BIM 技術在GIL 管廊設計中的應用

李高翔

中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司 湖北武漢 430071

綜合管廊的建設可以消除頻繁開挖道路導致的“拉鏈路”問題，保證城市用地和景觀的連續性，為未來地下空間開發提供有利條件。而由于現階段綜合管廊建設多為老舊城區改造，其入廊管線錯綜復雜，既有結構影響較大，傳統的施工方法已經不能滿足綜合管廊的建設需求。利用BIM 技術可以在項目初期就進行管廊合理布置，避免施工過程中進行方案變更；同時也可對綜合管廊復雜節點工程進行優化設計。

1 項目概況

本工程為武漢市某綜合管廊工程，全長6．25km，包含主艙和GIL 單艙，是國內首條將500kV 超高壓線路引入城市綜合管廊的項目。本項目綜合管廊在道路交叉口受地鐵站地下人行通道限制，管廊布置沿線有多處排水暗涵；同時GIL 管線設備對管廊布置要求高，設計運維難度較大。

2 綜合管廊設計

該項目主要采用基于revit 的鴻業綜合管廊設計軟件進行橫斷面、縱斷面、平面及節點設計，具體如下：

2.1 橫斷面設計

國內進入綜合管廊的工程管線一般有電力電纜、通信線纜、給水管道、中水管道和供熱管道等。本項目主要是依托兩回500kV 線路改由GIL 管道入廊，并將道路沿線的其它電壓等級的高壓架空線及部分地下管線一并入廊。綜合投料難易度、管線進出艙頻率以及道路綠化帶寬度限制等方面考慮，對管線橫斷面布置進行反復模擬及比選，確定艙位設置從非機動車道至機動車道依次為綜合艙、GIL 艙、高壓電纜艙。針對GIL 管道的特殊性，利用bim 技術對其進行二次開發，采用模塊化設計，組成部分包括直線單元，拐角單元，隔離單元，補償單元。利用三維模型結合管道安裝凈距[1]要求，最終確定標準段艙體凈高均為3．5m、凈寬分別為3．6m、4．5m、2．5m。

2.2 縱斷面及平面設計

項目所在地為老城區，地下管線及地下結構復雜，管廊結構與地鐵27 號線及兩個巨型地下箱涵縱橫交錯。經與地鐵相關設計施工單位反復溝通，利用bim 模型進行多次方案比選，在滿足電力隧道縱向排水坡度不得小于0．5% 的規定[2]下，最終確定：①綜合管廊從地鐵區間上方通過，管廊結構底標高與地鐵VIB、VIIB 出口地下人行通道結構頂標高凈距不小于300mm，且綜合管廊底部距地鐵隧道為7．15m。②交叉區間段綜合管廊提前安排施工，在地鐵隧道盾構施工前完成施工并覆土。這樣既保證管廊底部在地鐵隧道盾構施工的影響范圍之外，隧道盾構施工過程對綜合管廊主體結構不會產生安全隱患；同時GIL 管道安裝在地鐵盾構施工之后，也不存在盾構施工對GIL 管道造成不良影響。③分別下穿及跨越11．5m×6m、6m×3m 兩個巨型箱涵，使管廊結構外壁距離箱涵外壁不少于0．5m。

為保證GIL 管道在艙內正常運輸，通過GIL 三維模擬解決綜合管廊拐彎節點的側壁布置問題，在GIL 艙的各個轉角部位進行局部切角擴大處理，轉角凈空保證GIL 管道在投料后能夠正常運輸，有效減少轉彎接頭和GIL 非標構件數量。

2.3 節點設計

綜合管廊節點工程是管廊設計的重點和難點，需綜合考慮其結構復雜、受荷種類多、參與專業多等特點。本項目以BIM 模型為載體結合實景漫游的方式，針對不同種類及覆土厚度的節點，分別進行各專業管線及配套設施與結構本體布置的深化設計，既從設計上保證了節點施工的可行性，也大大減少了施工過程中管道閥門與支架、附屬設施之間的碰撞問題。

3 綜合管廊景觀設計

由于該工程對沿線道路進行同步改造提升，而管廊出入口絕大多數設置在道路綠化帶下方，需將管廊節點景觀設計與道路改造提升有機結合。景觀設計以“生態自然” 為理念，結合地域特征和文化特色，對綠化設計與地上建筑整體處理，達到城市街景協調美觀的效果。同時將道路車流分析與信號模擬同管廊bim 模型進行合模設計，將周邊區域的文化、商業以及自然景觀與道路有機結合，打造一條生態自然的景觀大道。

4 結語

隨著綜合管廊建設的熱潮和BIM 技術的飛速發展，BIM 在管廊工程中的應用也拓展到規劃、設計、施工及運維等全生命周期過程，實現動態、集成和可視化的4D 設計施工管理，使項目參與各方高效協同，使綜合管廊的工程建設水平大幅提高。但我們也應該注意到，由于revit 軟件在市政工程中的局限性[3]，其模型在管廊橫縱斷面均產生坡度時的細節處理還有待提高；同時現階段BIM族庫建立、模型深度要求及三維交付標準都還沒有行業的統一規定。相信在不久的未來，BIM 三維設計會取代cad 二維出圖，掀起工程設計行業的又一個技術革命。