BIM与地下空间开发

纵观漫长的历史，人类从来没忽视过地下空间的开发价值，尽管不同历史阶段的文明各有特点，但在争取生存的过程中，人们都不同程度地利用着地下空间。从原始“穴居”到突尼斯玛特玛塔的“地下村庄”，从中国西北下沉式“窑洞”到现在的“地下都市”，地下空间利用的深度及广度不断得到深化和发展。

突尼斯：马特马塔“地下村”

随着城市化进程加快，我国地下空间工程建设发展迅速，改善了城市交通环境，节约了土地资源。但由于地下工程多属隐蔽工程，项目的规划、设计、施工等存在诸多问题。

• 缺乏科学、系统的规划
• 协同设计体系与技术规范不完善
• 施工信息管理手段落后
• 运营维护难度大
  
  
  

如今，BIM技术已在我国地面建筑许多项目中得到了成功应用；在城市地下空间开发中，BIM技术的案例多集中在城市地下交通。

小编

BIM应用于地下空间规划，旨在建立一个信息模型。该模型能反映拟建工程的地下空间环境，包括地下空间资源数量、周边已有地下建筑物以及地下管网系统布局。在此基础上，分析拟建工程与已有工程的相互关系，利用BIM系列软件强大的建模、渲染和动画技术进行多方案3D模型的预演，合理选择拟建地下工程的空间布局、结构形式，并构建资源系统、市政系统、环境系统的城市地下空间规划指标体系，从而使地下空间总体规划定性控制定量化，定量控制具体化，定位控制准确，增强总体规划的科学性、合理性和可行性。

中国最长地下走廊——武汉光谷中心城

地下空间工程设计主要包括总平面设计、建筑细部设计、结构设计和机电系统设计等。设计决定地下空间工程建成后的工程实体能否发挥其设计功能。利用BIM技术，进行合理设计，预留维修空间，合理布置地下管线，便于后期的顺利施工和运营维护。

三维建模是BIM技术与地下空间工程设计有效结合的前提。整合参数化设计等BIM技术优势，制定全面并具有可实施性的应用流程，构建全生命周期的BIM设计平台，在BIM三维环境中进行设计、分析与优化。

基于BIM的设计流程

各专业、各流程软件数据交互，保证设计数据能够通过模型正确共享。每个设计对象都有各自的设计变量，不同设计变量之间的关系构成约束。基于这些约束，应用冲突检测工具检测模型中存在的冲突，快速地发现BIM模型中个专业内部及各专业之间存在的空间碰撞，并形成碰撞报告。对模型进行同步修改，减少设计人员的重复劳动和错误率。

BIM能实现地下空间结构、给排水、电气等多学科交叉

另外，运用Cloud-BIM技术，将BIM所需的软件、存储能力、运算能力分布于云端，在云端实现模型的创建、展示、碰撞检测等功能。基于地下空间工程协同设计的需要，构建协同设计平台架构，使用云端上的数据及软件进行协同设计与分析。充分利用BIM模型信息，避免重复建模，实现高效设计。

在地下空间工程施工中，施工信息化在工程进度、物料追踪、可视化管理等方面的优势凸显。

按照IFC标准定义地下建筑构件、组织地下空间结构，提供3D建模。创建、编辑材料、进度、成本、质量和安全等施工属性，并与3D模型相关联。将包含工程属性的施工BIM模型导出为IFC文件，供BIM施工管理系统使用。

施工进度动态模拟

物料追踪管理

可视化管理

集成设备的基本信息、合同信息、成本信息和运行维护管理信息，使用Architecture软件建立BIM设备模型，通过Autodesk Revit软件的开放数据库互连，形成一个包含BIM模型中设备信息的初始运维管理数据库。结合BIM模型和设备运维数据库建立一个基于BIM的设备运行维护管理模型，实现对地下工程设备运行维护阶段的可视化管理。地下空间多是人员集中的场所，要合理安排突发状况下的人员疏散，结合BIM模型的子系统对突发状况的预警和人员的疏散提供信息。

系统分析

灾害应急模拟

波士顿中央大道，经历了由高架道路到地下道路的地下化过程。这个工程被称为美国有史以来工程量最大、工期最长、资金投入最多的市政工程，验证了城市道路及高架道路的地下化趋势。

波士顿地下道路

加拿大蒙特利尔：地下城市

由于寒冷的气候，蒙特利尔居民的地面出行多有不便。依靠1972年蒙特利尔世博会的成功举行，开发了大规模的地下综合体。如今，蒙特利尔已建成世界最长的地下步行系统。

蒙特利尔地下城

日本东京：共同沟

共同沟，又名综合管廊，最早形成于巴黎。经过几十年发展，在日本达到成熟阶段。日本东京的共同沟的长度在世界各大城市中排名榜首，在规划、设计、施工、管理、营运等方面自上而下和自下而上已形成了一整套完整的法律、法规、规定、办法。

东京1100km的干线道路下，已兴建了119km的共同沟

法国巴黎：废弃矿穴利用

巴黎最早的地下空间开发为废弃矿穴的再利用。利用几个世纪之前挖掘的废弃矿井布置城市下水道、防空防灾设施，并于1890年成功用于巴黎世博会中国馆与印度馆的设置，取得了轰动效应。

巴黎废弃矿穴变身为豪华泳池