6686体育汉口滨江国际商务区基础设施项目由于参建单位多、子项工程多、专业分包多的特点,面临诸多挑战。项目实施团队以BIM技术为依托,实现了设计协同、施工管理和城市运营一体化。通过数字化应用,项目取得了良好效果,为智慧城市建设提供了有益经验。
中信建筑设计研究总院有限公司(以下简称“中信设计”)自2012年开始着手探索BIM方面应用,至今已在工民建、体育场馆、交通枢纽等多种类型项目积累了大量BIM经验。汉口滨江国际商务区是武汉市的七大商务核心区之一,坐落于武汉市江岸区的长江北岸(图1)。基础设施总投资49.6亿元,中信泰富、新世界地产、泰康人寿等诸多知名企业入驻,总投资超1600亿元。
汉口滨江国际商务区基础设施项目体量庞大,总规划面积2.9平方千米,多达10余家企业参与设计,中信设计承担综合设计统筹及部分设计任务。项目专业包含道路工程、综合管廊、地下环路、核心区规划地上空间、地下空间、中央公园、树桥、地铁10号线与过江隧道、江水能源站等,BIM设计工作覆盖上述全专业(图2)。
软件体系包含方案设计、施工模型、数据整合、可视化平台四大板块,保障数据的无障碍传递。其中,方案设计应用到的软件有Sketchup、3DS Max、Dynamo、Midas等,施工模型设计应用到的软件有Civil 3D、Inventor、Revit等,模型采用Navisworks进行整合形成综合模型,或导入至D56686体育、Enscape中进行可视化展示(图3)。
使用自主研发的问题报告插件,通过沟通在线化、标准化,大幅降低沟通成本,缩短整个项目的设计周期,提高设计质量(图4)。
该项目中,根据大样及标准图集制作了基于Revit的百余种基础设施构件,类型涵盖了市政杆件、标识牌、信号灯、交通照明、景观绿化等。同时,形成了自主知识产权的数字基础设施BIM构件库,弥补了市政类构建族的空白,便于其他市政BIM项目的调用(图5)。
项目数字化综合应用贯穿设计、施工、运维三个阶段。设计阶段,主要应用点包括跨单位的设计统筹以及BIM技术辅助共建理念的综合设计;施工阶段6686体育,主要应用包括解决现场不利条件下的交叉作业、现状管线迁改问题;运维阶段,基于项目的BIM模型打造了智慧城市运维平台(图6)。本文选取若干项典型应用进行分享。
地下空间、地铁站与周边地下工程位置关系梳理6686体育。地下环路与周边地块的设计单位各不相同,为解决多处出入口对接问题,团队跨单位组织了相关参建方,基于模型开展项目设计协调。利用BIM技术分析了核心区内相邻地下空间之间冲突关系,协调各地块厘清开发界面(图7)。
江滩闸口灌注桩与过江隧道的冲突风险预警。江滩大门闸口与过江隧道属于不同单位设计,团队在综合模型中发现闸口灌注桩距过江隧道小于安全间距,通过跨单位协调,建议对闸口结构进行加固防止沉降,规避了此处在后续施工中的潜在风险(图8)。
基坑支护方案优化。项目核心建设区基坑支护分布密集,基于三维可视化模型,对多套基坑支护方案进行比选;基于“共建共享”理念,制定了中央公园-地下环路支护结构共建方案。该方案减少了多道支护结构,实现核心区基坑整体开挖、一次预埋、分步实施,造价节省2.6亿元,降幅19.5%,同时有效提高了空间利用率。
沿江大道扩建工程。将防洪墙、管理用房、220千伏电力通道整体共建,使1.4千米的长江干堤外扩10余米,全线车道。基于能源管和电力隧道翻堤BIM模型,设计填土护坡及观景平台,所见即所得,巧妙遮蔽外露构造,利用“以点连线”的设计手法,通过堤顶连续景观带勾画滨江景观轴线。
中央公园及树桥设计。以中央大草坪为核心,工人之路及树桥形成横竖向中轴,联系外部,四方边界营造多种艺术体验。树桥工程在Revit软件中推敲优化桥体造型,导入到MidasCivil计算软件运行有限元模拟,验证结构可靠性。桩基点位选址通过三维设计协同,在避让隧道盾构结构的同时,实现10处桩基与地下空间共建,节省了成本,同时优化了地下商业的布局(图9)。
一是环路匝道、现状围墙与市政管线的冲突问题。分金街作为项目的又一工作难点,在25米宽的道路断面内规划了地下环路、7个专业市政管线以及景观乔木,且既有小区院墙进一步压缩断面,管线难以施工。为此,团队协调权属单位,将强、弱电缆管群竖向扁平化,局部采用顶管工艺避让乔木根球,协调燃气、自来水、能源管行走于环路构造间隙,完整保留规划道路景观(图10)。
二是地下室顶板超高导致的管线冲突问题。某地块地下室横跨了102及210号路的地下空间,由于已建成顶板标高超过规划值,导致上方市政管线埋设空间被压缩,覆土不足导致无法施工。通过基于BIM的三维设计,将管群横向扁平化,调整道路纵坡并进行跨专业、多单位的协调6686体育,保证在有限的净空内顺利敷设雨污水、电力、信息、自来水、燃气等7个专业的管线。采用轴测图、平断面图的形式,指导现场施工(图11)。
新建道路、地下环路涉及到的现状管线迁改。新修道路与现状解放大道接壤的12个路口、地下10余路现状管线存在迁改需求,利用BIM的可视化特性,识别需要迁改的管线,以轴测图的形式呈现现状与规划管线的空间关系,设计安置方案,通过平、剖面出图,支撑业主决策,辅助现场施工(图12)。
沿江大道架空管线入地与行道树保护。原架空的电力、通信等近百孔线缆面临迁改入地,同时沿江大道近300棵现状法桐需要保留,团队通过BIM技术进行方案比选,在人行道不到7米的宽度内,协调电信、信息网络、自来水、电力海绵城市等8个专业管位,通过外科手术般的施工工艺,穿针引线,避让现状法桐,在满足设计规范的前提下实现主线机动车道基本无井盖,提高行车舒适性。
城市数字孪生平台基于1+1+N的总体架构,即一整套数字底座,联合全域覆盖的物联感知硬件网,共同支撑上部N个智慧应用场景。融合城市金融、社科类数据,形成神经网络基础,打造城市大脑,支撑城市的科学管理与决策。
如图13、图14所示,平台构建了涵盖智慧交通、智慧安防、能源管理等多个领域的智慧城市一体化解决方案,全方位6686体育、多维度管理城市,为城市建设各项智慧应用提供时空可视化赋能。
该项目设计联盟得到业主单位的大力支持,可充分调动下部各家设计单位,并直接向业主单位汇报。在BIM实施过程中将潜在问题前置解决,项目启动至今通过函件或上会解决各类问题230余项,多单位的综合协调占比51%,BIM实施团队依托设计联盟,通过数字化手段打破信息壁垒,群策群力,为项目的高质量建设起到了至关重要的作用。(本文作者王亚雄来自中信建筑设计研究总院有限公司数字化设计研究中心)
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