基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工仿真技術(shù)應(yīng)用

劉 彬 陳小亮

（1.浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

（2.杭州市市政工程集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310006）

0 引言

2015年，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》，指出到2010年，要建成一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的地下綜合管廊并投入運(yùn)營(yíng)；2016年，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中明確提出開工建設(shè)綜合管廊2000km 以上，打造智慧城市，改善人居環(huán)境。在國(guó)家一系列政策的大力推進(jìn)下，城市地下綜合管廊建設(shè)已成為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，進(jìn)入跨越式發(fā)展的新階段，承載了提升城市基礎(chǔ)設(shè)施水平、促進(jìn)地下空間綜合開發(fā)利用、增加公共產(chǎn)品有效投資的重任[1]。

1 BIM 技術(shù)在城市地下綜合管廊施工中應(yīng)用的必要性

隨著城市建設(shè)步伐的加快，地下管網(wǎng)結(jié)構(gòu)老化、管理方式陳舊、建設(shè)規(guī)模不足等問題突出。管線泄漏爆炸、路面塌陷、道路開挖引發(fā)安全事故等相繼發(fā)生，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、城市市容及正常的運(yùn)行秩序。地下綜合管廊在設(shè)計(jì)建造時(shí)，可根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，預(yù)留50～100年的發(fā)展擴(kuò)容空間，告別了路面反復(fù)開挖的時(shí)代。地下綜合管廊的建設(shè)，對(duì)優(yōu)化城市環(huán)境，提高城市基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化水平，提高城市生活質(zhì)量，確保道路交通工程功能的充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)管線安全使用、方便檢修、延長(zhǎng)使用壽命等，將起到良好的示范和推動(dòng)作用[2]。

城市地下綜合管廊的建設(shè)，由于其工程環(huán)境復(fù)雜、管線高度集中且種類繁多、附屬設(shè)施龐大、管線出口及交叉口異形結(jié)構(gòu)復(fù)雜[3]等特點(diǎn)，給施工帶來了極大的不便。因此，迫切需要有一個(gè)科學(xué)高效的安全集成施工方法對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)行系統(tǒng)的、全面的、現(xiàn)代化的施工，BIM 技術(shù)作為一種新型技術(shù)，可以在城市地下綜合管廊的施工中發(fā)揮極大的優(yōu)勢(shì)。

2 工程應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

艮山路提升改造暨地下綜合管廊工程位于杭州市“兩繞四縱五橫”路網(wǎng)中的第三橫——天目山路-環(huán)城北路-艮山路快速路。本工程是杭州自2016年4月入選國(guó)家地下綜合管廊試點(diǎn)城市以來第一條開工建設(shè)的地下綜合管廊工程，同時(shí)也是浙江省內(nèi)第一條運(yùn)用BIM 技術(shù)的管廊工程，得到了杭州市政府和領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和肯定。項(xiàng)目工程西起錢潮路東側(cè)，東至東湖立交以東近聚首路，全長(zhǎng)7.86 公里。

2.2 應(yīng)用要點(diǎn)

2.2.1 高效協(xié)同

管廊施工與道路、橋梁同步實(shí)施，施工穿越河流和現(xiàn)狀道路較多，施工方法各異，協(xié)調(diào)管理難度大。運(yùn)用Revit 軟件建立模擬結(jié)構(gòu)主體、施工周圍環(huán)境以及各類管線的綜合模型，將建造前已有的各類城市市政管線（包括雨水、污水、給水、電力 、通信、燃?xì)饧奥窡綦娎|等）建入模型，根據(jù)入廊管線確定管廊路徑，對(duì)城市管線、地下空間、軌道交通等進(jìn)行合理避讓。BIM 模型提供了協(xié)同合作的平臺(tái)，使建筑、結(jié)構(gòu)、巖土、水、暖、電等各個(gè)專業(yè)之間信息高效傳遞，打破了設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)之間的壁壘。

圖1 管廊細(xì)節(jié)模型

2.2.2 施工模擬

城市地下綜合管廊的建造大多為地下作業(yè)，且所處地段多為交通要道，市政設(shè)施復(fù)雜，工期要求高，施工難度大，選擇合理、便捷的施工方案和有效的施工進(jìn)度控制，是管廊施工的重點(diǎn)。對(duì)于特殊部位或特殊構(gòu)件的施工，可以用Navisworks軟件進(jìn)行多種施工方案的模擬，通過動(dòng)態(tài)的施工過程模擬，比較多種方案的可實(shí)現(xiàn)性，為施工方案的選擇提供依據(jù)。本項(xiàng)目重點(diǎn)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了施工模擬和進(jìn)度控制，對(duì)圍護(hù)樁的施工順序和支撐體系進(jìn)行了優(yōu)化。

圖2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

2.2.3 可視化交底

運(yùn)用Revit 軟件的三維可視化技術(shù)，將工程中的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、施工重難點(diǎn)用三維模型模擬出來，增強(qiáng)施工人員對(duì)施工內(nèi)容、細(xì)節(jié)的理解。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)項(xiàng)目構(gòu)件添加標(biāo)簽，與Revit 模型相關(guān)聯(lián)，給每個(gè)構(gòu)件賦與編號(hào)和二維碼，通過二維碼將模型、圖紙相關(guān)數(shù)據(jù)、工程量、相關(guān)變更進(jìn)行整合，簡(jiǎn)化施工人員查閱圖紙的過程。運(yùn)用漫游功能，以模擬巡視檢查的形式，對(duì)工程進(jìn)行監(jiān)控管理，并將問題通過二維碼表單的形式錄入BIM 模型，便于信息的有效傳遞。

圖3 施工節(jié)點(diǎn)可視化交底

2.3 應(yīng)用效果

該項(xiàng)目用BIM 技術(shù)建立了協(xié)同合作的平臺(tái)，打破了各專業(yè)、各環(huán)節(jié)的溝通障礙，使城市地下綜合管廊的施工變更大幅度降低。通過對(duì)施工過程的仿真模擬，制定出最優(yōu)的施工方案和施工進(jìn)度計(jì)劃，降低了施工難度，提高了施工的質(zhì)量和效率。運(yùn)用BIM 技術(shù)的三維可視化，增強(qiáng)施工人員對(duì)施工節(jié)點(diǎn)和做法的理解，避免了返工對(duì)工程進(jìn)度的不利影響。運(yùn)用二維碼和BIM 模型相結(jié)合的形式，將所有信息資源進(jìn)行整合，簡(jiǎn)化了施工人員查閱圖紙的過程，大大提高了信息的有效傳遞。

3 結(jié)語

本文介紹了BIM 技術(shù)在城市地下綜合管廊施工中應(yīng)用的必要性，通過具體的工程實(shí)例，對(duì)BIM 技術(shù)在綜合管廊施工中應(yīng)用的要點(diǎn)進(jìn)行了分析和應(yīng)用研究，解決了傳統(tǒng)管廊施工的若干問題。

本文的應(yīng)用研究將對(duì)城市地下綜合管廊的施工提供技術(shù)支持，以便用BIM 技術(shù)來解決地下綜合管廊施工中存在的問題，實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊的安全、高效、經(jīng)濟(jì)施工。目前，BIM 技術(shù)在城市地下綜合管廊施工中的應(yīng)用體系還不夠成熟，隨著綜合管廊的加速建設(shè)和BIM 技術(shù)的不斷完善，必將推動(dòng)BIM 技術(shù)應(yīng)用的重大變革。