳)项目为例,在模型审查中共发现各类问题146处,根据此检测报告,针对性地进行设计调整、模型优化及施工工序优化。第二点为净空审查,主要审查管廊内部操作检修的空间,具体方式是将模型整体导入中Navisworks软件中,借以熟悉管廊内部的具体结构,比如管线的布局方式、空间关系等,根据检查的实际结果,采取优化方案(见图1)。
图1 净空分析流程图
3.3管线综合中的应用
相比于传统的地下管道建设而言,地下综合管廊面临着结构复杂、管线分布多样、设计缺陷高发等难点,建设要求相对较高,很容易出现管线走向不合理、不美观的问题,甚至影响地下综合管廊的建设质量。因此,香港中文大学(深圳)项目在建设中利用多种手段来指导管线综合,比如局部剖面方法、模型审查方法等,为管线走向的合理化提供了重要帮助,这是BIM技术在管廊建设中的应用表现。在管线调整布置方案的设置中,项目方在综合考察多项报告,如净空分析报告、碰撞检查报告等的基础上,明确最优的布置方案,并将其作为施工的主要参考依据。在地下管廊建设的重点环节中,如节点交叉处的布排方案等的设计中,项目方从多专业的角度出发进行了综合考虑,有效提升了布排方案的科学性。
3.4支吊架设计中的应用
地下综合管廊具有管线极其复杂的特点,支架构件的预埋具有不小的难度系数,BIM技术的应用有助于三维支吊架设计工作的开展,可以降低工程施工的难度。具体的设计工作主要包括以下几点:第一、三维支吊架初步设计。香港中文大学(深圳)项目在综合考虑多种因素后,将支吊架平面布置间距初步设置为4m,并在此基础上创建了三维支吊架的基本样式,并且桥架以1.5m为基础,逐步增加丝杆吊架;第二、确定支吊架规格。支吊架为管廊内各管线共用,对安全性、稳定性有着较高的要求,因此,必须根据管廊建设的实际情况来计算出支吊架的规格。工程方以管线质量以及相应型材为具体参数,在借助SAP2000力学计算软件的基础上得出支吊架的应力比,计算结果显示,只有在应力比低于0.85时,支吊架的荷载才合格;第三、支吊架的工程用量。借助三维模型以及Revit插件,获取关联型材的物理信息,依托明细表来计算得出各型材的具体用量,为施工工作的开展提供参考依据。
图2部分节点支吊架设计
3.5运维管理中的应用
BIM技术在地下综合管廊的运维管理中同样有着很好的应用价值。借助BIM的信息监测系统,能够将地下综合管廊的运行状态准确、实时、动态地呈现出来。以BIM信息监测系统的组成部分之一可燃气体监测系统为例,它能准确地监测地下综合管廊有无出现可燃气体泄漏,一旦发生可燃气体泄漏,BIM监测系统会立即启动应急响应机制。依托BIM的信息监测系统,地下综合管廊任何设备发生故障,都能及时地获取相关管线的具体信息,包括管线的规格、设备生产厂家等,为后续维护工作的开展提供了巨大的便利。负责人员可以借助BIM信息监测系统提供的信息来采购相关设备,极大的提高了运维的效率。
结束语
BIM 技术是施工总承包专业技术水平和管理手段的体现,是一个通过有效组织、合理安排形成的新兴建设体系。BIM技术作为建筑工程应用中的主要技术之一,对于市政综合管廊建设工作具有很大的意义。它通过分析数据建立起精确的模型体系,为综合管廊项目的施工建设提供了有力支撑。所以,建议我国的相关项目更多的应用BIM技术,以提高数据管理能力,施工效率和项目的经济效益。
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论文作者:夏瑞杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/8/23
标签:管线论文; 吊架论文; 地下论文; 模型论文; 技术论文; 信息论文; 项目论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;