BIM技術在地鐵機電安裝施工中的應用

莊 寧

（中鐵十九局集團電務工程有限公司，北京 100076）

0 引言

隨著鐵路工程建設和信息數(shù)據(jù)網的結合發(fā)展，鐵路工程建設由信息化分散管理模式轉變?yōu)閿?shù)據(jù)統(tǒng)一的信息管理模式。傳統(tǒng)的分散管理模式導致了信息資源缺乏整合，呈碎片狀，系統(tǒng)內部耦合不協(xié)調，鐵路工程建設信息交流難度大。為此，2005年原鐵道部發(fā)布了《鐵路信息化總體規(guī)劃》，明確指出鐵路信息共享平臺作為鐵路行業(yè)信息共享交換的樞紐，加強鐵路建設數(shù)據(jù)的集中規(guī)范管理、一體化，提高建設效益。

1 機電安裝BIM云平臺系統(tǒng)介紹

機電安裝工程項目全生命周期包括設計、建設和運維3個階段，目前各階段存在銜接不協(xié)調、信息獨立化等問題。機電安裝BIM（Building Information Modeling，建筑信息化模型）云平臺系統(tǒng)將全生命周期各階段組織結合，形成數(shù)據(jù)信息網。有效的管理和運用，確保了機電安裝各階段數(shù)據(jù)共享以及整個過程中數(shù)據(jù)信息隨時保持同步更新狀態(tài)，完整無損的數(shù)據(jù)信息通過轉化和傳遞，使得項目全生命周期各階段更有效的串聯(lián)起來，打破了以往項目存在的信息共享弊端。

該系統(tǒng)綜合應用了4D進度管理、BIM、二維碼數(shù)據(jù)更新、人工智能、可視化模擬、互聯(lián)網計算機等技術。數(shù)據(jù)協(xié)同是BIM落地應用的第一步，項目全員可低成本、低門檻應用BIM工具輔助現(xiàn)場管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同。二維碼技術輔助信息跟蹤與管理，如進度、質量等。與之配套的是BIM輕量化與BIM移動應用。BIM+二維碼解決了虛實轉換，打通了線上與現(xiàn)場的信息交互。互聯(lián)網對于建造階段采集的信息，最大的價值是在運營階段。基于BIM的云平臺，將建造階段的數(shù)據(jù)無縫集成到運營階段，并實施傳感器數(shù)據(jù)的采集分析。

2 BIM技術在地鐵施工管理過程中的重要性

針對地鐵工程項目而言，從多維度管理視角出發(fā)，調集工程建設信息也是基于“nD”理念的發(fā)展方向。同時以BIM技術的評估基礎，保證工程項目的有效資源利用率，才能創(chuàng)建適用度更高的綠色工程體系。因此，BIM技術在地鐵工程項目中的進一步研究也尤為重要。在結合目前的技術優(yōu)勢的基礎上，可以實現(xiàn)針對建設資源信息的收集與分析，進而提高工程項目的安全性與合理性。在施工前利用先進的計算機技術對施工需要的空間進行合理的安排，在施工準備過程中具有重要作用。例如，BIM技術在地鐵施工管理過程中的重要性主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）采用BIM技術可以高效地對施工空間進行管理和安排，對動態(tài)施工時間和空間的關系進行描述和展現(xiàn)，從而可以縮短工期并精簡施工環(huán)節(jié)，因此，BIM技術在地鐵施工管理過程中的作用非常重要。

（2）運用BIM技術可以將施工過程進行動態(tài)化的模擬，主要包括對施工前的設計階段、施工完成后的運營階段以及后期管理過程中的每一個階段進行模擬。在實現(xiàn)對施工過程的優(yōu)化管理時，可以建立工程的仿真模型，從而獲取可視化的立體圖形，幫助施工人員從各個角度了解工程的各部分結構，減少施工中出現(xiàn)的問題，保證地鐵施工的整體質量。

（3）運用BIM技術還可以實現(xiàn)高效的施工圖的繪制過程，并實現(xiàn)二維模型和三維模型之間的關聯(lián)。即對二維圖紙進行修改后，三維模型的相關內容也會自動更改，因而可以提高繪圖效率和準確性。因此，我國現(xiàn)階段對BIM技術的應用主要是在施工圖設計、設計優(yōu)化以及優(yōu)化施工管理的方面。并且，該技術的應用提高了圖紙的準確度，保證了設計和施工質量，減少了施工過程中出現(xiàn)的安全問題，縮短了工期。

3 BIM技術在施工管理中的應用

（1）在地鐵施工中應用BIM技術，需要依據(jù)實際的設計圖和施工對象以及施工組織設計方面的信息建立三維模型。將實際進度、模擬施工以及空間的突擊檢查3方面信息相結合，更加突出地呈現(xiàn)出工程概況，以便為工程建設部門提供參考信息與建設數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標準。進而保證施工的順利進行，在全工程周期中按時完成建設項目，實現(xiàn)地鐵工程的安全施工需求。

