綜合管廊，作為現(xiàn)代化智慧城市建設(shè)的重要組成部分，統(tǒng)籌各類市政管線規(guī)劃、建設(shè)和管理，解決架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)、路面反復(fù)開挖等問題，已經(jīng)成為國家推進(jìn)建設(shè)的重點(diǎn)。

綜合管廊示意圖

然而，由于存在現(xiàn)狀管線復(fù)雜、場(chǎng)地受限、管線所屬產(chǎn)權(quán)分散、運(yùn)營管理復(fù)雜等相關(guān)難題，傳統(tǒng)的地下綜合管廊設(shè)計(jì)-施工-運(yùn)維模式受到了嚴(yán)重制約。

為此，中冶南方工程技術(shù)有限公司，通過大量綜合管廊建設(shè)實(shí)踐，引入全生命周期BIM技術(shù)，貫穿于綜合管廊設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維全過程。

在軟件開發(fā)方面，主要結(jié)合地下空間及綜合管廊專業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)流程，基于Autodesk軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)，開發(fā)數(shù)據(jù)接口，保證模型數(shù)據(jù)在軟件間無損傳遞，形成具有項(xiàng)目特色的綜合管廊BIM軟件總體架構(gòu)和設(shè)計(jì)流程。

中冶南方綜合管廊BIM軟件架構(gòu)

BIM在綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

根據(jù)綜合管廊的特殊性，中冶南方形成具有自身特色的綜合管廊BIM設(shè)計(jì)思路。綜合管廊的設(shè)計(jì)工作涉及到工藝、建筑、給排水、機(jī)電、通風(fēng)、結(jié)構(gòu)六大專業(yè)。其中，工藝、建筑兩專業(yè)是整個(gè)三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為其他專業(yè)提供三維基礎(chǔ)模型。

工藝專業(yè)BIM模型

建筑專業(yè)BIM模型

給排水、機(jī)電、通風(fēng)三專業(yè)利用基礎(chǔ)模型，對(duì)本專業(yè)的管線、支吊架及設(shè)備等進(jìn)行合理化布置;結(jié)構(gòu)專業(yè)利用基礎(chǔ)模型進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)計(jì)算、配筋、出圖與工程量統(tǒng)計(jì)。

給排水專業(yè)模型

機(jī)電專業(yè)模型

通風(fēng)專業(yè)模型

結(jié)構(gòu)計(jì)算、配筋

各專業(yè)將本專業(yè)的設(shè)計(jì)成果實(shí)時(shí)反饋至基礎(chǔ)模型中，從而實(shí)現(xiàn)全專業(yè)信息模型共享，并得到最終基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)。同時(shí)，各專業(yè)將本專業(yè)的設(shè)計(jì)成果整理成交付數(shù)據(jù)，用于下一階段的BIM應(yīng)用。

綜合管廊BIM設(shè)計(jì)思路

BIM在綜合管廊施工中的應(yīng)用

為保證模型信息的傳遞性與共享性，真正實(shí)現(xiàn)BIM全流程應(yīng)用價(jià)值，中冶南方定制開發(fā)綜合管廊BIM5D施工管理平臺(tái)。將設(shè)計(jì)階段各專業(yè)交付數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM 5D平臺(tái)，通過模型分析與拆分、計(jì)量計(jì)價(jià)施工管理，進(jìn)行虛擬施工，預(yù)演現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。并與監(jiān)控、無人機(jī)等設(shè)備拍攝的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行對(duì)比，智能管理管廊施工，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決施工過程中存在的問題，保證施工進(jìn)度，控制施工成本。同時(shí)，監(jiān)管部門、建筑企業(yè)、工人等項(xiàng)目參與各方，可利用手持端，對(duì)云平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢與訪問。

施工BIM應(yīng)用機(jī)制

工程計(jì)量管理

將施工模型導(dǎo)入BIM 5D管理平臺(tái)，智能化計(jì)算工程量。以工程量清單為依據(jù)，可合理編排材料采購計(jì)劃，并在施工過程中隨時(shí)追蹤物料用量。

工程量統(tǒng)計(jì)

工段劃分管理

根據(jù)施工機(jī)械的循環(huán)利用周期，確定合理施工段長度;并依據(jù)施工進(jìn)度，合理化分配施工用料。此外，設(shè)計(jì)人員可借助手持客戶端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜工序、施工難點(diǎn)進(jìn)行指導(dǎo)，使作業(yè)人員對(duì)施工工序建立直觀的認(rèn)識(shí)，提高施工效率。

