戚欣，張小龍，王婉

（吉林建筑大學(xué)）

1 引言

城市地下綜合管廊可有效解決“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網(wǎng)”等城市中常見的問題，可以改善城市交通擁堵狀況，美化市容市貌，提高市政能源的供給率。早在1833年法國就建成了世界上第一條地下綜合管廊，距今已有180多年的歷史。其他發(fā)達(dá)國家也繼法國之后陸續(xù)開始地下綜合管廊的建設(shè)工作，在近一個世紀(jì)的發(fā)展過程中，發(fā)達(dá)國家的地下綜合管廊的建設(shè)水平已經(jīng)相當(dāng)成熟，同時(shí)還建立了相應(yīng)的法律法規(guī)。我國第一條綜合管廊始建于20世紀(jì)50年代，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，我國的地下綜合管廊建設(shè)也取得了一定的成績，與此同時(shí)我國也相繼出臺了一些政策來鼓勵地下綜合管廊的發(fā)展，同時(shí)提出到2020年，建成一批具有國際先進(jìn)水平的地下綜合管廊并投入運(yùn)營，城市建成區(qū)平均路網(wǎng)密度提高到8㎞/㎞2。

地下綜合管廊工程全段狹長，地形及施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，入廊管線錯綜復(fù)雜，項(xiàng)目參與方眾多，工程時(shí)間跨度較長，施工過程控制難度大，容易出現(xiàn)錯漏。BIM技術(shù)和地下綜合管廊的有機(jī)結(jié)合可以有效改善和解決這些問題，在施工階段可以有效的對工程進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等方面進(jìn)行管理和控制。基于BIM技術(shù)的地下綜合管廊施工可視化程度高、信息關(guān)聯(lián)度高，相比較傳統(tǒng)的施工管理，優(yōu)勢和特點(diǎn)十分顯著，同時(shí)為地下綜合管廊工程的精細(xì)化施工提供助力，有助于我國地下綜合管廊的建設(shè)水平的提高。

2 BIM技術(shù)在城市地下綜合管廊中的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型。從整個建筑行業(yè)前景分析來看，BIM技術(shù)無疑是建筑業(yè)走向現(xiàn)代化、工業(yè)化的必然選擇。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，地下綜合管廊的建設(shè)也在一定程度上代表著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平，BIM技術(shù)的應(yīng)用也隨之延伸到此工程領(lǐng)域中。近年來，國內(nèi)外的一些專家學(xué)者針對城市地下綜合管廊的建設(shè)進(jìn)行了BIM技術(shù)的應(yīng)用研究。

T.Park和T.Kang基于BIM與GIS技術(shù)對綜合管廊路線的初步可行性進(jìn)行了研究。開發(fā)了一種可以預(yù)估工程項(xiàng)目成本的可研系統(tǒng)，以此確定最優(yōu)路線[1]。Szu-Min Kang，Yayu Tseng等對BIM技術(shù)在綜合管廊建設(shè)的全生命周期進(jìn)行了研究。將BIM技術(shù)融入到綜合管廊的設(shè)施管理中去，增強(qiáng)了管廊運(yùn)維管理的可靠性[2]。姜天凌等研究了綜合管廊設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行3D設(shè)計(jì)，通過碰撞檢測合理布置管線，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量[3]。段中興等提出建立基于STM32嵌入式處理器的城市地下綜合管廊的安全預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工以及運(yùn)維階段的安全管理[4]。綜上所述，基于BIM技術(shù)的綜合管廊應(yīng)用研究已經(jīng)取得了一定的成果，但是對于施工階段的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等方面進(jìn)行控制與管理的應(yīng)用研究相對較少。

