BIM在城市地下管廊建设中究竟起到哪些作用？附案例

1可视化功能协助关键结构设计
综合管廊的隐蔽工程众多，以往只能依靠设计人员的想象力去设计，难道会出现纰漏。BIM软件拥有强大的可视化功能，可以实现综合管廊廊体任意角度剖切，协助设计人员查看隐蔽工程的空间与结构。另外，综合管廊中管线众多，穿插频繁，管线标高难免会出现碰撞，BIM软件也可以协助设计人员查看各支管的信息和精确测量管道间距离，实现最优的设计方案。
2设计方案仿真
对管廊位置、管廊宽度、高度、各分支管线接口设计、各种附属的安装口、通风口、监控中心结构设计、人防密闭门、通风设备、应急逃生出口等方案内容进行建模、仿真分析，对参数化视图进行实时渲染，提前模拟设计效果，对比分析，从而优化设计方案。
案例：
项目背景：
宁东基地位于宁夏中东部、银川市东南部，被列为国家级重点开发区、国家重要的大型煤炭基地、“西电东送”火电基地、煤化工基地和循环经济示范区，其开发建设已被纳入国家战略。

规划区总面积：3484平方公里公共财政收入：（2012年）21.93亿元工程建设地位于化工新材料园区，属于煤化工工业园区。已经入驻企业均为煤炭石油化工企业，总面积20平方公里。

试点城市应用
2016年1月完成的《宁东基地地下综合管廊专项规划（2016~2020）》，建设管廊总里程约165.4公里，总投资125.97亿元。
宁东管委会和中建六局合作宁东基地100亿PPP项目的实施（包含本项目）。

工程方案：
鸳冯公路东侧主线综合管廊。联通南北（灵州工业园区、化工新材料园区、石油化工园区）三个工业园区，长度共计4.3km。园区内二区一号路、三区一号路为主线综合管廊。一区一号路、二区四号路、三区五号路为支线综合管廊，二区北环路及三号路为电力综合管廊。管廊长度共计9.3km。
鸳冯公路综合管廊：主线综合管廊
布置于道路西侧30米处。起于国道307，止于鸳鸯湖煤矿区铁路专用线（配老线）。

重点:
纳入330kv电力电缆6回，分舱敷设，保障供电安全性及层架安装空间要求。

一区一号路综合管廊：
支线综合管廊布置于道路南侧12.75-13.65米处。起点位于一号路西侧末端，终点和鸳冯公路综合管廊连接。
重点:
纳入中压、低压蒸汽管道。纳入高盐污水、工业污水管道。纳入燃气管道。

二区一号路综合管廊：
主线综合管廊布置于道路北侧15.9米-20.9米处。于一号路和鸳冯公路综合管廊连接处，终点位于一号路和配老线铁路连接处。
重点:
纳入中压、低压蒸汽管道。纳入高盐污水、工业污水管道。纳入燃气管道。

二区四号路综合管廊：
支线综合管廊二区四号路综合管廊布置于道路东侧15.9米-20.9米处。起于三号路，终点位于南侧环路处。
重点：
纳入中压、低压蒸汽管道。纳入高盐污水、工业污水管道。纳入燃气管道。
二区三号路、环路电力综合管廊：缆线综合管廊二区三号路综合管廊只考虑电力舱，解决庆元变进出线问题。布置于环路西侧15.3米、三号路北侧15.3米。起点位于庆元变进线落地接线桩处，终点和园区四号路综合管廊连接。
三区一号路综合管廊：
主线综合管廊三区一号路综合管廊布置于道路北侧20.9米处。起配老线，和二区一号路综合管廊连接，止于三区一号路南端。重点： 纳入高盐污水、工业污水管道。纳入燃气管道三区五号路综合管廊：三区五号路综合管廊布置于道路北侧20.9米处。起配老线，和二区一号路综合管廊连接，止于三区一号路南端。
重点：
纳入高盐污水、工业污水管道。纳入燃气管道。纳入高压、中压、低压蒸汽管道。

1图纸审核
图纸会审是项目开工前重要的一项工作，各参建单位(建设单位、监理单位、施工单位、各种设备厂家)对图纸进行审查，排除专业图纸间、平立剖图之间的矛盾和错漏的地方。图纸会审的重点审查图纸是否违反了有关规范和规定、审查燃气管道是否与其他专业在空间位置上有冲突、审查图纸是否满足工艺及施工需要。将各专业的模型组合起来，检查组合之间的合理性，检查廊体结构与结构之间的冲突，结构与机电间的冲突，机电与机电之间的冲突等，将所有的冲突与交叉暴露出来，根据碰撞结果及时调整设计方案，从而提高纸复核的效率。
2优选施工方案
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，对比分析，优化设计方案。

3管线排布优化
在碰撞检查的基础上，利用BIM技术的虚拟建造功能，结合原有设计图纸的规格和走向，对给排水等各专业管线排布进行优化，改进原有的管线排布冲突，合理优化管线布置。管线优化可以在施工前，提出最优的管线排布方案，有利于减少设计变更，避免实际施工过程中，因排布冲突造成的返工成本，提高施工效率。




4施工模拟
综合管廊一般位于交通运输繁忙或工程管线设施较多的主要车道，地下施工作业多，施工难度大，故选择合理科学、便捷的施工方案尤为重要。运用BIM技术进行施工方案模拟，对管道的运输、施工过程、机械配置等进行预演，确定施工顺序，比较多种方案的可实施性与便捷性，提前暴露出施工方案中的安全隐患与冲突问题，为施工方案的择优提供依据。此外，施工前对施工班组进行虚拟施工交底，避免了因二维图纸理解错误造成的施工返工及材料浪费。