工段劃分

重難點(diǎn)工藝指導(dǎo)

全過程施工模擬

利用施工管理平臺(tái)，預(yù)演現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。動(dòng)態(tài)檢查方案的可行性及存在的問題，優(yōu)化施工裝備、工藝。同時(shí)，全過程施工模擬，可排查施工過程中可能出現(xiàn)的安全隱患，制定應(yīng)急解決方案。

施工模擬

還原施工現(xiàn)場(chǎng)

采用網(wǎng)絡(luò)攝像頭、無人機(jī)等方式對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并與平臺(tái)模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，保證施工進(jìn)度。

施工現(xiàn)場(chǎng)還原

綜合管廊的運(yùn)維管理

綜合管廊建于地下，且管廊空間相對(duì)密封，成為事故易發(fā)帶。因此，先進(jìn)合理的綜合管廊運(yùn)維管理尤為重要。中冶南方自主研發(fā)綜合管廊智慧運(yùn)維平臺(tái)，從管廊運(yùn)維和運(yùn)營兩方面，為上級(jí)管理單位、管廊運(yùn)營單位及授權(quán)管理單位三方提供服務(wù)。

管廊運(yùn)維

1、綜合監(jiān)控系統(tǒng)

利用管廊內(nèi)溫濕度監(jiān)測(cè)、集水坑水位、電纜溫度等監(jiān)控設(shè)備，對(duì)管廊的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。平臺(tái)收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析判斷，并將信號(hào)反饋至監(jiān)控中心。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)

2、日常巡檢系統(tǒng)

平臺(tái)提供三種智能巡檢方式，包括巡檢機(jī)器人、巡檢跟隨人員以及巡檢跟隨小車。其中，巡檢機(jī)器人搭載紅外熱像儀、氣體檢測(cè)儀等傳感器，對(duì)管廊沿線設(shè)備進(jìn)行逐項(xiàng)連續(xù)巡查，實(shí)現(xiàn)區(qū)域全覆蓋、主動(dòng)監(jiān)測(cè);巡檢跟隨人員巡檢跟隨人員可實(shí)現(xiàn)第一人稱交互式管廊巡檢，對(duì)管線及設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查、反饋;巡檢跟隨小車搭載可見高清攝像機(jī)，對(duì)管廊進(jìn)行全線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

日常巡檢系統(tǒng)

3、應(yīng)急管理系統(tǒng)

針對(duì)入廊管線的管道泄露問題，綜合管廊智慧運(yùn)維平臺(tái)專門設(shè)置應(yīng)急管理系統(tǒng)，結(jié)合中冶南方自主研發(fā)的長距離、高精度壓力管道泄漏預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)廊內(nèi)管道故障點(diǎn)進(jìn)行快速精確定位。平臺(tái)可一鍵啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，遠(yuǎn)程調(diào)取定位點(diǎn)周邊應(yīng)急資源，實(shí)現(xiàn)迅速準(zhǔn)確的應(yīng)急反應(yīng)。

應(yīng)急管理系統(tǒng)

管廊運(yùn)營

在管廊運(yùn)營方面，平臺(tái)主要提供客戶管理、管廊租賃、收費(fèi)管理、權(quán)限管理、決策分析、系統(tǒng)登錄數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)備份七項(xiàng)服務(wù)。

BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)城市地下綜合管廊全生命期的工程性能、質(zhì)量、進(jìn)度和成本的集成化管理，顯著提升工程質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約成本，對(duì)加強(qiáng)運(yùn)維管理更有積極作用。

為深化BIM技術(shù)在綜合管廊設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維中的應(yīng)用，中冶南方還專門成立綜合管廊BIM應(yīng)用項(xiàng)目組，結(jié)合例會(huì)制度、專題研討制度形成完善的交流機(jī)制，確保問題能及時(shí)解決。

在如火如荼的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)浪潮中，中冶南方希望發(fā)揮自己獨(dú)有的技術(shù)和管理優(yōu)勢(shì)，將BIM技術(shù)全流程、大協(xié)同地應(yīng)用在城市綜合管廊工程中，成為綜合管廊建設(shè)領(lǐng)域的積極創(chuàng)新者與堅(jiān)定實(shí)踐者。

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