BIM技术在城市管廊中的应用

李亭战

中冶天工集团有限公司天津市300308

摘要：城市综合管廊是在城市地下建造一个隧道空间，集成燃气、供热、给排水、电力、通讯等工程管线为一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施。本文通过BIM技术在城市管廊中的应用研究，能有效地处理管线之间复杂关系，并对优化设计方案、降低工程成本及实现智能化、自动化管理有较大优势，为今后在项目中广泛应用具有一定意义。

关键词：BIM技术；优化设计；智能化

1项目背景

横琴新区综合管廊是目前我国已建成的里程最长、规模最大、体系最完善的综合管廊，该项目共节省了约40万平方米的城市建设用地，为城市合理利用地下空间，避免重复开挖提供了良好的示范样板。

本工程利用BIM技术在城市管廊中的应用，针对建立和完善珠海市综合管廊管理体系，规范综合管廊管理各项工作，实现城市综合管廊建设、运营、安全管理的良性循环，合理开发利用地下空间资源，提高城市市政管线的运营效能，增强城市防灾减灾能力，营造整洁、生态的城市环境等起到了重要作用。

2项目概况

2.1综合管廊分布及断面形式

横琴新区综合管廊沿横琴岛快速路呈“日”型布设，覆盖整个横琴岛，综合管廊全长33公里，共设监控中心3座。纳入综合管廊的管线以电力通信及有压管为主：电力、通讯、给水、中水、供冷及垃圾真空系统等6种。双仓（管道仓+电力仓），其横断面尺寸为B×H≈9.3*2.9；8.7*2.9；7.2*2.9；5.5*2.9米；4.0*2.9米共5种。电力隧道：2.4*2.45；3.2*2.9；3.8*2.9米共3种。

2.2覆土厚度、平面及纵断设计

敷设在道路的绿化带下，覆土厚度约2.0米，局部交汇段、穿越排洪渠及过渡段埋深约8~13米。平面线形与道路平面线形走向一致，管沟转折、截面变宽时满足各类管线转弯半径的需要，电力仓最小转弯半径3.5米。纵断与道路基本一致，并坡向设计单元内的集水井。

2.3附属设施

每200米为一个设计单元，为一个防火分区，设防火墙及甲级防火门，并设机械通风。每个设计单元设置一处卸料口、自然进风口及控制间。每隔800米设区段检修口，方便人员出入。每一设计单元设一座集水井，设置水泵抽排沟内清洗地面污水及结构渗水。管线出仓口设置在交叉路口及每隔200米左右设置管线出仓口，方便未来服务区域接引支管。

3项目BIM技术应用

3.1优化设计方案

利用BIM技术对综合管廊节点、监控中心结构、内部装饰等进行建模、仿真分析，提前模拟设计效果，通过对比分析，优化设计方案[1][2]。

利用BIM技术的3D真实比例模型进行管线碰撞检查，合理地进行管线优化布置，有效地实现设计与施工完整对接，同时避免施工中管线交叉重叠，加快了施工进程。通过动漫行走模拟技术，进行管廊复杂节点部位及管线与管壁间的净空检查，合理规划管线布置，使设计方案更加合理。

3.2节约工程成本

通过BIM技术优化城市管廊中的管线布置，合理利用空间，减小管廊的截面尺寸，有效地降低工程成本，实践证明，本项目降低了工程造价5千多万。

同时利用BIM技术的参数化、可视化模型等特点，进行模拟化施工，集中物资、价格、形象进度等信息，有效进行施工资源合理调配及进度优化控制，很大程度上加强了工程的过程管理，取得了良好的经济、工期效益[3]。

3.3运营维护管理效果

综合管廊的运营维护管理是其建设并投入使用的关键，本项目按照建设运营统筹考虑，为政府提出实施策略。通过BIM技术的信息化、数字化辅助工具，为今后的运营维护管理提供技术支持。

首先，利用BIM技术现代化的检测、感应设备技术，通过应力及应变等力学性能指标，实时监测管廊内设备及管线的运行状况，提前发现故障及隐患；通过对所有设备及管线的统一信息化、数字化编码集成平台[4]，能对出现的故障部位精确定位，及时、有效地进行故障和隐患的排查和解决。

其次，综合管廊内设置通风、排水、消防、监控等附属工程系统，由控制中心集中控制，通过BIM技术的数字化、信息化实现全智能化运行。BIM技术的数字化、信息化信息集成平台是实现全智能化控制的有效手段，应用本企业采购的ProjectWise管理平台，将贯穿于项目生命周期中所有的信息进行集中、有效的管理，实现智能化、自动化的管理模式。

最后，BIM技术应用对综合管廊中后期规划的管线敷设接入及布置情况实时录入及更新，对增强设备及管线系统的综合管理有重要的意义。

4结论

4.1利用BIM技术对管廊节点、监控中心结构、装饰等进行建模、仿真分析，提前模拟设计效果，通过对比分析，优化设计方案。

4.1通过优化城市管廊中的管线布置，合理利用空间，减小管廊的截面尺寸，能有效地节约工程成本。

4.3利于管廊中的设备及管线系统运行及维护工作，能够实时监测设备及管线的运行状况，提前发现故障和隐患，及时有效地排查和解决。实时录入及更新管廊中后期规划的管线敷设接入及布置，增强设备及管线系统的综合管理水平。

参考文献：

[1]BIM在市政综合管廊设计中的应用姜天凌等中国给水排水2015，第12期，TU900.3

[2]BIM技术在城市综合管廊建设中的应用湖南建工BIM中心2016，3

[3]GHOHL，LIH，SKITMOREM.LifecyclemanagementofconstructionprojectsbasedonVirtualPrototypingtechnology[J].JournalofManagementinEngineering.2010，26（1）：41-47

[4]BIM技术在综合管廊建设的质量控制中的应用陈瑶武汉大学第九届研究生学术科技节系列活动之“第八届湖北省给水排水工程与环境工程研究生学术论坛”论文集2014，TU900.3；TU17