李燕卫、王皓基
中建二局土木工程集团有限公司 101101 北京
摘要:城市综合管廊亦称地下市政综合管沟、共同沟、共同管道，是一种可以容纳多种市政管线的公共隧道，这些市政管线包括电力、热力、自来水、排水、天然气等。综合管廊不仅解决了城市交通拥堵的问题，而且极大地方便了城市管线结构的后期维护和检修，是保障城市运行的“生命线”，经过效益分析和比较，综合管廊较传统直埋管线总成本降低23%。
关键词：BIM 技术；地下管廊；综合施工
引言
地下综合管廊建设是市政工程建设的基础，主要包含电力、供热、燃气、通讯及排水等相关基础设施的建设。推动地下综合管廊的建设，保障地下管线的科学运行，可以高效地提升现代城市的道路建设和空间开发水平，为城市后续的发展和建设提供更加完善的基础。
1 必要性
随着经济的不断增长，城市建设的力度日益加强，但我国人口众多，城市规模不断增大，对交通造成了较大的压力。为了缓解道路交通压力和城市基础设施不足等问题，管廊工程的建设将有效解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，是创新城市基础设施建设，提升新型城镇化发展质量的重要举措。城市地下综合管廊的建设，由于其工程环境复杂、管线高度集中且种类繁多、附属设施庞大、管线出口及交叉口异形结构复杂等特点，给施工带来了极大的不便。BIM技术的应用是科技水平在理论研究和工程实践基础上总结出来的一种信息化技术手段。BIM带来的施工管理模式变更，最大程度地实现了建筑专业人员整合，实现了信息共享及跨职能、跨专业、跨企业团队的高效协作，为企业集约经营、施工精益管理提供了强大支撑。
2 应用现状
BIM由三维模型与模型上的信息组成。信息与对应的三维模型相关联，随模型精细度的不断深化而向下阶段传递。目前，综合管廊BIM技术在设计和施工阶段已经有较为成熟的应用，但在运维阶段的应用研究仍存在诸多问题。一方面，运维管理人员对于综合管廊BIM技术了解不足，无法结合BIM技术与运维管理情况提出具有操作性的需求。由于缺乏运维阶段BIM信息需求的指导，在运维之前的设计、施工过程中运维信息收集存在冗余和不足的现象。另一方面，综合管廊的BIM应用研究呈现“各自为政”的状态，不同阶段的建模标准只考虑自身的应用特点，无法与其它阶段相匹配。最终导致综合管廊设计、施工阶段BIM模型录入的运维信息无法有效地应用在运维阶段，运维管理信息化程度低。
3 在市政综合管廊施工管理中的应用
3.1 设计阶段运维信息
设计阶段根据设计过程细分为工程可行性研究、初步设计与施工图设计三个阶段。设计阶段模型交付按照施工图设计阶段模型深度交付。设计阶段的运维信息分为几何信息与非几何信息。几何信息包括模型的空间位置关系和构件尺寸，非几何信息主要包括结构材质、设备型号、供应商等。设计阶段主要收集模型几何信息，非几何信息在施工阶段，随着工程进度同步收集。由于附属设施的采购在施工阶段进行，设计阶段仅提供设施的空间定位等精度较低的几何信息。因此，设计阶段需要收集的运维信息包括管廊结构专业的所有几何信息以及与施工过程无关的非几何信息、附属设施专业与入廊管线专业的空间定位信息，并根据空间位置关系为模型构件赋予临时编码。
3.2 火灾监控系统
终端传感器使用烟感火灾探测器 ，而不使用热感探测器，这是因为管廊内电力电缆故障引起绝缘层受热冒烟，进而引起明火，是城市综合管廊内引起火灾的主要诱因。
监控系统通过物联网采集传感器数据， 显示在对应的模型构件上，实现数据在模型上的直观显示。 若数据超出了设置的正常范围，管廊内部的报警装置发出警报声并上传至监控中心，点击异常位置可以调取其他子系统信息，供工作人员综合判断。
3.3 工程量结算
在施工管理过程中，对现场工程量的信息进行每日实时的更新收集和数据统计，对比模型得出的准确工程量与同期采购施工材料数量，分析在建设过程中是否存在材料不合理使用和浪费，为后期施工结算提供依据。通过BIM模型的相关数据，出具施工过程中的混凝土方量、模板面积、防水卷材面积、管廊舱段内体积等工程量，并将统计报表交付于现场施工人员和驻场预算人员。利用BIM进行各个阶段工程量统计，能够做到利用模型快速出具任意部位工程量，实现一次算量多次使用，并快速适应各类变更，极大地减少了预算员算量的工作量，减轻重复工作量可达30%。
3.4 施工进度的合理科学把控
基于当前施工建设工程的进度，可以结合 BIM 技术进行动态化展示，发现工程建设的各个单位之间存在的协同问题，及时地进行调整和规划，优化施工建设的进度，并且控制工程建设的成本。基于当前地下综合管廊的主体结构、给水管线以及对应的热力管线和电力、电信燃气管线等创建的 BIM 施工模型，可以在施工建设管理过程中，高效地进行“错漏碰缺”检查，把握施工进度，进行工程建设的数据统计和构件生产指导，在保证施工效率的基础上，提高施工质量。在施工建设中，应用BIM 技术进行“错漏碰缺”的检查具有非常明显的优势。因为在传统施工设计过程中，受制于二维维度的限制，使得设计图纸的准确性经常出现偏差，进而导致施工时产生大量的返工现象。这种传统二维设计模式，不仅仅会导致工程建设成本的大幅增加，而且会延长施工建设的工期，同时也难以保证施工建设的协调性。而利用 BIM 技术，创建可视化三维模型，让综合管廊在设计过程中，能够在更加直观的环境下，发现设计错误，从而规避施工中可能存在的风险。在综合管廊设计过程中，借助三维模型，可以考虑到各种管线的数量、距离和安装维修等的安排，同时管线与管线以及管线与主体之间的碰撞，可以利用 BIM 技术进行更加细致、安全科学地排查，让精细化和协调化的管理，真正落实到地下管廊的施工建设中。
3.5 管线综合布线
管廊项目在实际施工过程中遇到的主要碰撞问题是道路下的现有管线与管廊、高架支墩的碰撞，通过对管廊的碰撞点位进行分析，应用BIM技术在施工阶段中管线迁改方案进行优化，能够提高施工人员的工作效率，减少施工过程中因人为原因而造成的返工。由于管线众多、穿插频繁，在调整管线位置时容易产生连锁反应。运用BIM技术在管线安装过程中实时对安装工况及效果进行评估，并及时纠偏，可大幅度提升综合布线的施工效率，并制定出管廊综合布线的技术组织措施，从而指导下一步的施工组织。借助 BIM 技术，可以协调施工现场的平面布置，解决传统平面布置中存在的信息不连续问题。在已构建的BIM 模型中，以完善的信息作为支撑，保证施工平面布置效果。地下综合管廊施工需要在地下进行，现场空间有限，利用BIM 技术，能够对现场材料的堆放、大型设备的设置、运输路径的选择等进行明确与复核，确定最佳的平面布置方案。
结束语
综上所述，在现代地下综合管廊工程建设中应用 BIM 技术，可实现高效的数据协同和可视化的数据管理模式，可以高效地节约成本、把控风险，有效地把握生产进度和提高安全管理效率，最终提升市政工程的整体质量。
参考文献
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