地下综合管廊是智慧城市发展的产物，作为现代化城市市政工程的重要组成部分，它保障着整个城市电力、通讯、供水等诸多功能性设施的顺利运营，是名副其实的城市“生命线”。在传统管理模式无法满足管廊建设需求的情况下，BIM技术的引入不但很好解决了设计、施工阶段面临的这些问题，还可以为管廊后期运营提供数据信息和技术支持，形成一套完成的全生命周期管理系统。从经济效益角度来考虑，管廊一次性投入资金大，资本回收周期长，立足全生命周期管理的角度，才能最大实现管廊工程的项目收益。随着BIM技术的不断推广，管廊建设中的BIM技术应用也不仅局限于工程施工阶段，更多的也是在向设计阶段和运营维护阶段延伸，本文选择Autodesk公司的Revit、NavisWork、RevitFuzor软件，依托实际管廊项目，对BIM技术在管廊建设各个阶段的应用要点进行研究。

模型构建

管廊工程结构断面狭窄，内部结构复杂，建设幅度延伸较长，而且沿线附属设施繁多，传统的二维图纸很难实现直观的全面展示。BIM系列建模软件AutodeskRevit可以以具体的结构构件为单元，建立可视化的结构3D实体模型，通过构件的参数化处理，把构件的材质信息、结构尺寸、施工工序等信息直观的在模型中进行展示。首先要结合管廊工程实际的结构构造，在软件中创建“族库”，“族库”要涵盖所有工程构件的信息，3D模型中的构件都是通过查插入“族”来实现，每个“族”都是不同构件及其信息的载体。由于管廊工程构造不同于常规建筑，多数建模软件中的常规族中不包含“管廊族”，需要重新创建导入新族（包括投料口、通风口、管线预留洞口、伸缩缝等）。

图1建族图2管廊Reivt三维模型

方案比选

通过三维模型，可以直观的对管廊结构平面、立面、剖面进行对比分析，决策者结合项目投资目标和工程运行负荷程度，确定管廊建设的标准，具体包括管廊的断面类型、建设纵向幅度、管线负荷等。此外，通过三维模型可初步计算出管廊项目工程量和分部分项明细，在工程实施之前提供造价概念参考，可以帮助业主进行成本管控。例如，计划服役80年的城市商业区地下综合管廊，入廊管线包含商业区通讯、排水和供电三类，管廊运营负荷较大，经过三维概念模型初步展示，结合设计单位的双排预应力管桩基础建议，预估计出该管廊项目单位造价在每公里0.9亿元。业主通过工程量分析确定成本之后，考虑到未来商业区发展前

景及项目收益期，确定该标段管廊内部设计为10层双排管线架设和两条给水管道的初步设计，结构断面为三仓型，采用全开挖式与半预制的建造类型。

图3标准段断面对比图4标准段钢筋模型

规划设计

在设计工作流程方面，传统CAD设计流程呈线性，各专业设计先后顺序明显，专业间的设计割裂现象严重，且基本上不具备“可逆返性”操作。基于BIM技术的设计方式具有较强的协同作业能力，可以将管廊项目中各专业设计同时纳入设计模型中，各专业设计工作平行开展，专业之间实时关联，信息实现无障碍流动，其设计流程呈现为平行型和关联型。在设计效率和设计成果质量方面，传统CAD设计方式以二维图纸为数据载体进行内部传递，其低下的传递效率及信息传递错误造成的设计返工，会直接影响整体设计效率和水平。基于BIM技术的设计方式不仅在设计效率上优势明显，其三维信息模型相比依托线、面、块进行抽象表达的二维图纸而言，更加具备直观可视性，也更能突出对设计理念的传递。

而BIM技术提供的关联修改功能，可有效避免各专业反复修改的问题。综合以上分析，基于BIM的协同设计技术能更好迎合管廊项目设计需求，解决管廊设计过程存在的“疑难杂症”，在管廊设计阶段引入BIM技术，有效为项目的设计质量提供一道强力保障。

综合管廊项目的设计主要包括主体箱涵结构设计、电气设计、暖通设计、给排水设计等主要四个方面。传统的设计方式是各专业设计人员单独完成专业设计，然后利用专业软件分析对图纸进行分析修改，最终确定方案后在进行图纸绘制。而延伸到施工阶段，各专业的施工人员按图施工，很容易造成各专业间施工的不兼容性，进而产生设计变更、工程返工诸多问题。基于BIM技术的协同设计则是综合多个专业并行设计，在同一个模型中实现多专业设计同时开展，通过引用建筑专业轴网与坐标系统完成结构模型的建立，然后根据各专业模型精度要求，在结构模型的基础上进行其他专业模型设计整合。在结构分析阶段，目前BIM技术（以AutodeskRevit为例）可以实现与多个结构分析软件之间的数据格式兼容，如常用PKPM、Ansys、YJK等系列软件，均支持“rvt”、“rte”等格式的数据分析。

图5多专业协同设计流程图

仿真模拟

通过虚拟仿真漫游和冲突检测可以解决箱涵结构与管线综合布置问题。综合管廊结构狭长，管线分部密度集中，在节段交叉口和出线口很容易出现结构冲突和管线错乱问题，依靠传统模式中的平面图、大样图难以把廊内立体布设情况表述清楚，很多冲突、盲点只能在后期施工阶段的具体实施中发现。BIM技术提供的三维立体模型可以直观反映箱涵内部结构与管线设施的空间关系，操作者可以从模型任意一个部位进行剖割，提供多角度的视野。经过确定透视深度和对局部的放大处理，可以具体展示出剖切面光线效果、构件尺寸、材质属性等多种信息。

通过各专业间（结构、设备）和专业内部（暖通、电气）碰撞检测分析，筛选出模型中的直接冲突和净空间冲突，包括管道路线冲突、预留洞口冲突、作业预留空间冲突等，并可以直接在模型中进行关联性修改。RevitFuzor提供的仿真漫游技术，可以多路线、多角度的对管廊工程进行虚拟巡视，呈现第一视角的空间感受，对发现设计的缺陷及问题有很大帮助。

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