BIM 技术在预制管廊施工过程中的应用

孔祥利，周颖颖

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

建筑信息模型全称为Building Information Modeling，简称BIM。对于设计，支撑可持续设计、强化设计，促进设计效率和设计质量的提升；对于施工，支撑工业化建造和绿色施工、优化施工方案，促进工程项目实现精细化管理、提高工程质、降低成本和安全风险[1]。

我国目标到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，解决反复开挖地面的“马路拉链”问题，逐步消除主要街道蜘蛛网式架空线，使城市地面景观得到好转[2]。

2 工程概况

六盘水地下综合管廊工程人民东路段位于贵州省六盘水市大河经济开发区，管廊布置在城市主干道下部，两侧有学校、银行、超市、居民区、办公楼等，人口密集，行人车辆出入频繁，交通压力大。本项目管廊为两舱室综合管廊，建成后，广电、通信、供水、电力、供热、燃气、再生水等七大类管线将入廊。

3 BIM 技术辅助预制管廊生产的优势

在深化设计阶段，利用BIM 技术的可视化特性，设计师可以运用三维的思考方式完成预制管廊的深化设计，并出具三维图纸，相比传统的平、立、剖出图方式更容易表达设计意图。在施工之前，利用BIM 技术的可模拟性对管廊进行预拼装的模拟和分析，发现设计缺陷，改进施工工艺。通过BIM 技术可以预先对管廊进行管线入廊的虚拟预演，发现错漏碰缺的问题，做好预留预埋的工作。利用基于BIM 技术的信息化管理平台可以实现预制构件从设计、生产、运输、安装全过程的管理[3]。

4 BIM 技术在预制管廊生产过程中的应用点

4.1 基于BIM 技术的管廊深化设计

BIM 技术有可视化、参数化及模拟性几个突出的特点。将BIM 技术运用在深化设计阶段，能直观构筑物的结构，分析结构的布局功能，推断相关工程量。

项目管廊深化设计采用Revit 软件正向设计，通过比较不同种结构拆分方案（上下分体式方案和左右分体式方案，见图1），最终决定采用方案一，该方案对接的面积小，整体稳定性好，防水材料可以不间断铺设。纵向为了保证连接的可靠性，采用承插式接口，横向连接处设置了剪力槽结构，增加侧向的抗剪能力。

图1 结构拆分方案对比

4.2 预制管廊的模板设计

预制管廊模板采用钢模，根据管廊构件外形尺寸和分段分体情况，在原有深化模型的基础上利用tekla 软件进行钢模的设计，模具拼装完毕模型效果如图2 所示。

通过基于BIM 的项目管理平台来构建模板深化设计、加工、施工环节，可以做到各个环节数据与信息的无损共享，减少模板材料的浪费。

4.3 利用BIM 技术进行机电管线深化设计优化管线排布

管廊内机电管线种类众多，在管廊交叉位置很容易出现施工缺少工作面或者管线连接必要空间不足的情况，利用BIM 技术对管线排布进行深化设计解决错、漏、碰、缺的问题，同时利用动画仿真的方式来模拟安装过程检查是否具备施工空间。

在碰撞检查的基础上，利用BIM 技术的虚拟建造功能，结合原有设计图纸的规格和走向，对给排水等各专业管线排布进行优化，改进原有的管线排布冲突，合理优化管线布置（见图3）。

4.4 利用BIM 技术对预制管廊的安装工艺进行模拟和技术交底

在编制方案的过程中就引用BIM 技术，用漫游和动画的手段模拟了钢模版安装，钢筋制作和定位，混凝土养护和脱模，成品调运和堆放，成品检查和安装运输，成品检查以及现场安装等工艺，发现质量管控重点，施工难点和解决办法。

通过优化预制管廊现场安装工艺，简化施工方法，提高施工质量，将上下构件安装顺序最终确定为：下部产品起吊→下部产品安放→横缝清理→止水条安装→上部产品起吊→上部产品接口对正→上部产品安装→钢棒连接，将前后构件的安装顺序确定为连接缝清理→止水胶条安装→钢绞线穿孔、锚具安装→张拉→连接缝密封材料填充→钢绞线灌浆→锚具孔填充→安装完成。将BIM 模拟的动画和图片结合纸质版的方案进行方案交底，可以大幅提高交底的准确性和效率[4]。

4.5 利用BIM 技术对施工进度模拟

在选择可行最优的施工方案的基础上，对该方案的进度计划进行模拟。将各个构件附加时间参数，BIM 软件可将根据这些信息模拟施工进度。通过进度模拟，检查进度计划制定是否合理，并相应调整与优化进度计划。

4.6 基于BIM 技术的信息化管理平台的应用。

利用基于BIM 技术的信息化管理平台是实现数字化生产，信息化管理的高效工具。深化模型完成后导入到平台中，利用手机，电脑和ipad 等移动工具就可以观察到三维模型。每一块预制管廊模型会生成唯一的二维码，二维码内容包含管廊设计、生产，运输，安装，运维等全部信息。随着问题的不断积累，利用统计学的知识分析出那些问题是常见问题，问题原因是什么，从而对该类问题进行提前预防。另外该信息平台还可以与现场的感应器和视屏监控联系在一起，实时了解现场的生产环境和生产状况[5]。

图2 钢模具深化效果

图3 机电管线深化效果

5 结语

预制装配式管廊施工工艺对施工质量有大幅度提高，而且能够降低成本，缩短工期，节能环保。预制管廊在施工过程中应用BIM 技术已经从单一的应用，逐渐转化为BIM+互联网，BIM+物联网的集成应用。应用方向从设计方向，逐渐渗入到管廊整个生命全周期管理当中。BIM 技术在工程项目建设全过程中的应用，基于BIM 技术的信息化管理平台将成为主流技术，推动我国建筑行业信息化、工业化的改革升级。