管廊bim建模，城市地下综合管廊技术全面剖析，一看就懂

一、城市地下综合管廊类型介绍

1.综合管廊根据其所容纳的管线可以分为：

（1）干线综合管廊

一般设置于道路中央下方或道路红线外综合管廊带内管廊bim建模，城市地下综合管廊技术全面剖析，一看就懂，主要输送原站（如自来水厂、发电厂、燃气制造厂等）到支线综合管廊，其一般不直接服务沿线地区。其主要收容的管线为电力、通讯、自来水、燃气、热力等管线，有时根据需要也将排水管线收容在内。在干线综合管廊内，电力从超高压变电站输送至一、二次变电站管廊bim建模，通讯主要为转接局之间的信号传输，燃气主要为燃气厂至高压调压站之间的输送。干线综合管廊的断面通常为圆形或多格箱形，综合管廊内一般要求设置工作通道及照明、通风等设备。干线综合管廊的特点主要为：稳定大流量的运输、高度的安全性、内部结构紧凑、兼顾直接供给到稳定使用的大型用户、一般需要专用的设备、管理及运营比较简单。干线综合管廊的示意图如下：

（2）支线型综合管廊

主要负责将各种供给从干线综合管廊分配、输送至各直接用户。其一般设置在道路的两旁，收容直接服务的各种管线。支线综合管廊的断面以矩形断面较为常见，一为单格或双格箱型结构。内部要求设置工作通道及照明、通风设备。主要特点为：有效（内部空间）断面较小、结构简单施工方便、设备多为常用定型设备、一般不直接服务大型用户。支线综合管廊示意图如下：

（3）缆线型综合管廊

主要负责将市区架空的电力、通讯、有线电视、道路照明等电缆收容至埋地的管道。一般设置在道路的人行道下面，其埋深较浅，一般在1.5米左右。以矩形断面较为常见，一般不要求设置工作通道及照明、通风等设备，仅增设供维修时用的工作手孔即可。示意图如下：

（4）干支线混合型综合管廊

干支线混合综合管廊在干线综合管廊和支线综合管廊的优缺点的基础上各有取舍，一般适用于道路较宽的城市道路。

2.根据断面形式划分：

（1）矩形综合管廊

（2）半圆形综合管廊

（3）圆形综合管廊

（4）拱形综合管廊

3.根据舱室数量可分为：

（1）单舱综合管廊

（2）双舱综合管廊

（3）多舱综合管廊

二、综合管廊平面布局的一般规定

1.与城市功能分区、建设用地布局和道路网规划相适应；

2.应结合城市地下管线现状，在城市道路、轨道交通、给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等专项规划以及地下管线综合规划的基础上确定布局；

3.应与地下交通、地下商业开发、地下人防设施及其他相关建设项目协调；

4.综合管廊适合条件：

（1）交通运输繁忙或地下管线较多的城市主干道以及配合轨道交通、地下道路、城市地下综合体等建设工程地段；

（2）城市核心区、中央商务区、地下空间高强度成片集中开发区、重要广场、主要道路的交叉口、道路与铁路或河流的交叉处、过江隧道等；

（3）道路宽度难以满足直埋敷设多种管线的路段；

（4）重要的公共空间；

（5）不宜开挖路面的路段。

5.宜布置在道路两侧地块对公用管线需求量较大的一侧；

6.尽可能满足综合管廊与其他管线的交叉要求；

7.综合管廊接出管线的长度较短；

8.综合管廊对道路及两侧建筑物的影响较小；

9.充分满足道路规划对综合管廊管位的要求；

10.综合管廊的投料口、通风口、出入口等设施与道路景观及功能的结合；

11.宜将大管道管沟布置于人行道、绿化带下；

12.在机动车道下敷设小管道宜靠人行道，大管道靠车行道，便于小管道管沟绕行给大管道管沟投料口等节点创造条件；

13.综合管廊应设置监控中心，监控中心宜与临近公共建筑合建，建筑面积应满足使用要求。

三、综合管廊断面布置的一般规定

1. 断面形式应根据纳入管线的种类及规模、建设方式、预留空间等确定；

2.应满足管线安装、检修、维护作业所需要的空间要求，管廊内部净高不宜小于2.4米，双侧设置支架或管道时检修通道净宽不宜小于1.0米，单侧设置支架或管道时检修通道净宽不宜小于0.9米；

