序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的城市地下綜合管廊智慧化施工管理研究樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

1引言

城市地下綜合管廊又稱(chēng)市政綜合溝，是指將城市電力、通訊、燃?xì)?、供冷供熱、給排水等相關(guān)市政管線有機(jī)收納于地下的隧道內(nèi)。21世紀(jì)，綜合管廊的建設(shè)已經(jīng)同城市軌道交通的發(fā)展一樣，對(duì)城市的發(fā)展水平具有一定的代表性，同時(shí)也是智慧城市發(fā)展進(jìn)程中不可或缺的一部分。近幾年來(lái)，我國(guó)提出一系列的政策來(lái)鼓勵(lì)與支持城市地下綜合管廊的建設(shè),2015年8月,國(guó)務(wù)院出臺(tái)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，工作目標(biāo)是到2020年，建成一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的地下綜合管廊并投入運(yùn)營(yíng)。隨著建設(shè)的推進(jìn)，在取得一定的成就的同時(shí)也暴露出一些在施工管理方面的問(wèn)題。傳統(tǒng)模式的下的施工管理過(guò)于粗放，造成城市地下綜合管廊施工過(guò)程中存在進(jìn)度緩慢、質(zhì)量低下、成本過(guò)高等問(wèn)題，不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)項(xiàng)目的需求。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智慧化施工管理在工程項(xiàng)目建設(shè)方面已經(jīng)占據(jù)了一席地位，并逐漸取代傳統(tǒng)管理模式，將智慧化施工管理手段應(yīng)用在城市地下綜合管廊的建設(shè)中，必將會(huì)提高綜合管廊的綜合效益同時(shí)加速推進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

2城市地下綜合管廊施工管理研究現(xiàn)狀

近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)綜合管廊的研究逐漸增多，但大多集中在綜合管廊的前期可研、設(shè)計(jì)、以及后期的運(yùn)維管理。針對(duì)施工管理，范海林等提出以GIS為基礎(chǔ)建立融合新型基礎(chǔ)測(cè)繪、施工可視化管理、管道運(yùn)維、安全應(yīng)急決策等方面的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)綜合管廊的全生命周期管理；段中興等提出建立基于STM32嵌入式處理器的城市地下綜合管廊的安全預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工以及運(yùn)維階段的安全管理；KangJinA等提出通過(guò)對(duì)綜合管廊進(jìn)行監(jiān)控設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊內(nèi)部環(huán)境的實(shí)時(shí)把控，更好的應(yīng)對(duì)解決綜合管廊中的突發(fā)狀況。相對(duì)而言，城市地下綜合管廊施工管理相關(guān)研究較少，而且只是針對(duì)某一技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用，并沒(méi)有對(duì)綜合管廊智慧化施工管理涉及到的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行整體研究。因此，亟需形成一套高效、智能的綜合管廊施工管理體系，為綜合管廊的施工管理提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

3城市地下綜合管廊智慧化施工管理平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)

隨著信息技術(shù)與創(chuàng)新2.0的交互演進(jìn)發(fā)展，將IOT（物聯(lián)網(wǎng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、BIM（建筑信息模型）、RFID（無(wú)線射頻識(shí)別）等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)構(gòu)建智慧化施工管理平臺(tái)，將其應(yīng)用到城市地下綜合管廊的施工管理中，在極大提高施工管理的效益的同時(shí)加快綜合管廊的實(shí)施進(jìn)程。以數(shù)字化信息模型為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建一座連接各信息孤島的橋梁，進(jìn)而打破傳統(tǒng)模式下建筑業(yè)存在的“信息孤島”的狀況，為業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工三方提供一個(gè)數(shù)字化、智能化、集成化的施工管理平臺(tái)。集成的施工管理平臺(tái)主要由三個(gè)部分構(gòu)成，一是由設(shè)計(jì)方提供的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)信息以及通過(guò)IOT技術(shù)與RFID技術(shù)反饋收集的實(shí)時(shí)信息組成的數(shù)據(jù)層；二是由通過(guò)GIS技術(shù)和BIM技術(shù)構(gòu)建的進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、成本管理模型的模型層；三是由施工方將模型應(yīng)用到實(shí)際工程中，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的模擬與優(yōu)化、施工質(zhì)量的跟蹤與監(jiān)控、施工成本的精細(xì)化管理的應(yīng)用層。通過(guò)建立上述智慧化施工管理平臺(tái)，將地下綜合管廊建設(shè)中原本分裂的三方有機(jī)的結(jié)合成一個(gè)整體，使各方在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，責(zé)任更加清晰明確，信息溝通交流更加準(zhǔn)確及時(shí)，大大減少了各方推諉扯皮的發(fā)生。

