(重庆交通大学 重庆 400000)

BIM技术在地下综合管廊中的应用

张帅

(重庆交通大学重庆400000)

本文主要结合BIM技术的有关特点，阐述了BIM技术应用于地下综合管廊的主要方面。BIM技术对于地下综合管廊中各种管线的布局和优化有着非常重要的意义。不但缩短了设计周期，对于降低投资成本也有着明显的作用。

BIM技术；地下管廊；布局优化

一、引言

在国内，BIM被称作建筑信息模型，这个概念的提出者是美国的Charles Eastman教授[1]，他给出的BIM定义为：“建筑信息模型是在建设工程的全寿命周期内，将一个建筑的几何系数、功能系数和构件的信息集合到一个模型的过程。它还涵盖了处理施工进度和制造工艺的过程。”

地下综合管廊又被称作地下共同沟、地下共同管道，是指建设于地下，供城市内各种管道敷设的统一规划的地下空间走廊。也就是在地下一定深度范围内建设一条隧道，将有关电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线敷设于其中，配备有固定的检修通道、吊装通道和监测系统，通过政府与用线企业的统一建设和管理，保证各种管线、管道安全可靠的运行，是保障城市公共生活的具有战略性的民生工程。

由于各种管线、管道埋设于其中，给地下管廊的设计、施工与维护提出了很高的要求。基于此，将BIM技术应用于地下管廊的设计、施工、运营维护等各个阶段，不但能减少各种管道的碰撞等问题，对于减少因施工中发现不足而造成设计变更引起的成本也有很大的帮助。

二、BIM技术概述

(一)BIM的概念。建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点[2]。

(二)BIM的意义。作为建筑行业的又一次革命，理解BIM技术应该从以下两个方面出发：第一，BIM的核心是三维模型，是对现实工程主体的一种虚拟化，通过可视化的手段，利用计算机信息技术对建筑物实体的各种工程信息进行模拟，它具有该实体建筑物的所有数据。第二，BIM技术的实现是一个相互联动的过程。BIM技术集合了各个参与方对工程项目进行合理化建议和决策。具体来讲，BIM是一种模式，一种将勘察、设计、施工、运营等各个环节连通在一起的模式。

三、传统设计工作的现状

(一)不同专业相互交叉。在市政管廊设计中，相比其他专业管道，给排水专业的管道更加复杂，给排水设计人员不能对其他专业进行全面的了解。所以，在具体施工过程中，就出现与其他管道 “打架”的现象，如果处理不及时，就会造成工期延误，使项目成本增加。

(二)设计的图纸无法施工。在传统设计过程中，设计人员主要根据结构、设备图纸进行管道的设计布置，没有对现场环境进行深入的了解，考虑不到施工作业环境的影响和实际施工的情况，所以在施工图的设计上难免有不合理之处，甚至出现一定的偏差。

(三)设计进度太慢。在传统的设计中，设计人员根据提供的所有信息，凭借自己的经验、知识以及现场的实际情况，先勾画出一个大致的管道设备的方位和走向，这个过程其实浪费了很多时间，而如果是使用BIM三维信息模型则会使设计方和施工方的工作变得轻松，沟通起来更加便捷。

四、基于BIM的地下管廊设计

在市政综合管廊设计中，在管线没有进行施工前，各专业将设计图纸送到管线综合专业，然后根据不同的设计图纸对管线进行一个总体规划，在确认不发生碰撞等问题后才会进入正式的施工阶段[3]。这样可以避免在实际施工过程中发生管线碰撞而造成的返工问题，使整个工程建设成本降低。

(一)管线综合设计的优化流程。在建筑中，管线综合是一个错综复杂的系统，BIM技术可以将整个工程项目各专业的数据整合到一个三维建筑空间模型当中，参与各方可以查看所创建的模型，还可以对其进行修改，使各种信息在项目中的交流没有障碍，能够在三维模型中任意查看建筑结构与管线、管线与设备之间的空间关系，设计人员根据自己的经验，可以使管线的布置和空间分配更加合理，最终使得在设计阶段就能得到最优得管线综合设计方案[4]。

管线综合设计优化的具体工作流程如下：

图1 管线综合优化流程图

(二)影响管线空间优化的因素

1.空间舒适度的影响。各专业设计人员配合的不协调在设计阶段非常的普遍，不能及时对各管线的空间布置进行合理的统筹安排，造成设计过程中建筑空间很大的浪费，空间资源如果不能得到有效的利用，就会使空间得使用效率大大降低[5]。例如，在市政管廊中，各种管线的布置较多，如果不进行管线布局优化，后期进行的装修工程会占据更多的空间，使通道的净空降低，当人们穿过其中的时候，会给人一种强烈的压迫感。

2.给施工和后期检修留有足够空间。管线的空间布局需要考虑后期安装、设备尺寸和运营期间检修等各种因素。例如，设计人员要求的设备往往会超过常规体积，但是设计人员有时间不一定能考虑到这一点，还是按照往常的经验对通道进行设计，这样的后果就是施工人员进入现场后没有足够的空间进行现场作业。

(三)管线空间优化的方法。在Revit技术平台中提供了3D漫游检查和4D模拟施工等手段可以提前对管线布置进行检查。

1.3D漫游检查是指用户通过操作模型，进行视角和路径的设置等，来动态的观察设备管道三维空间布置，在模型中观察不同设备的安装情况以及工程完工后的虚拟的安装效果，设计者可以根据设计要求对图纸进行相应的修改。

2.4D 施工模拟就是在3D 模型的基础上加上时间的参数，可以在计算机中进行可视化的动态的模拟施工。而在此之前，技术人员只能依靠自己的经验进行主观想象，由于每个人的水平不一样，会使人员对于施工过程有不同的意见。

五、结语

BIM技术的推广对于地下管廊的建设具有划时代的意义，BIM技术所具有漫游检查，施工模拟等优点使得建造过程变得清晰明了，对于提高设计效率，降低投资成本有很大的促进作用。

[1]杨远丰.三维管线综合设计时间与技术探讨[J].建筑技艺，2011,Z1:154-157.

[2]郑华海，刘匀，李元齐.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师,2015,31(4):234-235.

[3]冀程.BIM技术在轨道交通工程设计中的应用[J].地下空间与工程学报,2014,10(增刊1)：1664-1665.

[4]张建平.基于BIM和4D技术的建筑施工优化及动态管理[J].中国建设信息,2010,02:18-23.

张帅，男，汉族，河南西平人，重庆交通大学，硕士，建筑与土木工程。