3.管线布置应根据纳入管线的种类、规模及周边用地功能确定；

4. 天然气管道应在独立舱室内设置，热力管道采用蒸汽介质时应在独立舱室内设置；

5.热力管道不应与电力管道同舱设置；

6.及以上电力电缆，不应与通信电缆同侧设置；

7.给水管道与热力管道同侧布置时，给水管道宜在上方；

8. 进入综合管廊的排水管应采用分流制，雨水纳入综合管廊可利用结构本体或采用管道排水方式；

9.污水纳入综合管廊应采用管道排水方式，污水管道宜设置在综合管廊的底部。

四、城市地下综合管廊结构设计的一般规定

1.结构设计使用年限应为100年；

2.结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，并应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/）的有关规定；

3.应按乙类建筑物进行抗震设计，并应满足国家现行标准的有关规定；

4.结构安全等级应为一级，结构中各类构件的安全等级宜于整个结构的安全等级相同；

5.结构构件的裂缝控制等级应为三级，结构构件的最大裂缝宽度限值应小于或等于0.2mm，且不得贯通；

6.防水等级标准应为二级，并满足结构的安全、耐久性和使用要求；

7.抗浮稳定性抗力系数不低于1.05。

五、综合管廊的施工方法

1.明挖法现浇法：利用支护结构支挡条件下，在地表进行地下基坑开挖，在基坑内施工做内部结构的施工方法。其具有简单、施工方便、工程造价低的特点，适用于新建城市的管网建设，如下图：

2.明挖预制拼装法：是一种较为先进的施工方法，要求有较大规模的预制厂和大吨位的运输及起吊设备，施工技术要求、工程造价较高。特点是施工速度快，施工质量易于控制考证培训机构，如下图所示：

3.浅埋暗挖法：是在距离地表较近的地下进行各类地下洞室暗挖的一种施工方法。具有埋深浅，适应地层岩性差，存在地下水，周围环境复杂等复杂条件。在明挖法和盾构法不适应的条件下，浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。它具有灵活多变，道路、地下管线和路面环境影响性小，拆迁占地小，不扰民的特点，适用于已建城市的改造；

4.顶管法：当管廊穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时，采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支撑于基坑后座上的液压千斤顶将管线压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。适用于软土或富水软土层，无需明挖土方，对地面影响小；设备少、工序简单、工期短、造价低、速度快；适用于中型管道施工，但适应管线变向能力差，纠偏困难；

5.盾构法：使用盾构在地中推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩，防止发生隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用刀盘进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠推进油缸在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

该法具有全过程实现自动化作业，施工劳动强度低，不影响地面交通与设施；施工中不受气候条件影响，不产生噪音和扰动；在松软含水层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。其缺点是断面尺寸多变的区段适应能力差，盾构设备费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

六、综合管廊的技术发展方向

1.预制拼装及标准化、模块化

综合管廊预制拼装技术是国际综合管廊发展趋势之一，大幅降低施工成本，提高施工质量，节约施工工期。

综合管廊标准化、模块化是推广预制拼装技术的重要前提之一，预制拼装施工成本的幅度取决于建设管廊的规模长度，而标准化可以使得预制拼装模板等设备的使用范围不局限于单一工程，从而降低摊销成本，有效促进预制拼装技术的推广应用。此外，编制基于综合管廊标准化的通用图，大幅降低设计单位的工作量，节约设计周期，提高设计图纸质量。

2.综合管廊与地下空间建设相结合

城市地下综合管廊的建设不可避免会遇到各种类型的地下空间，实际工程中经常会发生综合管廊与已建或规划地下空间、轨道交通产生矛盾，解决矛盾的难度、成本和风险通常很大。应从前期规划入手，将综合管廊与地下空间建设统筹考虑，不但避免后期出现的各种矛盾，还降低综合管廊的投资成本。如综合管廊与地下空间重合段可利用地下空间的某个夹层、结构局部共板等。

3.综合管廊与海绵城市建设技术相结合

从目前的政策导向看，对于具备条件的排水管道建议纳入综合管廊，新版《城市综合管廊工程技术规范》（-2015）增加排水管道入廊技术规定。将综合管廊的设计与海绵城市技术措施相结合，既满足综合管廊的总体功能，又能提高排水防涝标准，提升城市应对洪涝灾害的能力。例如将雨水调蓄功能与综合管廊功能相结合，是工程设计中比较容易实现的一种模式。雨水调蓄舱防淤积问题除设计坡度控制外，考虑设置复合断面和增加冲洗设施等措施。

