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建筑信息模型化技术在综合管廊设计施工全过程中的应用王承意

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：王承意

[导读] 摘要：综合管廊作为城市地下的“生命线”，其与城市给水、供暖、电力、通讯等，方方面面都有密切联系。

        中铁六局集团路桥建设有限公司 410000
        摘要：综合管廊作为城市地下的“生命线”，其与城市给水、供暖、电力、通讯等，方方面面都有密切联系。近几年随着我国城市建设速度的加快，各大城市开始修建自己的综合管廊工程，但由于我国工程技术尚未完全成熟，因此，在修建过程中容易出现工期延长、资源配置不合理等问题。基于此，本文将探讨建筑信息模型化技术，在综合管廊设计施工全过程中的应用。
        关键词：建筑信息模型化技术；综合管廊；设计施工
        与其他工程相比，建筑工程具有耗时长、工程量大、不可预见性强等工程特点，因此，在工程管理过程中，容易出现协调性低、计划变通能力差等问题，导致建设工程周期延长，人力、材料、机械等资源消耗增加。在数字时代，建设工程也应积极转型，通过利用建筑信息模型化技术，来提高工程建设的智能化与便捷性，更合理的改善城市地下空间布局。
        一、建筑信息模型化技术在施工设计阶段的应用
        （一）方案设计步骤
        施工阶段的首要环节就是设计阶段，由于城市综合管廊所涉及的管线较多，且都与附近居民的生活息息相关，因此在设计过程当中，更要注重各管线分布的合理性与科学性。在初步设计时，工程设计人员要做好项目背景收集，了解工程所涉及的管线类型，结合工程需要、工艺需要给出综合设计图纸，接下来与施工单位对接，并结合多次实地考察经验，修改图纸中不足的地方[1]。最后通过模型建立，工艺模拟再一次判断方案的可行性，进行进一步的修改，从而降低工程实施风险，最大化提高工程安全性与资源利用性。
        （二）管线设计
        在设计综合管廊的过程中，应遵循城市规划、城市景观、道路交通、管线铺设等设计原则，对于综合管廊而言在设计时，第一，要保障其符合相关的设计标准，第二，要提高空间分布的合理性，第三，保证整体设计的安全性，第四，要符合管廊后续空间维护需要。对于管间间距而言，除设计特别说明之外要遵循以下四项原则：第一，水管、电气架桥、两外壁与墙壁间存在最小距离，最小距离不应小于100mm；第二，直管段风管与墙体间也应保持最小距离，最小距离不应小于150mm；第三，强电、弱点管线间也应保持100mm的间距，而高低压架桥间则应保持300mm的间距。第四，保证架桥内电缆弯曲部分半径大于等于本身直径的4-6倍[2]。
        另外，要注意管线避让，在遇到避让时遵循：大管为先、无压管为先、水管为先的避让原则，电管、架桥应在水管上方设置[3]。
        （三）管道优化设计
        在完成最初的管道设计布局之后，就可以利用建筑信息模型化技术进行进一步的优化工作了。工程师可根据总设计结构图纸，与给定设计参数，对综合管廊进行建模工作，运用建筑信息模型化技术的分析功能，结合时间轴建立四维设计模型，来模拟一些管线、架桥的施工情况，以三维视角展示设计方案，从而更准确的分析其中可能存在的设计漏洞与施工风险。最后由设计工程师与工艺工程师，一起商议调整设计方案，来提高设计方案的实用性与适用性。
        （三）结构设计
        结构设计一般分为平面、纵断面、横断面三个方向。
        第一是针对平面设计，首先，要检查通风井、风道口位置是否满足设计要求及其实用性；其次，要根据现有建筑物及将来路面规划，来进行相应的管线铺设，避免重复工程的开展，浪费资源，提高总体设计的协调性。
        第二是针对纵断面设计，管廊纵断面设计与道路相似，要尽量减少土方量，在遇坡线变化处，要满足管线折角需要，以及检修过程中管线的自流排水需要。
        第三是针对横断面设计时，要从整体设计考虑，满足设计规范；接下来从管线使用角度考虑，既要满足其实用性，又要方便日后检修工作的开展；最后要考虑工艺安装的便捷性[4]。
        但是在具体施工应用中，也不能完全按照结构设计标准进行施工，需要工程师结合结构管廊设计与管线设计图，拟建综合管廊信息模型，通过三维浏览检查设计中各类管线间的空间、几何关系是否合理，还可利用navisworks等模型分析软件设定不同参数下的碰撞规则、碰撞类型，进一步进行专业碰撞检测，并对碰撞点、碰撞结果进行分组管理，重新调整结构设计。
        二、建筑信息模型化技术在施工施工阶段的应用
        （一）施工场地协调
        在开始施工之前，工程师不但要进行实地考察，了解施工现场土质、位置情况，还应将相应数据录入信息建模中，通过环境资料分析。来判断初步图纸的适用性，并找出需要重新更改的地方，提高设计方案与现场设计的适应度与工程管理质量。
        如在进行淮南中兴路综合管廊施工时，由于项目现场环境较为复杂，单纯靠二维图纸无法满足整体规划需要，工程师可借助信息模型模拟现场情况，布置现场，并通过数据漫游来检查布置合理性及施工道的通行能力。如图一所示，通过信息模型拟建判断项目现场存在的危险源范围，并提前制定安全辅助措施，提高施工管理的安全性与预见性。

        图一
        （二）地下管线迁移
        由于地下管道模型是在管道设计基础上形成的，因此在模型建立好之后，工程师需要分析管道三维模型，并完善管道信息。接下来要对已建立的模型进行检查，在检查时工程师要参考建筑红线、拟建模型、支护结构模型等，从而找出需要迁移的管线进行标注与解释，并结合实际情况，给出具体迁移方案。
        （三）施工进度管理
        在基础信息全部录入完毕之后，就可以建立三维动态模型，并按照施工方案给出时间轴，建立四维模型，工程管理人员可通过分析模型拟建立情况来排除一些现场施工风险，找出工程延误原因，及时给出解决方案，从而提高管理效率。而且在传统工程管理中，各部门由于缺乏沟通，很容易形成孤岛作业，从而造成工期延迟，资源分配不均、信息不对等的问题，通过建立动态分析模型，各部门都能及时在电子平台上检查工程进度，方便实现信息共享，提高沟通效率。这样也有助于提高各部门间的协调性与配合度，为长期运维管理打下坚实基础。此外，通过建立信息模型，能够提高工程施工的可视化管理，为工程运维提供可靠的数据支持，相对降低了经济成本，增加了经济效益。
        总结；
        随着城市转型步伐的加快，对建筑行业的施工要求也相应提高。通过运用建筑信息模型化技术，可以有效提高综合管廊的设计、施工、运维质量，为工程实施人员提供更加可靠的数据参考，合理设计利用地下空间资源，做好绿色文明施工。
        参考文献：
        [1]赵盈盈,涂中强.BIM技术在综合管廊建设项目全寿命周期管理中的应用[J].价值工程,2019,38(35):135-137.
        [2]黄文欢.建筑信息模型化技术在综合管廊设计施工全过程中的应用[J].建筑技术开发,2019,46(07):68-70.
        [3]孙永超,姜月菊,白宇,邓美龙,李忠林.BIM技术在综合管廊设计施工全过程中的应用[J].施工技术,2018,47(19):61-65.
        [4]刘超,陈胜.BIM技术在地下综合管廊施工全过程中的应用与研究[J].中国标准化,2018(14):61-62.