4进度模拟
在选择可行最优的施工方案的基础上，对该方案的进度计划进行模拟。将各个构件附加时间参数，BIM软件可将根据这些信息模拟施工进度。通过进度模拟，检查进度计划制定是否合理，并相应调整与优化进度计划。此外，根据确定的进度计划，制定相应的材料资源供应计划，避免带来的材料浪费或不到位对施工造成的影响。

5材料控制
BIM软件可以快速、精确获得施工过程中工程基础数据，随时为采购计划的制定提供及时、准确的数据支撑。根据施工进度，为限额领料提供及时、准确的数据支撑。对班组也实行限额领料，既避免了材料了浪费，又能保证材料到场及时性，有利于公司对项目资金的调配及安排，减少资金积压和成本浪费。

6项目协调
施工项目协调主要报告施工单位内部组织和关系协调，以及与业主、设计单位、监理等外部单位的项目协调。传统的项目主要通过面对面、视频或者会议等方式，依靠二维图纸等文件资料进行沟通，效率较低，存在问题沟通滞后性等问题，难以实时、快速解决问题，无疑增加时间成本。基于BIM技术搭建的沟通平台，可以满足不同参加方通过网络协同开展工作的需求，减少语言交流障碍，及时快速的解决问题，有效控制工期，显著减少信息不对称的损失，保障各方顺利推进项目。
7项目关键预案
结合勘察资料、设计图纸，利用BIM技术建模，厘清桩端持力层、岩面等关键隐蔽节点，提前制定施工管控措施。



BIM技术在宁东综合管廊应用的主要难点及问题
1.涉及到BIM多专业应用问题，如电力蛇形铺设，给水、中水、排水、燃气、大管径蒸汽管道入廊等问题模拟优化计算。
2.项目要跨越铁路、公路等设施，通过BIM进行前期方案模拟，合理有效解决穿越问题。
3.使用数字化地形及支护方案，通过BIM技术优化土地资源。
4.解决BIM技术与施工单位的深度合作应用的方式及有效与施工单位现场技术配合。
5.BIM技术的全过程应用。
BIM技术宁东管廊应主要应用点-项目应用深度及细节
项目本身是地下工程，二维施工图本身的协同效率较低，通过BIM技术的应用大大提高各专业协同效率。通过建立标准综合管廊专业族库，准确的数字化工程基本构件，为后期BIM算量应用做准备。
通过协同对管廊复杂的交叉结点提高设计效率。按照与中建六局合同要求，模型深度达到LOD300~LOD400级别水平。
BIM技术宁东管廊应主要应用点- 建模方法及应用软件和流程





利用建筑、结构、管线的综合3D模型及Navisworks软件虚拟漫游，进行可视化交底，并在管线安装过程中实时对安装工况及效果进行评估，及时纠偏。



BIM技术宁东管廊应主要应用阶段
第一阶段（BIM基础模型）：
提交初版RVT格式BIM原始模型，通过BIM技术的应用大大提高各专业协同效率，对于管廊复杂的交叉结点提高了设计效率。
第二阶段（综合碰撞检测）
提交碰撞报告多次，调整方案邮件形式PDF及word格式主送业主。
第三阶段（优化BIM模型）：各专业工程量统计，并以邮件形式PDF及word格式主送业主。通过BIM 技术平台和三维模型，准确提供工程量的统计。
第四阶段（施工管理配合）：
1.提给定路径的漫游动画或固定视角的图片（WMV格式、JPG格式）。
2.提交施工模拟视频成果。
3.提供实际的工程量信息加入BIM模型。
4.通过无人机等设备，实时反映现场情况，排查安全隐患，了解实际施工进度。
第五阶段（施工管理配合2）：
1.协助甲方进行施工现场管理，细化对人、机、材料的协调管理，协助进行造价控制工程，通过新点比目云，P6、powerhighlight等施工管理软件进行深度优化施工管理。
2.给定路径的漫游动画或固定视角的图片（WMV格式、JPG格式）。
3．定期提交施工模拟成果。
第六阶段（竣工验收）：
1.提交RVT格式BIM原始竣工模型（LOD4级别的竣工BIM模型）。
2．协助施工算量，竣工结算。
3．提交BIM工作总结报告PDF。上述所有文件均为原始模型DVD光盘三套。
第七阶段（运营维护阶段）：
1.通过第三方智能化控制软件公司，通过BIM模型提供后期运维，后期智能化管理平台，达到BIM模型利用的最大化，深度化。

管廊的结构极其简单，相当于一个长条形的地下室，对于惯常做管综的BIM服务来说，里面几乎没有多少需要管综的管路。管廊里的管线则主要是由水电气通信各家公司自己敷设。入廊缴费，由管廊公司集中管理——这个管理上的复杂度远远大于技术，这是新一轮城市管理的发展方向，即由一个整合一体化的单位来统管所有市政基础设施，就像城市当局的FM部门一样。

那么为何今天有相当比例的管廊建设项目使用BIM等新科技呢？这是因为时代发展到了这样一个独特的时间点，代表着传统建筑行业信息化的集大成者的BIM概念开始引领着整个传统建筑行业走向新时代了，管廊也被波及到了。而且在某种意义上，正是因为管廊土建施工技术过于简单的原因，才需要加一点新科技元素吧！