4.“BIM GIS”技术在综合管廊建设中的应用

BIM是以三维数字技术为基础，对工程项目信息化进行模型化，提供数字化、可视化的工程方法，贯穿工程建设从方案到设计、建造、运营、维修、拆除的全寿命周期，服务于工程项目的所有各方；GIS地理信息系统是一种特定的十分重要的空间信息系统。在计算机硬软件系统的支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

综合管廊从宏观到微观的全面信息，包括周边环境、地质条件和现状管线等。“BIM GIS”正好互补两者之间信息的缺失。采用“BIM GIS”三维数字化技术，将现状地下管线、建筑物及周边环境的三维数字化建模，形成动态大数据平台。在此基础上，将综合管廊、管线及道路等建设信息输入，以指导综合管廊的设计、施工和后期的运营管理，有效提高地下综合管廊工程的建设和管理水平。

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土石方工程量的核算往往是工程预算与结算中的争议与焦点，运用BIM建模的方法模拟土石方的开挖与回填，让人直观有效地开展土石方的挖运分析与运算，能做到土方平衡计算的精确化与精细化，并且大大节约争议的时间，对项目成本管控发挥了重要作用。

BIM技术在土石方工程量中的计算思路

本篇文章使用软件来呈现BIM土方计算的思路。是一款非常智能的设计工具，它能通过参数驱动模型，及时呈现”所见即所得”。我们何不利用软件依据实际情况绘制出模拟的挖填土方模型，进而得出挖填土方的工程量呢？需解决的问题：1.如何从原始地貌提取出初始数据 ?

2.如何把数据模型转化为BIM模型 ?

3.如何从BIM模型得到土方工程量 ?

解决方法：

1.利用无人机航拍及点云三维成像技术形成模型数据

2.将影像资料通过软件处理达到模型原材料数据

3.把数据导入软件之中生成原始地貌模型

4.再根据设计图纸在原自然地坪模型的基础上绘制基坑开挖模型，两模型之间的差异体量及为土石方开挖量模型，利用直接导出报表则得出土石方开挖量。

①从原始地貌提取初始数据无人机摄影测量日益成为一项新兴的测绘重要手段，其具有续航时间长、成本低、机动灵活等优点，是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充。

无人机低空航摄系统一般由地面系统、飞行平台、传感器、数据处理等四部分组成。地面系统包括用于作业指挥、后勤保障的车辆等；飞行平台包括无人机飞机、维护系统、通讯系统等；影像获取系统包括电源、GPS程控导航与航摄管理系统、数字航空摄影仪、云台、控制与记录系统等。数据处理系统包括空三测量、正射纠正、立体测图等。在某案例中我们对原始地貌进行拍照勘测，利用大疆无人机对被测绘的场地地形进行全方位的拍照记录。

某案例中我们让无人机飞行到一定高度，高度由照片的精细程度而决定，较高的照片精细度需要无人机低空飞行来采集到更细致的地貌特征，但是过低的飞行高度也会造成镜头视角范围有限，造成测绘工作效率过低。在无人机飞行到适当高度以后,机载的航拍相机镜头垂直地面往下拍摄，无人机的航拍路线采用”之”字形沿场地的某一方向来回往返学什么技能好，而无人机的高度始终保持一个海拔面上。这样机载镜头的视角范围呈现带状按次序逐步覆盖全部场地，这就实现了对地形逻辑有序的全覆盖拍摄。

将无人机对土方施工场地全方位航拍到位后，在现场或办公区用电脑查看无人机数据存储SD卡照片文件夹，这时文件夹内的照片是通过编号有序排列的，通过观察照片范围可以看出相机位置在往一个方向平移，上下两张照片之间有重叠区域。这时，每张照片都带有该片拍摄时的经纬度、海拔高度、拍摄姿态（角度）等POS信息，这是初始的关键信息。②初始数据转化为BIM模型

软件对带有经纬度、海拔高度、拍摄姿态（角度）等POS信息的照片是不能直接识别的，需要通过一个”中转站”对照片进行处理。运用专业的平面影响构建3D模型软件能够将照片处理成点云数据，本篇文章以软件为例讲述。1.对齐照片：会按照每张照片的经纬度、高度和角度还原出每个镜头的位置，如图示蓝色镜头示意图按照”之”字形依序排列。

