BIM在城市地下空间开发中的应用

BIM在城市地下空间开发中的应用地下空间工程是指在地面以下的岩体或土层中修建地下建（构）筑物的工程，包括交通运输工程、工业与民用工程、市政工程及地下综合体，在解决土地紧张、交通拥堵、能源浪费、环境污染等问题中发挥了重要作用，是我国城市建设和改造的重要部分。纵观漫长的历史，人类从来没忽视过地下空间的开发价值，尽管不同历史阶段的文明各有特点，但在争取生存的过程中，人们都不同程度地利用着地下空间。从原始“穴居”到突尼斯玛特玛塔的“地下村庄”，从中国西北下沉式“窑洞”到现在的“地下都市”，地下空间利用的深度及广度不断得到深化和发展。

突尼斯：马特马塔“地下村”

随着城市化进程加快，我国地下空间工程建设发展迅速，改善了城市交通环境，节约了土地资源。但由于地下工程多属隐蔽工程，项目的规划、设计、施工等存在诸多问题。缺乏科学、系统统的规划协同设计体系与与技术规范不不完善施工信息管理手手段落后运营维护难度大大如今，BIM技技术已在我国国地面建筑许许多项目中得得到了成功应应用；在城市市地下空间开开发中，BIIM技术的案案例多集中在在城市地下交交通。我国地下空间开开发多为地铁铁衍生项目要充分开发利用用地下空间，需需通过BIMM技术实现信信息建模，并并应用到地下下空间工程的的各个阶段。

前期规划阶阶段

BIM应用于地地下空间规划划，旨在建立立一个信息模模型。该模型型能反映拟建建工程的地下下空间环境，包包括地下空间间资源数量、周周边已有地下下建筑物以及及地下管网系系统布局。在在此基础上，分分析拟建工程程与已有工程程的相互关系系，利用BIIM系列软件件强大的建模模、渲染和动动画技术进行行多方案3DD模型的预演演，合理选择择拟建地下工工程的空间布布局、结构形形式，并构建建资源系统、市市政系统、环环境系统的城城市地下空间间规划指标体体系，从而使使地下空间总总体规划定性性控制定量化化，定量控制制具体化，定定位控制准确确，增强总体体规划的科学学性、合理性性和可行性。中国最长地下走走廊——武汉汉光谷中心城城

设计阶段

地下空间工程设设计主要包括括总平面设计计、建筑细部部设计、结构构设计和机电电系统设计等等。设计决定定地下空间工工程建成后的的工程实体能能否发挥其设设计功能。利利用BIM技技术，进行合合理设计，预预留维修空间间，合理布置置地下管线，便便于后期的顺顺利施工和运运营维护。三维建模是BIIM技术与地地下空间工程程设计有效结结合的前提。整整合参数化设设计等BIMM技术优势，制制定全面并具具有可实施性性的应用流程程，构建全生生命周期的BBIM设计平平台，在BIIM三维环境境中进行设计计、分析与优优化。基于BIM的设设计流程各专业、各流程程软件数据交交互，保证设设计数据能够够通过模型正正确共享。每每个设计对象象都有各自的的设计变量，不不同设计变量量之间的关系系构成约束。基基于这些约束束，应用冲突突检测工具检检测模型中存存在的冲突，快快速地发现BBIM模型中中个专业内部部及各专业之之间存在的空空间碰撞，并并形成碰撞报报告。对模型型进行同步修修改，减少设设计人员的重重复劳动和错错误率。BIM能实现地地下空间结构构、给排水、电电气等多学科科交叉另外，运用Clloud-BBIM技术，将将BIM所需需的软件、存存储能力、运运算能力分布布于云端，在在云端实现模模型的创建、展展示、碰撞检检测等功能。基基于地下空间间工程协同设设计的需要，构构建协同设计计平台架构，使使用云端上的的数据及软件件进行协同设设计与分析。充充分利用BIIM模型信息息，避免重复复建模，实现现高效设计。

