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李克強(qiáng)總理3月5日在政府工作報告中提出，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議中明確要求各地要針對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，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，許多設(shè)計單位、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，面對這一不算陌生的“新生”事物，國內(nèi)擁有綜合管廊設(shè)計、施工經(jīng)驗的建筑企業(yè)并不多，即使是有經(jīng)驗的設(shè)計、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，實現(xiàn)地下空間的綜合利用和資源的共享。據(jù)統(tǒng)計，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)來就會加大設(shè)計、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；城市廣場或者主要道路的交叉處。建設(shè)時，勢必會影響當(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工程進(jìn)行維修與修補(bǔ)，將會帶來巨大損失。

BIM助力綜合管廊建設(shè)步入快車道

1. BIM技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用

可視化功能協(xié)助關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計。綜合管廊的隱蔽工程眾多，以往只能依靠設(shè)計人員的想象力去設(shè)計，難道會出現(xiàn)紕漏。BIM軟件擁有強(qiáng)大的可視化功能，可以實現(xiàn)綜合管廊廊體任意角度剖切，協(xié)助設(shè)計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)高難免會出現(xiàn)碰撞，BIM軟件也可以協(xié)助設(shè)計人員查看各支管的信息和精確測量管道間距離，實現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)計方案。

圖2 平面圖

設(shè)計方案仿真。對管廊位置、管廊寬度、高度、各分支管線接口設(shè)計、各種附屬的安裝口、通風(fēng)口、監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)設(shè)計、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，對參數(shù)化視圖進(jìn)行實時渲染，提前模擬設(shè)計效果，對比分析，從而優(yōu)化設(shè)計方案。

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。圖紙會審是項目開工前重要的一項工作，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漏的地方。圖紙會審的重點(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)果及時調(diào)整設(shè)計方案，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)計圖紙的規(guī)格和走向，對給排水等各專業(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)計變更，避免實際施工過程中，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，施工前對施工班組進(jìn)行虛擬施工交底，避免了因二維圖紙理解錯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，對該方案的進(jìn)度計劃進(jìn)行模擬。將各個構(gòu)件附加時間參數(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)度計劃制定是否合理，并相應(yīng)調(diào)整與優(yōu)化進(jìn)度計劃。此外，根據(jù)確定的進(jìn)度計劃，制定相應(yīng)的材料資源供應(yīng)計劃，避免帶來的材料浪費(fèi)或不到位對施工造成的影響。

圖6 進(jìn)度模型實時展示，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)，隨時為采購計劃的制定提供及時、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、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。對班組也實行限額領(lǐng)料，既避免了材料了浪費(fèi)，又能保證材料到場及時性，有利于公司對項目資金的調(diào)配及安排，減少資金積壓和成本浪費(fèi)。

圖7 快速計算工程量

項目協(xié)調(diào)。施工項目協(xié)調(diào)主要報告施工單位內(nèi)部組織和關(guān)系協(xié)調(diào)，以及與業(yè)主、設(shè)計單位、監(jiān)理等外部單位的項目協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)的項目主要通過面對面、視頻或者會議等方式，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，難以實時、快速解決問題，無疑增加時間成本?；贐IM技術(shù)搭建的溝通平臺，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，及時快速的解決問題，有效控制工期，顯著減少信息不對稱的損失，保障各方順利推進(jìn)項目。

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，形成動態(tài)大數(shù)據(jù)平臺，設(shè)備發(fā)生故障時，可及時、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，實現(xiàn)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計；通過施工模擬，快速構(gòu)建包含時間、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，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。

地下綜合管廊市場空間巨大，據(jù)業(yè)內(nèi)專家測算，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)項目管理技術(shù)手段的瓶頸，帶來項目管理、建筑企業(yè)甚至是行業(yè)管理的革命！