4城市地下綜合管廊智慧化施工管理平臺(tái)的應(yīng)用

當(dāng)前在實(shí)際建設(shè)的城市地下綜合管廊項(xiàng)目中，有以下四種常見(jiàn)的施工方法：明挖現(xiàn)澆混凝土法、明挖預(yù)制拼裝法、盾構(gòu)施工法、頂管施工法。本文主要以具有質(zhì)量高、工期短、成本低、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)的明挖預(yù)制拼裝法為基礎(chǔ)，針對(duì)其施工過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行智慧化施工管理平臺(tái)的應(yīng)用研究論述。以期到達(dá)對(duì)綜合管廊施工過(guò)程中進(jìn)度、質(zhì)量、成本的高效管理，將明挖預(yù)制拼裝的施工方法的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

4.1進(jìn)度控制

在綜合管廊實(shí)際施工過(guò)程中，明挖預(yù)制拼裝法不同于現(xiàn)澆混凝土法，會(huì)出現(xiàn)由于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)效率未能達(dá)到要求或運(yùn)輸方式選擇不當(dāng)導(dǎo)致構(gòu)件不能及時(shí)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的情況以及由于生產(chǎn)構(gòu)件廠商與施工單位溝通不及時(shí)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)積存過(guò)量的構(gòu)件的情況，給施工帶來(lái)不便的同時(shí)，也使施工現(xiàn)場(chǎng)存在一定的安全隱患；還會(huì)存在預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝過(guò)程中，由于施工人員水平參差不齊，避免不了出現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝等情況，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。通過(guò)建立GIS數(shù)字信息模型以及基于IFC標(biāo)準(zhǔn)下的BIM施工進(jìn)度控制模型，同時(shí)搭配RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、存儲(chǔ)、吊裝過(guò)程的虛擬仿真、實(shí)時(shí)跟蹤的交互處理模式下的進(jìn)度控制。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中，植入RFID芯片卡，對(duì)構(gòu)件信息的實(shí)時(shí)追蹤并上傳到BIM模型中，通過(guò)基于BIM技術(shù)的4D虛擬施工過(guò)程的進(jìn)度控制模型，將施工過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作虛擬化的構(gòu)建出來(lái)，不斷的在虛擬的環(huán)境下進(jìn)行工序的演示并發(fā)現(xiàn)其中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及風(fēng)險(xiǎn)，并將這些優(yōu)化過(guò)的方案應(yīng)用在實(shí)際施工中，使構(gòu)件從生產(chǎn)到運(yùn)輸再到現(xiàn)場(chǎng)的吊裝環(huán)節(jié)更加精確通暢，優(yōu)化施工進(jìn)度?，F(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的計(jì)劃完成工作與現(xiàn)實(shí)完成工作，利用IOT技術(shù)實(shí)時(shí)上傳信息，參與施工各方可以隨時(shí)了解當(dāng)前項(xiàng)目的進(jìn)展，以此來(lái)對(duì)下一步工作的部署做進(jìn)一步更加深入、詳細(xì)的安排，及時(shí)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，可大大減小因一項(xiàng)工序未能按計(jì)劃進(jìn)行進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)大量工作被耽誤擱置的影響。這樣，即使施工過(guò)程中出現(xiàn)進(jìn)度失控的情況，由于信息的迅速流通，各方可立即做出相應(yīng)調(diào)整。這樣從整個(gè)工程項(xiàng)目的角度來(lái)看，對(duì)整體進(jìn)度的影響將被大大的降低甚至可以忽略。