2.建立密集云：将会计算每个点之间的关系，将每一个识别出来的点列入密集计算中

3.生成网格：有了各个点间的矢量函数关系，变了将它们按照实际情况连接起来，构建成为点线面的3D模型

4.生成纹理：根据建立密集云时的数据，将平面影像分配给3D模型，此时的模型拥有内部结构和外部图像，已经形成了初步的3D模型

至此带有材质覆面的点线面三维模型已在中呈现出来，软件能够导出多种格式的文件，将导出点云文件，并加载到中，则可在CAD三维视图中转变为具有高程性质的线模型，即得到带有高程点的三维CAD模型。

③BIM模型得出土方工程量1.把三维CAD模型导入软件，会在三维视图中生成一个模型，即”原始地貌模型”。

2.如何在”原始地貌模型”的基础上得到土石方的挖填方量，下面有两种方法：

“建筑地坪”命令

a. 把”原始地貌”的创建阶段设置为”现有”。

b. 选择体量和场地选项卡中的”平整区域”命令，弹出的对话框点击”创建与现有地形表面完全相同的新地形表面”，点选原有地形打勾确认。

c. 选择体量和场地选项卡中的”建筑地坪”命令，我们参照已有的基坑沟槽二维图纸，运用绘制轮廓与设置标高、坡度的方式自行绘制地坪草图并打勾确认，此时新建地形为”新构造”。

d. 点选”新构造”的地形，软件会自动选择”新构造”与”现有”之间的土方体量bim编号，BIM技术教你如何计算土石方工程量，看完反正我是惊到了，并且左侧属性栏会显示”净剪切/填充”、”填充”、”截面”的值，这些值即为”挖填方净值”、”填方”、”挖方”的量，则土石方的挖方、填方与挖填方净值直接显示出来。

e. 最后需要提出的是，这一方法有一个缺陷：不能在新构造的”建筑地坪”的基础上继续编辑地形，即我们的地形需要在同一区域一次性编辑到位。

“平整区域”命令

a. 把”原始地貌”的创建阶段设置为”现有”。

b. 选择体量和场地选项卡中的”平整区域”命令，弹出的对话框点击”创建与现有地形表面完全相同的新地形表面”或”仅基于周界点新建地形表面”。这时我们参照已有的基坑沟槽二维图纸，运用消除原地形的高程点与创建开挖后的高程点的方式，自行创建想要开挖到的地形表面，并打勾确认。

c. 点选”新构造”的地形，软件会自动选择”新构造”与”现有”之间的土方体量，并且左侧属性栏会显示”净剪切/填充”、”填充”、”截面”的值bim编号，这些值即为”挖填方净值”、”填方”、”挖方”的量，则土石方的挖方、填方与挖填方净值直接显示出来。

d. 在这个方法的基础上，则能继续编辑地形。如果要继续开挖并计算，将原先”现有”的地形删除，将编辑过的”新构造”地形创建阶段设置为”现有”，后续方法如上。

BIM土石方算量技术优势

传统的土方计算方法存在着计算量大、计算精度不高、数据量大等缺点，而利用”根据地形特征进行区域划分-近似简化-采取合适的测量方法取得地形三维特征数据-最后通过三维重构的方法得出计算结果”思维的BIM方法能够实现快捷精确的计算方法，并且能做到”实际与模型的精确对应”和”所见即所得”。随着摄影成像的技术迅速崛起，大量国内外优秀的摄影成像软件已具备了一定的模型分析和计算的能力，未来从地形测量到土方计算结果的获得，人工成本和时间成本都将大大降低，同时测量的精度也会比传统测量方法要高上许多。

BIM在土石方平衡中的应用展望

土石方挖填方量的造价分析：运用BIM建模的方法模拟土石方开挖与回填，在直观有效地开展土石方的挖运分析与运算基础上，做到土方平衡计算的精确化与精细化，节约解决争议的时间，对项目成本管控发挥重要作用。土方工程施工仿真模拟：在之中演算好土方模型后，同时建立土方机械模型（挖掘机、运土车），用内建体量模型模拟单位运土车的土方倒序铺设，把模型全导入或者中制作演示动画。制作土方施工方案：运用结合施工动画制作初始施工进度表，运用演示（尽可能考虑到现场每一个实际情况），得出现场车辆运行路线、路线碰撞等预知信息，并在此信息上不断优化施工方案。