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、**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。
       随着城市化进程加快，我国地下空间工程建设发展*，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。问题如下：
       1. 缺乏科学、系统的规划
       2. 协同设计体系与技术规范不完善
       3. 施工信息管理手段落后
       4. 运营维护难度大
       BIM应用于地下空间规划，旨在建立一个信息模型。该模型能反映拟建工程的地下空间环境，包括地下空间资源数量、周边已有地下建筑物以及地下管网系统布局。在此基础上，分析拟建工程与已有工程的相互关系，利用BIM系列软件强大的建模、渲染和动画技术进行多方案3D模型的预演，合理选择拟建地下工程的空间布局、结构形式，并构建资源系统、**系统、环境系统的城市地下空间规划指标体系，从而使地下空间总体规划定性控制定量化，定量控制具体化，定位控制准确，增强总体规划的科学性、合理性和可行性。
       地下空间工程设计主要包括总平面设计、建筑细部设计、结构设计和机电系统设计等。设计决定地下空间工程建成后的工程实体能否发挥其设计功能。利用BIM技术，进行合理设计，预留维修空间，合理布置地下管线，便于后期的顺利施工和运营维护。
       三维建模是BIM技术与地下空间工程设计有效结合的前提。整合参数化设计等BIM技术优势，制定全面并具有可实施性的应用流程，构建全生命周期的BIM设计平台，在BIM三维环境中进行设计、分析与优化。
       各专业、各流程软件数据交互，保证设计数据能够通过模型正确共享。每个设计对象都有各自的设计变量，不同设计变量之间的关系构成约束。基于这些约束，应用冲突检测工具检测模型中存在的冲突，快速地发现BIM模型中个专业内部及各专业之间存在的空间碰撞，并形成碰撞报告。对模型进行同步修改，减少设计人员的重复劳动和错误率。
       另外，运用Cloud-BIM技术，将BIM所需的软件、存储能力、运算能力分布于云端，在云端实现模型的创建、展示、碰撞检测等功能。基于地下空间工程协同设计的需要，构建协同设计平台架构，使用云端上的数据及软件进行协同设计与分析。充分利用BIM模型信息，避免重复建模，实现高效设计。
      在地下空间工程施工中，施工信息化在工程进度、物料追踪、可视化管理等方面的优势凸显。按照IFC标准定义地下建筑构件、组织地下空间结构，提供3D建模。创建、编辑材料、进度、成本、质量和安全等施工属性，并与3D模型相关联。将包含工程属性的施工BIM模型导出为IFC文件，供BIM施工管理系统使用。