基于BIM及物聯網的城市地下綜合管廊建設探析

朱金順

摘 要 隨著經濟科技的不斷發展，如今我們對一個城市整體建設程度的評判標準已經從地上轉移到了地下，而城市地下綜合管廊的建設是對于城市安全、城市環境、城市發展程度等方面的集中反應。傳統的地下管廊建設設計存在施工時間過長，設計難度較大，最后施工效果不盡如人意的弊端，隨著網絡科技的不斷發展，BIM及物聯網設計越來越成熟地走進工程施工建設中。本文就在這樣的背景下，淺談基于BIM及物聯網的城市地下綜合管廊建設。

關鍵詞 城市地下綜合管廊;BIM及物聯網背景下;設計和建設

從發達國家城市發展經驗我們得出了保護環境，經濟與環境共同發展的理念，五大發展理念也在這樣的背景下被提出，可以說，五大發展理念對城市地下管廊的設計和建設，即是巨大挑戰，也是巨大機遇。地下管廊設計在發達國家很早就已經出現，當前我國城市地下管廊長度處于世界前列，地下管廊的各種輸氣管道，輸電管道，排污管道緊密地結合在一起。這樣鋪設地下管廊的方式，實現了城市地下空間的集約化綜合應用，最大限度地減少了城市建設過程中開挖地面埋入管線的建設方式，但由于我國城市面積廣大，地下管廊的鋪設長度和密度也大多較為復雜，要想讓這些錯綜復雜的管道在地下能真正井井有條的運行其管理的難度可想而知，因此在五大發展理念的指導下，城市地下管廊的建設方式和管理方式有待創新，本文就在這樣的背景下，從綠色管廊的設計和管廊的相關維護兩個方面談當前地下綜合管廊的建設。

1基于五大發展理念的城市地下管廊的設計

綜合管廊本身就是我國基于環境的可持續發展提出的方案，如今隨著我國經濟的不斷發展和國際影響力的提高，這種綜合管廊的方式也得到了其他國家的廣泛認同，而基于五大發展理念的城市地下管廊的設計其實就是綠色管廊的設計，就是在經濟和科技發展的大背景下，用集約性材料和高科技的測算方式，在有限的地下空間內使最多的管廊做到互不影響的運行，從而做到節約土地和材料資源并減少環境污染，真正保護環境。但我們要如何促進城市地下管廊的設計呢？筆者認為有以下兩種方法[1]。

1.1 創新支護技術，減少滲漏污染

在管道建設中由于管道的特殊性，防止滲漏都是其首要建設原則，在傳統的地下管廊建設中我們常采用剛性支護結構或柔性支護結構去減少管廊滲漏現象的發生概率，可這兩種材料中，前者可能由于應力過大而導致相關事故的發生，后者又不適用于較密集的管廊設計情況，針對這樣的情況，剛柔復合支護技術應運而生，這種技術能充分發揮上述兩種支護技術的優點并能避免其不足，并且還具有施工工期較短，產生廢料可回收的優點，可以在對基坑進行合理限度的支護的同時，做到與環境的統一，符合綠色可持續的發展理念。

1.2 安裝過程中現澆預制相結合

當前地下管廊多采用到施工現場現澆的制作方式，這樣的方式可以保證管廊的強度剛度和施工質量，但現場澆筑的要求比較高，前期準備工作難以達到要求，在現澆過程中，往往存在澆筑體積過大，產生很大的粉塵污染，周邊居民往往有苦難言，隨著五大發展理念的提出，這樣現澆的方式已經越來越不符合綠色可持續發展的要求。在這樣的背景下，預制裝配式管廊也就應運而生，經過技術的發展，曾經很多人認為預制裝配式管廊無法突破的防水性的技術難點，現在也已經被突破，這種施工簡單，產品規格統一，有較好的剛度和防水性并用綠色的生產方式生產的管廊，現在已經被廣泛應用。

2合理運用BIM和相關物聯網技術，促進地下管廊的維護

通過上文的敘述我們可以大致了解到，與傳統的管道相比，地下管廊的最大優點就是可以在不毀壞地面的基礎下，進入管廊內部對管廊進行維護和修理，但這樣的優點也帶來了巨大的隱患，由于管廊內部環境昏暗，活動空間狹小，各管廊之間存在的差別細小，往往給維護帶來了一定難度，并且在維護過程中可能出現安全事故，給維護人員的生命財產造成巨大損失，在這樣的背景下創新管廊內部的檢測和監察技術就顯得尤為重要。那我們要如何利用現代技術促進管廊內部的維護呢？筆者認為有以下幾種方法[2]。

2.1 運用BIM技術促進管廊內部的監測

BIM技術可以通過向其中輸入工程建設中的各個數值而自動呈現管道內部的模擬影像，其影像的準確性和清晰度都能得到一定保證，而這種高清晰度的影像可以為維修工人到管道內部維修相關損壞點提供一個大的方向，讓工人們即使在黑暗的環境中也能準確快速找到損壞點，從而提高維修速率，減小因環境陰暗而造成的潛在危險，提高管道維修的安全性。而由于BIM技術與其他技術的應用整合，讓BIM技術所呈現的3D化的管道圖形真正與管道周圍的建筑結合起來，從而真正實現對整個城市地下管廊的內部檢測，真正做到滲漏和損壞的實時監控和實時修復。

2.2 運用物聯網與BIM相結合的技術，促進管廊的檢測維護

所謂物聯網就是將所需要的數據逐一篩選，然后通過互聯網將相關數據呈現出來，在地下管廊的維護和檢測中，我們應用物聯網技術常常是以BIM為核心，將BIM創設出來的立體化的圖形更加“生命化”地呈現出來，讓人們可以更加直觀的觀測到管道內部的各項“生命數據”，將地下管廊的監測技術上升到一個更加直白易懂的高度。在地下管網的檢測和維護過程中，物聯網技術不能脫離BIM而單獨存在。隨著經濟和科技的不斷發展，我們已經進入了大數據時代，而在這個時代，將城市地下管廊與大數據相結合，才能最終達到對地下管網的綜合監測和維護，讓錯綜復雜的地下管道網絡能夠井井有條的工作[3]。

3結束語

由上文的敘述我們可以了解到，在如今綠色共享的發展理念之下，只有促進城市地下管廊的可持續化發展，才能真正使其跟得上時代的發展潮流，從而促進其不斷地廣泛化的應用。而隨著經濟科技的不斷發展，管廊檢測和監察技術出現了與互聯網和相關技術相結合的契機，城市地下管廊技術只有抓住這樣的契機，不斷促進自身的科技化改革，才能促進自身的發展。

參考文獻

[1] 錢紅武，徐成裕，何仁洋，等.埋地輸油管道檢測、維修與評估的探討[J].化工設備與管道，2016，46（6）：51-55.

[2] 陳蘇.基于BIM及物聯網的城市地下綜合管廊建設[J].地下空間與工程學報，2018，14（6）：18-24.

[3] 宋生奎，宮敬，才建，等.油氣管道內檢測技術研究進展[J].石油工程建設，2018，31（2）：10-14.