BIM技术在综合管廊施工阶段应用研究

王 科 刘 亮 吕麒珉

(上海建科工程咨询有限公司，上海 200032)

1 概述

城市综合管廊，又称“共同沟”，是汇集各类市政综合管网的一个城市地下隧道空间，其结构主体一般由多个标准段、分支口、吊装口、过河段、逃生口等主体连接组成。管廊内铺设管线众多，尤其在分支口往往存在多类管线横穿、交错的情况。综合管廊作为保障城市运行的重要基础设施与“生命线”，一般穿行于城市主干交通要道，因而既有的市政管线、施工期间的交通组织方案对于管廊施工影响很大。

BIM技术对于工程从业人员而言早已不再陌生，其作为一种重要的信息化管理手段，在综合管廊建设过程中的应用可大幅度提高施工精细化管理效益，可针对施工过程中的不同问题进行参数化分析，同时可对交通组织方案、管线搬迁施工、管廊建设施工进行可视化模拟。无论在管理层面，还是在技术层面，BIM都可以发挥很大的价值。

2 BIM辅助交通组织优化

交通组织方案编制的难点很多，既要满足不影响交通，又不能耽误施工工期；既要做好交通疏导，又要最大限度地降低占绿、掘路周期；既满足建设单位要求，又能通过交管部门审批。如何打造一套造价最低、经济可行的分段封路交通临时方案，本节将对BIM技术在交通组织方案中的应用形式、流程与成果效益做详细论证，见图1。

首先，借助无人机倾斜摄影技术搭建一套现状场地环境BIM+GIS模型，并对整体块状环境模型进行单体化拆分与地表模型细化：包括地面建筑物、构筑物、标识标牌、道路标志标线、附属设施、障碍物等，通过单体拆分，形成一套现状交通环境模型。

其次，在现状交通环境模型与交通组织方案的基础上，形成施工期间交通组织方案模型。加入了包括临时标志标牌、围挡、交通便道、临时设施等，并将施工期间的占路、占绿、道口封闭、路口翻交等情况以模型形式反映。

模型搭建完成后，通过第一人称视角进入，可对整体方案进行实景漫游。通过实景漫游，交管部门和施工管理人员能更容易发现方案和二维图纸中不易察觉的不规范、不合理问题。交通组织方案模型还可用于分析车辆转弯角半径、施工车辆行车路线、社会车辆路线、公交车辆改道路线等参数化技术信息。图2展示了某主干道段的交通组织方案模型。

BIM辅助交通组织方案模拟可极大提升交管部门审核效率，减少方案修改次数，预判施工期间可能发生的问题，避免后期返工与变更，并最大限度减少工区分段，最大化确保工期。

3 BIM技术辅助优化管线搬迁施工

管线搬迁是综合管廊实施前的重要准备工作，与管廊主体结构存在诸多交错界面，管线搬迁现场涉及到的问题远比预想来得复杂：临时搬迁位置的合理选址，管线管井实际搬迁量，不必废除或可原井利用的管线，本节将对BIM技术在管线搬迁施工方案中的应用形式、流程与成果效益进行简要阐述。

在BIM+GIS场地综合环境模型的基础上，管线搬迁施工方案模型包括了现状市政管线模型和管线搬迁方案模型。通过对比原规划、搬迁后的市政管线模型，分析导出搬迁工程量、废除管段长度、废除管井数量、临时管段长度、临时管井数量等，筛查并优化管线搬迁方案，最终导出各专业独立的管线搬迁模型，辅助现场工作界面划分，管线搬迁模拟流程详见图3。

BIM技术还可以为过路管穿廊施工提供辅助。过路管、预埋管在管廊主体结构中以模型形式体现，通过对管廊主体结构模型、市政管线模型的检查，提前检查发现未预留、未开洞或洞口位置偏差的结构问题，做到早发现、早变更，避免二次施工。

BIM技术对多种管线搬迁方案模型比选，并可对管线搬迁施工方案进行模拟。通过搬迁工程量统计、施工期间的实施指导、施工后期的回搬指导，构成一套完整的管线搬迁BIM应用体系。如图4所示为现状管线、管线搬迁模型与管廊主体结构的综合分析。

4 BIM技术辅助管廊主体施工

在案例项目中，业主单位聘请了专业的BIM咨询顾问单位对项目全生命周期BIM技术应用进行管理和规范。BIM咨询顾问单位协同业主单位，对整体项目BIM技术应用框架、应用范畴、技术推广模式、参建单位成果交付依据、交付标准、BIM应用项都做了具体而严密的要求与规定，并对项目不同阶段的交付成果做了相应的区别化要求。如设计阶段模型构件需要预留施工信息输入端口，设计、施工甚至环境GIS模型需保证模型基点统一，BIM模型按专业命名与拆分等，这些要求作为保证BIM模型沿用的重要前置条件。

施工阶段，设计模型被拆分、深化为多个模块：包括施工场地布置模型、桩基围护结构模型、管廊主体结构模型、入廊管线模型、管廊自用管线模型等，这些模型，汇同市政管线模型、交通组织模型、BIM现状环境模型等模型一起，共同形成一套完整的、精细化的、多专业、多维度综合管廊施工深化模型(如图5所示)。

5 结语

城市地下综合管廊的建设对改善水电、通讯等管线安全水平和提高防灾抗灾能力都具有重要的作用，BIM技术作为一种崭新的信息化管理工具，在协同设计、精细化施工管理、智慧运营等方面都发挥着强大推动力，而且随着BIM技术的深入应用，其作用将会越来越大。

本文分别从交通组织BIM应用、管线搬迁BIM应用、管廊主体施工BIM应用等方面，阐述了BIM技术在传统管廊施工过程中的便利与价值。BIM技术的可视化、信息化、协调性和模拟性等特点在管廊施工过程中发挥着二维设计、传统施工所无法替代的作用。

通过本次论文研究和管廊项目实施，作者认为管廊BIM应用待深入研究的方面可能有以下几点：

1)装配式预制构件管廊BIM应用，二维码编码或者射频RFID与BIM技术结合应用，将会在预制管廊实施中发挥巨大作用；

2)无人机航拍倾斜摄影技术对于现状模型的应用；

3)管廊运营阶段BIM技术应用。