3 BIM技術(shù)在城市地下綜合管廊施工階段的應(yīng)用

以數(shù)字化信息模型為基礎(chǔ)，建立基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全控制與管理平臺。如圖1所示，基于BIM技術(shù)集成的施工管理平臺主要由三個部分構(gòu)成，一是由設(shè)計(jì)方提供的原始項(xiàng)目信息以及通過現(xiàn)場施工人員反饋收集的實(shí)時(shí)信息組成的數(shù)據(jù)層；二是由BIM技術(shù)構(gòu)建的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全控制與管理模型的模型層；三是由施工方將模型應(yīng)用到實(shí)際工程中，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的模擬與優(yōu)化、施工成本的精細(xì)化管理、施工質(zhì)量和安全的跟蹤與監(jiān)控的應(yīng)用層。管廊施工的進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入到BIM模型中，并將模型中每個進(jìn)度結(jié)點(diǎn)的施工工序進(jìn)行模擬演示，這樣不斷的在虛擬的環(huán)境下對綜合管廊施工工序的演示，有利于在不影響實(shí)際施工進(jìn)度的情況下及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中可能存在的問題與風(fēng)險(xiǎn)，并找到高效合理的新方案重新應(yīng)用到施工過程中，這樣的進(jìn)度優(yōu)化工作，可使綜合管廊實(shí)際施工進(jìn)度更小的偏離計(jì)劃進(jìn)度，以此更好的進(jìn)行城市地下綜合管廊施工階段進(jìn)度控制。

在項(xiàng)目施工過程中，現(xiàn)場施工人員將綜合管廊實(shí)際的建設(shè)情況實(shí)時(shí)反饋上傳到BIM模型中，以便項(xiàng)目參與各方對項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，以此來對項(xiàng)目下一步的施工進(jìn)行更深入、細(xì)致的調(diào)整，通過項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對比，以此做出對偏離進(jìn)度計(jì)劃的情況作出預(yù)警，以便及時(shí)調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃，這樣便可大大減小因某項(xiàng)工序未按進(jìn)度計(jì)劃完成而導(dǎo)致的后續(xù)大量工作被耽誤的幾率。將BIM技術(shù)應(yīng)用到綜合管廊施工進(jìn)度控制中，即使施工過程中出現(xiàn)了與計(jì)劃進(jìn)度存在偏差的情況，由于現(xiàn)場施工情況實(shí)時(shí)上傳，信息的高速流通，參與項(xiàng)目各方便可以及時(shí)作出反應(yīng)，將影響降到最低。

基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工進(jìn)度控制平臺，既可以實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工過程中的每一步工序的虛擬演示，找出問題，并優(yōu)化方案；又可以進(jìn)行實(shí)際施工進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的對比分

3.1 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度控制

通過建立基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工進(jìn)度控制平臺，實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工過程中的每一步工序都可以進(jìn)行虛擬仿真、實(shí)時(shí)跟蹤的交互處理模式下的進(jìn)度控制。在項(xiàng)目施工前，將綜合析，及時(shí)對施工工序進(jìn)行調(diào)整，以此來更有效的對綜合管廊施工進(jìn)度進(jìn)行控制。

圖1 基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工管理平臺

3.2 基于BIM技術(shù)的成本管理

通過建立基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工成本管理平臺，實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工過程中精細(xì)化的成本管理。在項(xiàng)目施工前，通過建立虛擬施工模型，在不消耗人、材、機(jī)的情況下，對整個項(xiàng)目施工進(jìn)行模擬，在工序模擬過程中發(fā)現(xiàn)存在的問題并及時(shí)修正，這樣可大大減少因?yàn)樵O(shè)計(jì)變更以及返工而造成的經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)際施工過程中，不可避免的出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更時(shí)，利用BIM技術(shù)將變更關(guān)聯(lián)到模型中，同時(shí)反映出工程量以及造價(jià)的變更，使業(yè)主方更直觀的掌握設(shè)計(jì)變更對工程造價(jià)的影響，及時(shí)調(diào)整資本籌集和投入使用計(jì)劃。通過搭建BIM信息平臺，施工方可以實(shí)時(shí)掌握施工進(jìn)度以及各種動態(tài)資源的數(shù)量，以此來實(shí)現(xiàn)人、材、機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)與配合，這樣會大大減少由于材料機(jī)械供應(yīng)不及時(shí)或者窩工而造成的成本浪費(fèi)。