施工阶段

在地下空间工程程施工中，施施工信息化在在工程进度、物物料追踪、可可视化管理等等方面的优势势凸显。按照IFC标准准定义地下建建筑构件、组组织地下空间间结构，提供供3D建模。创创建、编辑材材料、进度、成成本、质量和和安全等施工工属性，并与与3D模型相相关联。将包包含工程属性性的施工BIIM模型导出出为IFC文文件，供BIIM施工管理理系统使用。施工进度动态模模拟BIM技术的44D（3D++Time）模模拟建造过程程能实现对施施工进度的查查询和调整、监监控。将施工工过程中的材材料、劳动力力和成本等信信息输入BIIM施工模型型中，进行施施工进度模拟拟，对比实际际进度和计划划进度，分析析进度偏差，结结合现场情况况对施工计划划进行实时调调整。物料追踪管理通过BIM技术术的4D关联联数据库，及及时获得施工工过程基础数数据，为制定定采购计划、限限额领料等提提供快速、准准确的数据支支撑。借鉴物物流行业的成成熟经验，利利用RFIDD技术的物流流管理信息系系统，结合BBIM模型多多维数据库中中建筑物、构构件和设备的的所有信息，实实现对物料跟跟踪管理。可视化管理将施工各阶段、各各专业的信息息集成到AuutodesskNavvisworrksMaanage施施工可视化分分析平台，利利用BIM可可视化技术进进行工程施工工进度动态展展示；生成施施工过程中动动态的资源需需求量及消耗耗量报告，分分析各阶段的的资源分配情情况；结合结结构分解编码码与BIM模模型，得到成成本动态模型型，绘制成本本动态＂直方方图＂，监控控支出情况；；利用3D模模型进行施工工场地动态布布置，赋予各各施工设施44D属性信息息。基于以上上技术，实现现对施工过程程的进度、资资源、成本和和场地管理。

运营维护阶阶段

集成设备的基本本信息、合同同信息、成本本信息和运行行维护管理信信息，使用AArchittecturre软件建立立BIM设备备模型，通过过AutoddeskRRevit软软件的开放数数据库互连，形形成一个包含含BIM模型型中设备信息息的初始运维维管理数据库库。结合BIIM模型和设设备运维数据据库建立一个个基于BIMM的设备运行行维护管理模模型，实现对对地下工程设设备运行维护护阶段的可视视化管理。地地下空间多是是人员集中的的场所，要合合理安排突发发状况下的人人员疏散，结结合BIM模模型的子系统统对突发状况况的预警和人人员的疏散提提供信息。系统分析系统分析就是按按照业主需求求和设计规定定，衡量地下下工程性能，对对机械操作、能能耗分析、人人流分析、照照明分析、内内外部气流模模拟等工程项项目性能进行行评估。将系系统分析软件件结合到BIIM模型中，采采用同一模型型和系统参数数，通过分析析模拟对系统统参数进行相相应的确定或或修改，甚至至制定系统改改造计划，从从而提高地下下工程项目的的性能。。灾害应急模拟结合灾害分析模模拟软件和BBIM技术，模模拟灾害发生生的过程，分分析灾害发生生的原因，帮帮助制定灾害害应急预案。灾灾害发生时，利利用BIM设设备运行维护护模型，能清清晰地展现出出紧急状况点点的位置，设设计最合理路路线，及时疏疏散人群，帮帮助救援人员员做出最准确确的应急措施施，提高应急急能力。

延伸阅读：：地下空间开开发利用的国国际化趋势

美国波士顿：道道路地下化波士顿中央大道道，经历了由由高架道路到到地下道路的的地下化过程程。这个工程程被称为美国国有史以来工工程量最大、工工期最长、资资金投入最多多的市政工程程，验证了城城市道路及高高架道路的地地下化趋势。波士顿地下道路路加拿大蒙特利尔尔：地下城市市由于寒冷的气候候，蒙特利尔尔居民的地面面出行多有不不便。依靠11972年蒙蒙特利尔世博博会的成功举举行，开发了了大规模的地地下综合体。如如今，蒙特利利尔已建成世世界最长的地地下步行系统统。蒙特利尔地下城城日本东京：共同同沟共同沟，又名综综合管廊，最最早形成于巴巴黎。经过几几十年发展，在在日本达到成成熟阶段。日日本东京的共共同沟的长度度在世界各大大城市中排名名榜首，在规规划、设计、施施工、管理、营营运等方面自自上而下和自自下而上已形形成了一整套套完整的法律律、法规、规规定、办法。东京1100kkm的干线道道路下，已兴兴建了1199km的共同同沟法国巴黎：废弃弃矿穴利用巴黎最早的地下下空间开发为为废弃矿穴的的再利用。利利用几个世纪纪之前挖掘的的废弃矿井布布置城市下水水道、防空防防灾设施，并并于18900年成功用于于巴黎世博会会中国馆与印印度馆的设置置，取