基于BIM技术的城市地下综合管廊施工仿真技术应用

时间：2024-07-28

刘彬陈小亮

（1.浙江建设职业技术学院，浙江杭州 311231）

（2.杭州市市政工程集团有限公司，浙江杭州 310006）

0 引言

2015年，国务院办公厅下发《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》，指出到2010年，要建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营；2016年，李克强总理在政府工作报告中明确提出开工建设综合管廊2000km 以上，打造智慧城市，改善人居环境。在国家一系列政策的大力推进下，城市地下综合管廊建设已成为我国基础设施建设的重要内容，进入跨越式发展的新阶段，承载了提升城市基础设施水平、促进地下空间综合开发利用、增加公共产品有效投资的重任[1]。

1 BIM 技术在城市地下综合管廊施工中应用的必要性

随着城市建设步伐的加快，地下管网结构老化、管理方式陈旧、建设规模不足等问题突出。管线泄漏爆炸、路面塌陷、道路开挖引发安全事故等相继发生，严重影响了人民群众生命财产安全、城市市容及正常的运行秩序。地下综合管廊在设计建造时，可根据城市发展规划，预留50～100年的发展扩容空间，告别了路面反复开挖的时代。地下综合管廊的建设，对优化城市环境，提高城市基础设施现代化水平，提高城市生活质量，确保道路交通工程功能的充分发挥，实现管线安全使用、方便检修、延长使用寿命等，将起到良好的示范和推动作用[2]。

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[3]等特点，给施工带来了极大的不便。因此，迫切需要有一个科学高效的安全集成施工方法对工程项目实行系统的、全面的、现代化的施工，BIM 技术作为一种新型技术，可以在城市地下综合管廊的施工中发挥极大的优势。

2 工程应用

2.1 项目简介

艮山路提升改造暨地下综合管廊工程位于杭州市“两绕四纵五横”路网中的第三横——天目山路-环城北路-艮山路快速路。本工程是杭州自2016年4月入选国家地下综合管廊试点城市以来第一条开工建设的地下综合管廊工程，同时也是浙江省内第一条运用BIM 技术的管廊工程，得到了杭州市政府和领导的高度重视和肯定。项目工程西起钱潮路东侧，东至东湖立交以东近聚首路，全长7.86 公里。

2.2 应用要点

2.2.1 高效协同

管廊施工与道路、桥梁同步实施，施工穿越河流和现状道路较多，施工方法各异，协调管理难度大。运用Revit 软件建立模拟结构主体、施工周围环境以及各类管线的综合模型，将建造前已有的各类城市市政管线（包括雨水、污水、给水、电力、通信、燃气及路灯电缆等）建入模型，根据入廊管线确定管廊路径，对城市管线、地下空间、轨道交通等进行合理避让。BIM 模型提供了协同合作的平台，使建筑、结构、岩土、水、暖、电等各个专业之间信息高效传递，打破了设计、施工、运营维护之间的壁垒。

图1 管廊细节模型

2.2.2 施工模拟

城市地下综合管廊的建造大多为地下作业，且所处地段多为交通要道，市政设施复杂，工期要求高，施工难度大，选择合理、便捷的施工方案和有效的施工进度控制，是管廊施工的重点。对于特殊部位或特殊构件的施工，可以用Navisworks软件进行多种施工方案的模拟，通过动态的施工过程模拟，比较多种方案的可实现性，为施工方案的选择提供依据。本项目重点对围护结构进行了施工模拟和进度控制，对围护桩的施工顺序和支撑体系进行了优化。

图2 围护结构

2.2.3 可视化交底

运用Revit 软件的三维可视化技术，将工程中的复杂节点、施工重难点用三维模型模拟出来，增强施工人员对施工内容、细节的理解。在现场对项目构件添加标签，与Revit 模型相关联，给每个构件赋与编号和二维码，通过二维码将模型、图纸相关数据、工程量、相关变更进行整合，简化施工人员查阅图纸的过程。运用漫游功能，以模拟巡视检查的形式，对工程进行监控管理，并将问题通过二维码表单的形式录入BIM 模型，便于信息的有效传递。

图3 施工节点可视化交底

2.3 应用效果

该项目用BIM 技术建立了协同合作的平台，打破了各专业、各环节的沟通障碍，使城市地下综合管廊的施工变更大幅度降低。通过对施工过程的仿真模拟，制定出最优的施工方案和施工进度计划，降低了施工难度，提高了施工的质量和效率。运用BIM 技术的三维可视化，增强施工人员对施工节点和做法的理解，避免了返工对工程进度的不利影响。运用二维码和BIM 模型相结合的形式，将所有信息资源进行整合，简化了施工人员查阅图纸的过程，大大提高了信息的有效传递。