BIM 技术在GIL 管廊设计中的应用

李高翔

中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 湖北武汉 430071

综合管廊的建设可以消除频繁开挖道路导致的“拉链路”问题，保证城市用地和景观的连续性，为未来地下空间开发提供有利条件。而由于现阶段综合管廊建设多为老旧城区改造，其入廊管线错综复杂，既有结构影响较大，传统的施工方法已经不能满足综合管廊的建设需求。利用BIM 技术可以在项目初期就进行管廊合理布置，避免施工过程中进行方案变更；同时也可对综合管廊复杂节点工程进行优化设计。

1 项目概况

本工程为武汉市某综合管廊工程，全长6．25km，包含主舱和GIL 单舱，是国内首条将500kV 超高压线路引入城市综合管廊的项目。本项目综合管廊在道路交叉口受地铁站地下人行通道限制，管廊布置沿线有多处排水暗涵；同时GIL 管线设备对管廊布置要求高，设计运维难度较大。

2 综合管廊设计

该项目主要采用基于revit 的鸿业综合管廊设计软件进行横断面、纵断面、平面及节点设计，具体如下：

2.1 横断面设计

国内进入综合管廊的工程管线一般有电力电缆、通信线缆、给水管道、中水管道和供热管道等。本项目主要是依托两回500kV 线路改由GIL 管道入廊，并将道路沿线的其它电压等级的高压架空线及部分地下管线一并入廊。综合投料难易度、管线进出舱频率以及道路绿化带宽度限制等方面考虑，对管线横断面布置进行反复模拟及比选，确定舱位设置从非机动车道至机动车道依次为综合舱、GIL 舱、高压电缆舱。针对GIL 管道的特殊性，利用bim 技术对其进行二次开发，采用模块化设计，组成部分包括直线单元，拐角单元，隔离单元，补偿单元。利用三维模型结合管道安装净距[1]要求，最终确定标准段舱体净高均为3．5m、净宽分别为3．6m、4．5m、2．5m。

2.2 纵断面及平面设计

项目所在地为老城区，地下管线及地下结构复杂，管廊结构与地铁27 号线及两个巨型地下箱涵纵横交错。经与地铁相关设计施工单位反复沟通，利用bim 模型进行多次方案比选，在满足电力隧道纵向排水坡度不得小于0．5% 的规定[2]下，最终确定：①综合管廊从地铁区间上方通过，管廊结构底标高与地铁VIB、VIIB 出口地下人行通道结构顶标高净距不小于300mm，且综合管廊底部距地铁隧道为7．15m。②交叉区间段综合管廊提前安排施工，在地铁隧道盾构施工前完成施工并覆土。这样既保证管廊底部在地铁隧道盾构施工的影响范围之外，隧道盾构施工过程对综合管廊主体结构不会产生安全隐患；同时GIL 管道安装在地铁盾构施工之后，也不存在盾构施工对GIL 管道造成不良影响。③分别下穿及跨越11．5m×6m、6m×3m 两个巨型箱涵，使管廊结构外壁距离箱涵外壁不少于0．5m。

为保证GIL 管道在舱内正常运输，通过GIL 三维模拟解决综合管廊拐弯节点的侧壁布置问题，在GIL 舱的各个转角部位进行局部切角扩大处理，转角净空保证GIL 管道在投料后能够正常运输，有效减少转弯接头和GIL 非标构件数量。

2.3 节点设计

综合管廊节点工程是管廊设计的重点和难点，需综合考虑其结构复杂、受荷种类多、参与专业多等特点。本项目以BIM 模型为载体结合实景漫游的方式，针对不同种类及覆土厚度的节点，分别进行各专业管线及配套设施与结构本体布置的深化设计，既从设计上保证了节点施工的可行性，也大大减少了施工过程中管道阀门与支架、附属设施之间的碰撞问题。

3 综合管廊景观设计

由于该工程对沿线道路进行同步改造提升，而管廊出入口绝大多数设置在道路绿化带下方，需将管廊节点景观设计与道路改造提升有机结合。景观设计以“生态自然” 为理念，结合地域特征和文化特色，对绿化设计与地上建筑整体处理，达到城市街景协调美观的效果。同时将道路车流分析与信号模拟同管廊bim 模型进行合模设计，将周边区域的文化、商业以及自然景观与道路有机结合，打造一条生态自然的景观大道。

4 结语

随着综合管廊建设的热潮和BIM 技术的飞速发展，BIM 在管廊工程中的应用也拓展到规划、设计、施工及运维等全生命周期过程，实现动态、集成和可视化的4D 设计施工管理，使项目参与各方高效协同，使综合管廊的工程建设水平大幅提高。但我们也应该注意到，由于revit 软件在市政工程中的局限性[3]，其模型在管廊横纵断面均产生坡度时的细节处理还有待提高；同时现阶段BIM族库建立、模型深度要求及三维交付标准都还没有行业的统一规定。相信在不久的未来，BIM 三维设计会取代cad 二维出图，掀起工程设计行业的又一个技术革命。