4.2質(zhì)量控制

由于綜合管廊明挖預(yù)制拼接施工法的大部分構(gòu)件都是預(yù)先在工廠統(tǒng)一預(yù)制完成的，完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，從很大程度上來(lái)說(shuō)，要比施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆構(gòu)件的施工工藝質(zhì)量更有保證，但是也不排除會(huì)有個(gè)別構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量出現(xiàn)瑕疵以及運(yùn)輸、存儲(chǔ)、施工現(xiàn)場(chǎng)二次搬運(yùn)對(duì)構(gòu)件造成破壞的情況。同時(shí)由于施工人員的技術(shù)水平參差不齊，一些技術(shù)工作，會(huì)因?yàn)椴僮鞑灰?guī)范等原因，造成實(shí)際工程達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，從而影響綜合管廊的質(zhì)量。通過(guò)建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)下的BIM施工質(zhì)量控制模型，同時(shí)搭配RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、存儲(chǔ)、吊裝過(guò)程的信息化、可視化模式下的質(zhì)量控制。在構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成后，在每一個(gè)構(gòu)件上貼上根據(jù)對(duì)應(yīng)的BIM模型生成打印的二維碼，此二維碼中包含該構(gòu)件的所有相關(guān)信息，包括尺寸、結(jié)構(gòu)、安裝部位、連接點(diǎn)、生成廠家等一系列內(nèi)容。當(dāng)構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，施工人員使用二維碼掃描器對(duì)二維碼信息進(jìn)行讀取，直接可以把構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)指定位置進(jìn)行存儲(chǔ)，降低了運(yùn)輸過(guò)程及場(chǎng)內(nèi)的二次搬運(yùn)對(duì)構(gòu)件可能產(chǎn)生破壞的概率，避免不必要的質(zhì)量問(wèn)題。如若發(fā)生不可逆的質(zhì)量損害問(wèn)題，生產(chǎn)廠商可根據(jù)二維碼相關(guān)信息重新生產(chǎn)構(gòu)件，將構(gòu)件產(chǎn)生質(zhì)量的問(wèn)題對(duì)整體工程的影響降到最小。在現(xiàn)場(chǎng)吊裝過(guò)程中通過(guò)運(yùn)用可視化對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，施工人員只需將自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范的操作有機(jī)結(jié)合進(jìn)行施工，這樣也可大大避免由于施工人員的技術(shù)水平不一致而可能造成的施工質(zhì)量的問(wèn)題，使得安裝效率和質(zhì)量大大提升。在施工過(guò)程中，通過(guò)RFID技術(shù)，對(duì)建筑物各個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行全天候360°的監(jiān)控，搭建互聯(lián)平臺(tái)，通過(guò)BIM參數(shù)化平臺(tái)，建立與IOT相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量信息控制模型，對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)與可視化模型的對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在大量省去工程監(jiān)理的工作量的同時(shí)也有助于綜合管廊質(zhì)量的提升。如若出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)前期構(gòu)件出廠時(shí)的追蹤信息，可以快速找出問(wèn)題所在原因以及責(zé)任人，以便可以迅速做出反應(yīng)，對(duì)問(wèn)題點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，將質(zhì)量問(wèn)題對(duì)工程項(xiàng)目所帶來(lái)的影響降到最低。

4.3成本管理

在綜合管廊施工過(guò)程中一旦產(chǎn)生設(shè)計(jì)變更，已經(jīng)預(yù)制完成的構(gòu)件將成為建筑垃圾同時(shí)需要生產(chǎn)新的構(gòu)件，這樣便會(huì)造成項(xiàng)目的成本上升；由于明挖預(yù)制拼接施工過(guò)程分為構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、存儲(chǔ)、吊裝五個(gè)階段，每個(gè)階段的實(shí)施者均為不同的主體，因此成本管理需要比傳統(tǒng)模式更加精細(xì)化。通過(guò)建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)下的BIM施工成本控制模型，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、存儲(chǔ)、吊裝過(guò)程的智慧建造模式下的成本控制。通過(guò)將BIM與VR等技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，可以使項(xiàng)目中遇到的設(shè)計(jì)變更大大減少，在不消耗材料與能源的前提下，業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工方可以看到并了解施工的詳細(xì)過(guò)程和細(xì)節(jié)，包括基本BIM的虛擬構(gòu)件安裝和施工方案模擬技術(shù)，有效避免返工和設(shè)計(jì)變更帶來(lái)的不必要的經(jīng)濟(jì)損失。一旦施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更發(fā)生時(shí)，利用BIM將變更關(guān)聯(lián)到模型中，同時(shí)反映出工程量以及造價(jià)的變更，使業(yè)主方更直觀的掌握設(shè)計(jì)變更對(duì)工程造價(jià)的影響，及時(shí)調(diào)整資本籌集和投入使用計(jì)劃。通過(guò)BIM模型解決傳統(tǒng)模式施工下的信息溝通不順暢的問(wèn)題，在裝配式建筑施工過(guò)程中，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的廠商與構(gòu)件吊裝的施工現(xiàn)場(chǎng)之間的信息溝通十分重要，通過(guò)搭建BIM信息平臺(tái)，施工方可以實(shí)時(shí)掌握施工進(jìn)度、構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度以及各種動(dòng)態(tài)資源的數(shù)量，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)人、材、機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)以及精細(xì)化管理，這樣會(huì)大大減少由于材料機(jī)械供應(yīng)不及時(shí)或者窩工而造成的成本浪費(fèi)。

5結(jié)語(yǔ)

將地下綜合管廊引入城市基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域可以有效解決城市“馬路拉鏈”問(wèn)題，同時(shí)對(duì)盤(pán)踞在空中的管線“蜘蛛網(wǎng)”進(jìn)行合理的安置，創(chuàng)造美觀的城市環(huán)境的同時(shí)對(duì)城市的安全也有很大幫助。通過(guò)GIS、BIM、IOT、RFID等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，搭建智慧化施工管理平臺(tái)，并將其應(yīng)用到城市地下綜合管廊的建設(shè)中去，可以實(shí)現(xiàn)綜合管廊施工過(guò)程中進(jìn)度、質(zhì)量、成本的高效控制與精細(xì)化管理，進(jìn)而提升我國(guó)智慧城市的推廣速度以及建設(shè)質(zhì)量。