相較于傳統(tǒng)模式下的施工成本管理，基于BIM技術(shù)的成本管理平臺，可將各種人、材、機(jī)的用量進(jìn)行精細(xì)化管理，具有計(jì)算結(jié)果精確，計(jì)算效率高的特點(diǎn)。同時(shí)可將實(shí)際工程項(xiàng)目消耗成本與計(jì)劃成本進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)成本投入流向可視化，便于業(yè)主方更清楚的知道資金動向，也便于業(yè)主方及時(shí)調(diào)整資金投入情況。

基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工成本管理平臺，通過降低設(shè)計(jì)變更以及返工對項(xiàng)目造成的經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本投入的動態(tài)管理，以此來更有效的對綜合管廊施工成本進(jìn)行管理。

3.3 基于BIM技術(shù)的質(zhì)安管理

通過建立基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工質(zhì)量、安全管理平臺，實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工過程中的信息化、可視化的質(zhì)量、安全管理。在施工過程中，利用RFID技術(shù)，通過對綜合管廊各個施工結(jié)點(diǎn)進(jìn)行全天候360度監(jiān)控，同時(shí)實(shí)時(shí)上傳至BIM模型中，通過可視化模型的質(zhì)量情況與實(shí)際綜合管廊質(zhì)量情況進(jìn)行對比，一旦質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，參與施工各方可迅速做出反應(yīng)，及時(shí)對未達(dá)到質(zhì)量要求部分進(jìn)行修正，以此將工程中質(zhì)量問題對工程項(xiàng)目的影響降到最低。

現(xiàn)場施工人員通過查看基于BIM技術(shù)的質(zhì)安管理平臺指導(dǎo)施工，使得施工過程中安全措施的實(shí)施能夠在可視化狀態(tài)下進(jìn)行，更有效、真實(shí)的對一線施工人員進(jìn)行安全指導(dǎo)。當(dāng)實(shí)際施工過程中出現(xiàn)安全隱患，一線人員可及時(shí)將問題上傳至模型中，管理人員實(shí)時(shí)接收反饋的安全問題，做出及時(shí)的處理，使安全問題在萌芽狀態(tài)就已經(jīng)被控制進(jìn)而被處理掉。通過模型對項(xiàng)目的虛擬演示，對于易發(fā)生安全問題的部位加以標(biāo)示，對管理、施工人員加以警示，徹底的從根源上降低安全問題發(fā)生的概率，以便更好的進(jìn)行安全管理。

基于BIM技術(shù)的城市地下綜合管廊施工質(zhì)量、安全管理平臺，通過實(shí)際工程質(zhì)量與可視化模型的質(zhì)量進(jìn)行對比分析，不僅能夠做到及時(shí)對工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的部分進(jìn)行修正，還對整個工程質(zhì)量的提升大有裨益；同時(shí)通過可視化的安全指導(dǎo)、及時(shí)的消除安全問題以及通過虛擬演示對易發(fā)安全問題工序進(jìn)行預(yù)防等手段，大大降低安全問題發(fā)生的概率，以此來更有效的對綜合管廊施工質(zhì)量、安全進(jìn)行管理。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)有的城市市政設(shè)施已經(jīng)不再能滿足人們的日常生活需求，城市地下綜合管廊的出現(xiàn)將對城市的現(xiàn)代化發(fā)展起到加油助力的作用，我國城市地下綜合管廊的發(fā)展起步較晚，相對于西方發(fā)達(dá)國家而言還有很長一段路要走。將BIM技術(shù)應(yīng)用到城市地下綜合管廊施工階段中，將會大大提升城市地下綜合管廊施工管理水平，有助于城市地下綜合管廊在我國的發(fā)展。