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李克強(qiáng)總理3月5日在政府工作報(bào)告中提出，2016年開工建設(shè)城市地下綜合管廊2000公里以上。7月，南方突發(fā)汛情，進(jìn)一步凸顯了我國城市建設(shè)的短板，李克強(qiáng)總理在岳陽防汛工作會(huì)議中明確要求各地要針對(duì)防汛抗洪中暴露出來的問題，下決心補(bǔ)上城市地下綜合管廊和小型水利工程這“兩大短板”，必須要加快地下管廊建設(shè)，盡快補(bǔ)上城市的歷史欠賬。各地紛紛響應(yīng)國家推進(jìn)綜合管廊建設(shè)的號(hào)召，制定相應(yīng)的綜合管廊發(fā)展規(guī)劃。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前我國城市地下管廊已突破1000公里，今年新開工建設(shè)規(guī)模大約是現(xiàn)有規(guī)模的2倍，我國綜合管廊建設(shè)正在加速推進(jìn)。不得不說，相較于國外的綜合管廊建設(shè)水平，我國的綜合管廊發(fā)展較為緩慢，這主要是受資金短缺、政策法律層面不健全等因素制約，但是隨著相關(guān)政策推廣與PPP模式的加速落地，綜合管廊迎來政策春風(fēng)，建設(shè)已箭在弦上。

綜合管廊的快速發(fā)展將帶來很多機(jī)會(huì)，許多設(shè)計(jì)單位、施工單位“摩拳擦掌”，想要在綜合管廊的建設(shè)中分得一杯羹。但是，面對(duì)這一不算陌生的“新生”事物，國內(nèi)擁有綜合管廊設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)的建筑企業(yè)并不多，即使是有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、施工單位，綜合管廊施工難度大，又是擺在面前的一道難題。

綜合管廊施工難度大

1. 管線高度集中，管線復(fù)雜

綜合管廊工程，又稱城市的“生命線”，就是在地下建造一個(gè)隧道空間，將電力、通信、供水、排水、燃?xì)獾雀鞣N管線集于一體，實(shí)現(xiàn)地下空間的綜合利用和資源的共享。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國共有30多種城市地下管線，除市政排水管線外，其余均由各產(chǎn)權(quán)單位負(fù)責(zé)建設(shè)和管理，多家單位參與進(jìn)來就會(huì)加大設(shè)計(jì)、施工及后期運(yùn)維管理的難度。

2. 建設(shè)地段繁華，建設(shè)難度大

《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)定》中指出：綜合管廊宜建設(shè)在交通運(yùn)輸繁忙或工程管線設(shè)施較多的機(jī)動(dòng)車道、城市主干道以及配合興建地下鐵道、立體交叉等工程地段；城市廣場(chǎng)或者主要道路的交叉處。建設(shè)時(shí)，勢(shì)必會(huì)影響當(dāng)?shù)氐慕煌ㄅc人們的日常生活。

圖1 綜合管廊示意圖

3. 地下防水難度大

防水是地下工程面臨的普遍問題，有一說法稱“十縫九漏”，綜合管廊的細(xì)部構(gòu)造包括施工縫、變形縫、穿墻套管、穿墻螺栓等部位，必須要做好防水措施，施工單位必須給予重視。否則，工程竣工后，出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，相關(guān)人員不能輕易地刨掘道路對(duì)工程進(jìn)行維修與修補(bǔ)，將會(huì)帶來巨大損失。

BIM助力綜合管廊建設(shè)步入快車道

1. BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

可視化功能協(xié)助關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。綜合管廊的隱蔽工程眾多，以往只能依靠設(shè)計(jì)人員的想象力去設(shè)計(jì)，難道會(huì)出現(xiàn)紕漏。BIM軟件擁有強(qiáng)大的可視化功能，可以實(shí)現(xiàn)綜合管廊廊體任意角度剖切，協(xié)助設(shè)計(jì)人員查看隱蔽工程的空間與結(jié)構(gòu)。另外，綜合管廊中管線眾多，穿插頻繁，管線標(biāo)高難免會(huì)出現(xiàn)碰撞，BIM軟件也可以協(xié)助設(shè)計(jì)人員查看各支管的信息和精確測(cè)量管道間距離，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

