BIM 技术在地下综合管廊建设中的应用

林 兴

（中铁十七局集团第五工程有限公司， 山西 太原 030032）

综合管廊是比较先进的技术设施布局，它越来越成为城市建设施工的潮流和趋势。为满足现代建筑业信息化发展的要求，提高城市综合管理廊道的服务能力，促进城市综合管理廊道的智能化，综合管廊一体化信息管理系统的建立已刻不容缓。需要明确的是，城市综合廊道的建设离不开BIM 技术。对此，本文围绕BIM技术在地下综合管廊建设中的应用展开探讨。

1 工程概况

本文以郑州航空港区会展高铁高务区地下综合管廊为研究对象。该项目全长2.808km，为EPCO 项目，呈线性分布的支干线型管廊，设污水舱、热力舱、综合舱以及燃气舱共四个舱，并布置给水、污水、燃气、热力、电力、通信等多种管道（线）。廊管的具体规格如下：外框尺寸为11.85m×3.70m，边墙和顶板、底板的厚度相同，均为35cm，中墙稍薄，为25cm。

2 地下管线布置概述

2.1 建设综合管廊的意义

通常将地下城市管道（线）综合走廊简称为综合管廊。建设综合管廊能够在城市规划中融入管线的布置，既能有效地对各方的资源和信息进行统筹，又能最大限度地节约资源，节省空间，有利于城市的发展。不仅如此，综合管廊的建设还对管线自身有利。

2.2 BIM 技术在综合管廊中的价值

从本质上来说，BIM 技术能够辅助整个项目的实施，同时将项目不同实施阶段的数据、过程和资源进行连接，从而完整地描述出整个工程对象。在具体的实施过程中，技术人员根据项目本身所具有的各项信息数据，在计算机上进行模拟施工，从而呈现出施工过程中可能出现的施工问题和安全隐患，并制定措施加以解决，以确保后续施工顺利进行[1]。

3 BIM 在综合管廊建设中的实际应用

3.1 施工设计阶段

施工图设计主要分为两个部分，一个是管廊廊体施工图的设计，另一个是入廊管线施工图的设计，既有各种水管，又有各种高压电力线，同时还有燃气管、通信管等管道。设计人员根据项目的建造计划对这两个部分进行实施。根据断面形式、入廊管线的种类等对综合管廊进行分类，可分为单舱、双舱、三舱和四舱。综合管廊的断面形式不同，断面尺寸也相应不同。

（1）模型的创建。完整版管廊廊体设计施工图纸是模型创建的依据，模型创建需严格按照图纸进行。模型具体包括管廊现浇廊体构件和预埋件。

（2）碰撞检查。碰撞检查主要分为两个部分。其中一部分针对的是管廊内部各专业，另一部分则是针对管廊与已经修建或已经进行规划的地下空间或轨道交通。本项目主要涉及前者，这部分的碰撞问题主要包括两个方面，一方面指的是各专业管线模型与廊体的碰撞问题，另一方面指的是各专业管线间的碰撞问题。技术人员首先对各模型进行整合，然后通过软件对碰撞问题进行自动检查。检查结束后生成碰撞报告。施工单位、业主以及设计方根据报告进行沟通，并在此基础上合理制定管线布局方案，同时对模型进行合理修改和调整，然后将形成的方案和模型交付给业主和其他参与方。

3.2 施工阶段

BIM 技术在施工阶段进行质量控制的方法主要有方案模拟和实体反向扫描等。在这个阶段，BIM 技术需从施工是否准确、材料计划是否得当、进度安排是否合理等方面对施工的质量进行控制。

3.2.1 施工准备及应用思路

在施工准备阶段，技术人员将BIM 模型转变为轻量化模型，并将其上传到协同管理云平台上，作为指导施工的参考依据[2]。施工过程中利用手机等设备跟踪现场施工过程，将生产情况及时上传平台。平台将接收到生产信息与施工计划进行对比，当施工方案、质量、工期可能受到影响时，相关负责人应及时商量对策，以规避风险。

3.2.2 管廊施工

（1）复杂节点可视化交底：在施工过程中，技术人员可通过管廊复杂部位建立三维模型对复杂节点处进行可视化观察、交底。

（2）施工方案模拟：根据施工项目的相关数据和信息，利用BIM 技术进行项目施工的模拟，并指出施工过程中可能出现的问题，促使技术人员能够根据模拟结果对施工方案进行有针对性的修改，确保施工的顺利进行。

（3）施工阶段管廊模型深化：在施工阶段，施工人员应及时反馈实际的施工信息。设计人员整合并分析施工信息、各项管线的详细信息和设备信息等数据，并以此为依据对管廊施工图设计模型进行调整和深化。

（4）协同平台管理：所有项目参与者通过协同管理平台对施工的全过程进行参与和管理，确保每个环节的数据都能及时准确地到达项目参与者的手上。同时，项目参与者能够通过平台进行沟通和交流，及时对施工过程进行监控和管理，并对现场反馈的问题做出处理。

（5）已建成管廊反向扫描：管廊廊体的空间数据采集通过移动测量技术进行。该技术既有实时定位的功能，又能进行制图。SLAM 三维移动扫描能够获取彩色点云，从而轻松地将管线的类别识别出来，为模型的检查提供参考。叠加点云和管廊模型，对已经完成的管廊廊体进行检查，并根据点云数据进行相应的调整，优化管廊廊体的施工[3]。

（6）入廊管线施工模拟：在充分了解各专业管线施工组织计划的信息和数据后，BIM 技术对各专业管线的施工顺序进行模拟，从而明确不同专业施工存在的冲突和不足，并根据问题提出相应的优化方案。

（7）虚拟漫游：沉浸式虚拟现实技术（VR）能够增强漫游体验的真实感。通过一系列的技术操作将施工BIM 数据模型转化为VR 数据，从而使得项目参与方能利用VR 对管廊内部场景及各专业各构件的关系进行检测。对于已完工的管廊，技术人员可以先利用VR 摄像机摄影，然后将摄影数据转化为VR 数据。这样一来，项目参与方只要戴上VR 眼镜就能直接对管廊内部情况进行考察，确保施工质量过关。

3.3 竣工阶段

竣工阶段的BIM 数据模型整合了整个施工过程的各项数据，包括各专业设计施工图、施工深化图、实际施工记录以及其他信息资料。设计人员将其提交给运维单位，从而为管廊的运营和维护提供数据上的支持。

4 结束语

在建筑行业使用BIM 技术已经成为一种趋势。通过对实际项目进行分析和研究可以发现，使用BIM 技术能够为项目参与者带来可观的经济收益和社会效益。从专业的角度来看，尽管BIM 技术已经相当成熟，但它仍然不能代替传统的工作模式。可以预见的是，BIM 技术将会在整个建筑行业中发挥越来越重要的作用。