为什么城市地下管廊设计和施工必须要用BIM？

在城市化建设背景下，地下管线面临扩容、维修、更新等建设需求，导致路面频繁开挖。为了对地下管线进行统一的规划、设计、建设和管理，避免由于管线敷设或维修等造成对道路交通和居民出行的影响，建设城市地下综合管廊成为城市发展的必然产物。



城市地下管廊必须要用BIM

目前，我国大多数城市都没有准确的综合性地下管网图，管线管理条块化分割，缺乏有效的统筹协调机制，一旦发生事故，不仅难以抢修，还会造成重大的损失。

2015年，广州市全年发生各类管线事故400多宗，其中燃气管道事故60多宗，污水管道事故80多宗，电力管线事故200多宗，每年由于管线事故造成的经济损失达上亿元。

为了治理地下管线老化、安全间距不足、无名管线遍布、增设与改建、扩容困难等管线难题，在管廊设计和施工中，需要引入BIM技术，利用BIM可视化、协调性、模拟性和可出图性等特点，解决传统CAD设计中的管线交叉碰撞难题，推进管廊建设速度和质量，实现城市地下管廊智慧化、信息化管理。



现阶段，BIM技术在城市地下管廊建设中的应用，主要包括工程量统计、碰撞检查、优化设计、模拟施工工序、造价分析等。下面，我们一起来看下BIM技术在城市地下管廊中的应用优势。

BIM在城市地下管廊中的应用优势

1.减少设计误差

在设计阶段，由于管廊节点井布线复杂，设计人员难以在脑海中将设计意图还原成三维空间形象，再转化成二维图纸进行表达。这个过程容易造成信息丢失甚至错误，给后续施工带来变更风险。



在施工阶段，施工人员对照二维施工图进行施工，识图效率较低，甚至有可能出现理解错误，从而造成施工进度滞后。

BIM技术能为管廊设计提供可视化模型，将以往线条式的构件，以三维的形式展现出来，为方案评审、决策工作等提供更直观的展示途经，减少设计出错的几率。而施工人员通过查看BIM模型，可直观理解设计人员的意图，基于复杂节点制作的工序模拟动画，还能减少识图误差，提高施工效率及质量。

2.统一图纸版本

利用BIM技术协调性的特点，各专业设计人员在统一的设计协同平台上，基于统一的模型文件进行协同设计，降低因专业间的差异而造成对项目的错误理解，解决各专业间的碰撞问题。同时，促进各专业数据的准确传递、减少图纸版本不统一、设计变更以及施工返工的风险。



3.施工进度管理

在施工阶段，将BIM与4D技术有机结合，把综合管廊和施工现场模型与施工进度、资源、安全、 质量、成本和场地布置等施工信息集成，实现了基于BIM的施工进度、施工资源及成本、施工安全与质量、施工场地及设施的4D集成管理、实时施工动态控制。

4.优化施工方案

BIM技术可以实现施工方案的动态模拟。在设计阶段，BIM技术可以进行照明节能模拟、通风模拟和结构分析模拟等。在招投标和施工阶段，可以进行4D模拟，根据施工组织设计模拟实际施工，消除冲突，得到最优的施工计划和方案。

特别是对于新工艺和复杂节点，利用BIM参数化和可视化特性，对节点进行施工流程、结构拆解等分析模拟，可以改进施工方案的可施工性，达到降低成本、缩短工期、减少错误和浪费的目的。

在后期的运营阶段，还可以基于BIM模型进行管道设备拆除更换工序模拟，和日常紧急情况和火灾逃生模拟，提高运营的管理的质量。

5.提高出图质量

利用BIM技术的一致性和可出图性的特点，对管廊模型进行任意方向的剖切，并将剖切面导出为CAD二维图纸。由于各剖切面均来源于同一个BIM模型，因此可以保证数据的统一性和准确性，避免出现二维设计时平面及剖面数据不一致的现象，大大提高出图的质量。

6.减少算量工作

基于BIM模型中的施工数据，进行模型任意部位和阶段的工程量统计，极大的减轻了预算员的算量工作，提高算量结果的质量，减少30%的重复算量工作。

7.建设方式的转变

由于传统二维设计图纸的局限性，在综合管廊工程的设计与建设过程中必然会出现以上种种问题，既影响工程设计质量，也影响建设效率，拖延整个综合管廊工程的建设进度。

BIM技术不仅将设计成果转化数字化，基于数字孪生模型，在项目的设计、施工和运营各阶段，进行信息的传递和应用，优化整个管廊建设工程，还使管廊工程实现高速建设、安全运行、智能化管理的建设目标。

城市综合管廊BIM设计软件

地下综合管廊设计需要采用道路设计BIM软件OpenRoads Designer。

OpenRoads Designer 引入全新的综合建模环境，提供以施工驱动的工程设计，有助加快路网项目交付，统一从概念到竣工的设计和施工过程。该应用程序提供完整且详细的设计功能，适用于勘测、排水、地下设施和道路设计。



软件详情：OpenRoads Designer | 道路和公路设计BIM软件

城市地下管廊案例

1.案例背景

天河智慧城地下综合管廊工程为国家综合管廊试点项目，本项目主要沿现状科韵路、科翔路、华观路、横三路、横五路、拟建云溪路、柯木塱南路~高唐路、高塘路南延线、软件西路、沐陂西路、凌岑路、规划横七路等布置，总长约19.4公里，其中盾构管廊（外径φ6.0m）8.6km，明挖管廊（外框BXH=3.7~4.6X5.9~14.4）10.8公里，设控制中心1座。除盾构管廊外，其他管廊均将污水、燃气纳入。



2.项目BIM建模内容

本项目综合管廊共有11条，合计19.4Km。分为盾构管廊和明挖管廊。

1）明挖综合管廊工程

明挖综合管廊工程，总长10.8Km；分别是：柯木塱南路、高唐路、横三路、软件西路、横五路、云溪路、沐陂西路、横七路、凌岑路



2）盾构综合管廊工程

盾构综合管廊工程，总长8.6Km；分别是：科翔路--华观路、科韵路。



3.部分建模内容展示


综合管廊地膜


综合管廊路线


综合管廊局部模型


综合管廊管片单元


综合管廊局部模型


综合管廊局部模型


综合管廊局部模型

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