圖2 平面圖

設(shè)計(jì)方案仿真。對(duì)管廊位置、管廊寬度、高度、各分支管線接口設(shè)計(jì)、各種附屬的安裝口、通風(fēng)口、監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人防密閉門、通風(fēng)設(shè)備、應(yīng)急逃生出口等方案內(nèi)容進(jìn)行建模、仿真分析，對(duì)參數(shù)化視圖進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，提前模擬設(shè)計(jì)效果，對(duì)比分析，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

圖3 基坑支護(hù)方案模擬

2. BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

圖紙審核。圖紙會(huì)審是項(xiàng)目開工前重要的一項(xiàng)工作，各參建單位（建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位、各種設(shè)備廠家）對(duì)圖紙進(jìn)行審查，排除專業(yè)圖紙間、平立剖圖之間的矛盾和錯(cuò)漏的地方。圖紙會(huì)審的重點(diǎn)審查圖紙是否違反了有關(guān)規(guī)范和規(guī)定、審查燃?xì)夤艿朗欠衽c其他專業(yè)在空間位置上有沖突、審查圖紙是否滿足工藝及施工需要。將各專業(yè)的模型組合起來，檢查組合之間的合理性，檢查廊體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的沖突，結(jié)構(gòu)與機(jī)電間的沖突，機(jī)電與機(jī)電之間的沖突等，將所有的沖突與交叉暴露出來，根據(jù)碰撞結(jié)果及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，從而提高紙復(fù)核的效率。

管線排布優(yōu)化。在碰撞檢查的基礎(chǔ)上，利用BIM技術(shù)的虛擬建造功能，結(jié)合原有設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)格和走向，對(duì)給排水等各專業(yè)管線排布進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)原有的管線排布沖突，合理優(yōu)化管線布置。管線優(yōu)化可以在施工前，提出最優(yōu)的管線排布方案，有利于減少設(shè)計(jì)變更，避免實(shí)際施工過程中，因排布沖突造成的返工成本，提高施工效率。

圖4 機(jī)電管線綜合優(yōu)化調(diào)整效果圖

施工模擬。綜合管廊一般位于交通運(yùn)輸繁忙或工程管線設(shè)施較多的主要車道，地下施工作業(yè)多，施工難度大，故選擇合理科學(xué)、便捷的施工方案尤為重要。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工方案模擬，對(duì)管道的運(yùn)輸、施工過程、機(jī)械配置等進(jìn)行預(yù)演，確定施工順序，比較多種方案的可實(shí)施性與便捷性，提前暴露出施工方案中的安全隱患與沖突問題，為施工方案的擇優(yōu)提供依據(jù)。此外，施工前對(duì)施工班組進(jìn)行虛擬施工交底，避免了因二維圖紙理解錯(cuò)誤造成的施工返工及材料浪費(fèi)。

圖5 吊裝模擬

進(jìn)度模擬。在選擇可行最優(yōu)的施工方案的基礎(chǔ)上，對(duì)該方案的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行模擬。將各個(gè)構(gòu)件附加時(shí)間參數(shù)，BIM軟件可將根據(jù)這些信息模擬施工進(jìn)度。通過進(jìn)度模擬，檢查進(jìn)度計(jì)劃制定是否合理，并相應(yīng)調(diào)整與優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃。此外，根據(jù)確定的進(jìn)度計(jì)劃，制定相應(yīng)的材料資源供應(yīng)計(jì)劃，避免帶來的材料浪費(fèi)或不到位對(duì)施工造成的影響。

圖6 進(jìn)度模型實(shí)時(shí)展示，構(gòu)件檢索反查

材料控制。BIM軟件可以快速、精確獲得施工過程中工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，隨時(shí)為采購計(jì)劃的制定提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)施工進(jìn)度，為限額領(lǐng)料提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。對(duì)班組也實(shí)行限額領(lǐng)料，既避免了材料了浪費(fèi)，又能保證材料到場(chǎng)及時(shí)性，有利于公司對(duì)項(xiàng)目資金的調(diào)配及安排，減少資金積壓和成本浪費(fèi)。

圖7 快速計(jì)算工程量

項(xiàng)目協(xié)調(diào)。施工項(xiàng)目協(xié)調(diào)主要報(bào)告施工單位內(nèi)部組織和關(guān)系協(xié)調(diào)，以及與業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理等外部單位的項(xiàng)目協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)的項(xiàng)目主要通過面對(duì)面、視頻或者會(huì)議等方式，依靠二維圖紙等文件資料進(jìn)行溝通，效率較低，存在問題溝通滯后性等問題，難以實(shí)時(shí)、快速解決問題，無疑增加時(shí)間成本?；贐IM技術(shù)搭建的溝通平臺(tái)，可以滿足不同參加方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同開展工作的需求，減少語言交流障礙，及時(shí)快速的解決問題，有效控制工期，顯著減少信息不對(duì)稱的損失，保障各方順利推進(jìn)項(xiàng)目。

3. BIM技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用

智能運(yùn)維管理。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，建立運(yùn)維管理系統(tǒng)，對(duì)入廊信息、運(yùn)維人員檔案、維修記錄等進(jìn)行綜合管理。此外，結(jié)合GIS技術(shù)，將管線、附屬設(shè)施、周邊環(huán)境三維化建模，形成動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可及時(shí)、準(zhǔn)確的地位故障發(fā)生位置，調(diào)取故障管道的相關(guān)信息，引導(dǎo)維修人員前往故障發(fā)生位置，進(jìn)行三維可視化運(yùn)維管理。利用“BIM+GIS”技術(shù)，為運(yùn)營單位提供廊體的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析服務(wù)，從而提高運(yùn)營單位的工作效率和管理水平。

圖8 設(shè)備維護(hù)提醒設(shè)置

BIM技術(shù)的興起，可以有效解決綜合管廊項(xiàng)目管線排布復(fù)雜，施工難點(diǎn)多的問題。BIM技術(shù)可以應(yīng)用于綜合管廊全壽命周期的方方面面，利用BIM技術(shù)的可視化功能，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；通過施工模擬，快速構(gòu)建包含時(shí)間、空間信息的數(shù)字模型，直觀、精確的反映綜合管廊的施工過程。建模完成之后，通過結(jié)構(gòu)與機(jī)電進(jìn)行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)各結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計(jì)矛盾點(diǎn)，并通過BIM軟件進(jìn)行管線綜合優(yōu)化布置。在運(yùn)維階段，通過與GIS技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維管理。

地下綜合管廊建設(shè)開啟城市建設(shè)投資新機(jī)遇

當(dāng)前，宏觀經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷，投資增速下滑，此前粗放式高速增長開始逐步放緩，我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)面臨轉(zhuǎn)型，基礎(chǔ)建設(shè)投資重心出現(xiàn)傾斜，傳統(tǒng)式“鐵公基”投資力度開始呈現(xiàn)逐年下降態(tài)勢(shì)，而提升城市建設(shè)質(zhì)量、綜合管廊建設(shè)成為新的重點(diǎn)之一。城市地下綜合管廊，不僅可以有效解決“馬路拉鏈”“空中蛛網(wǎng)”和管線事故頻發(fā)等問題，而且對(duì)于保障城市安全、改善城市面貌、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長具有十分重要的意義。

地下綜合管廊市場(chǎng)空間巨大，據(jù)業(yè)內(nèi)專家測(cè)算，地下綜合管廊建設(shè)分為廊體和管線兩部分，每公里廊體投資大約8000萬元，入廊管線大約4000萬元，總造價(jià)每公里1.2億元。按目前的城鎮(zhèn)化速度，未來三到五年，預(yù)計(jì)每年可產(chǎn)生約1萬億元的投資。

隨著綜合管廊加速建設(shè)，BIM技術(shù)將給綜合管廊項(xiàng)目精細(xì)化管理帶來強(qiáng)大的技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐，突破以往傳統(tǒng)項(xiàng)目管理技術(shù)手段的瓶頸，帶來項(xiàng)目管理、建筑企業(yè)甚至是行業(yè)管理的革命！