（2）BIM技術不僅可以對機械運動的軌跡和特點進行全方面的模擬，還可以通過在空間施工中預測碰撞情況，將機械實際施工過程中的需求進行全方面反映。那么在其模擬過程中也會客觀反映出建設階段的實際情況，通過仿真模型評估建設標準與安全性，為整體工程建設提供可行性更高的指導與參考。

（3）由于BIM模型的信息比較完整，施工人員可以對施工過程中一些詳細的信息進行全方面的了解，最終有效避免由于對施工環(huán)境不熟悉而給施工質量造成的影響。而且在工程進度的可視化結果中，多方專業(yè)信息匯集在三維可視的效果圖上，可以更精準地呈現(xiàn)工程進度的具體實施效果。因此，極大地降低了重復生產的可能性，進而規(guī)避了建設資源的浪費情況。尤其BIM技術可以對施工過程中信息的標準統(tǒng)一量化，以避免出現(xiàn)信息重復輸入弊端，進而提高工程建設效率。

4 BIM技術在機電管線安裝中的優(yōu)化管理措施

在機電管線安裝優(yōu)化管理的過程中，需要合理使用先進的BIM技術，對其進行全面的管理與控制，明確各方面工作特點與要求，健全相關管理機制，逐漸提升自身管理工作的可靠性與有效性，達到預期的工作目的。

4.1 對碰撞檢查工作進行優(yōu)化管理

在對軌道機電管線進行管理的過程中，碰撞檢查主要為了在作業(yè)之前，針對安裝項目進行分組處理，及時發(fā)現(xiàn)各個專業(yè)工作之間出現(xiàn)的矛盾問題，采取有效措施解決問題，在碰撞劃分的情況下更好地開展相關管理工作。在此期間，可以將碰撞劃分成為硬性與軟性聯(lián)眾。對于硬性碰撞而言，主要就是在實物與實物之間相互碰撞的過程中出現(xiàn)的問題，在此期間，需重點關注各類物體之間的碰撞情況，在一定程度上，能夠優(yōu)化工作體系，解決其中存在的問題，滿足檢查工作要求。在實際管理的過程中，還要重點關注軟碰撞問題，主要是在各個技術的管理期間，經常會影響其長遠發(fā)展，難以更好地針對管線進行合理的控制，導致工作效果降低。因此，在未來發(fā)展的過程中，需要合理使用BIM虛擬技術開展管線的管理工作，提升其精準性。

4.2 管線協(xié)調優(yōu)化管理措施

在對機電管線的安裝工作進行管理期間，需重點關注管線協(xié)調優(yōu)化管理工作，制定完善的控制方案，明確各方面協(xié)調優(yōu)化目的與要求。在項目施工前期，邀請專業(yè)素質較高且掌握先進技能的優(yōu)秀人才，對圖紙進行深入的規(guī)劃與協(xié)調，在一定程度上，可以搭建BIM三維模塊結構，更好地開展控制工作。同時，在審查的過程中，應對審查方案進行改進，形成三維管線控制圖，更好地對二維作業(yè)圖進行分析，在對雜亂線路進行修改與建設的過程中，提升施工作業(yè)效率，滿足當前的施工管理需求。

4.3 對系統(tǒng)進行平衡校核處理

在機電管線安裝管理的過程中，應開展系統(tǒng)平衡校核等工作，建立多元化的管理機制。首先，在使用BIM技術的過程中，需創(chuàng)建先進的三位模型開展處理工作，應用先進的管理軟件方式，對各個項目的設施與零件等進行模擬顯示，以此明確數(shù)據(jù)特點與要求，在均衡性處理的情況下，提升數(shù)據(jù)的完整性。在此期間，相關企業(yè)應根據(jù)三維模型的建設要求，將項目放置在相關模型中，協(xié)調其中存在的沖突性問題，尤其在管線安裝的過程中，一旦出現(xiàn)碰撞問題，就要使用BIM技術對其進行檢查，以此得到準確的檢驗結果。對于BIM三維模型技術而言，在實際使用的過程中應明確工程實例要求，提升數(shù)據(jù)完整性與科學性，建立先進的管控機制，在合理傳達數(shù)據(jù)的情況下，更好地對碰撞沖突問題進行分析，達到預期的工作目的。其次，在使用BIM技術開展現(xiàn)場校驗工作的過程中，需要做好指導工作、核對工作、追蹤工作等。在現(xiàn)場指導的過程中，應合理應用BIM技術與3D施工圖紙等開展施工指導活動，使得項目施工工作質量有所提升，改革傳統(tǒng)的工作模式。對于現(xiàn)場核對工作而言，主要是在實際發(fā)展的過程中，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際要求，及時發(fā)現(xiàn)漏洞問題，采取有效措施減少錯誤率，以此提升工作效果。對于現(xiàn)場追蹤工作而言，主要是使用BIM三維建模技術、激光掃描技術、全球定位技術、移動通信技術等，更好地開展施工工作，提升數(shù)據(jù)信息準確性與可靠性，創(chuàng)新實際技術形式，增強工程建設中各類技術的應用效果。

4.4 預制加工的優(yōu)化管理措施

在實際管理的過程中，可以利用3D機電深化設計的方式，使用BIM技術開展建模工作，將機電專業(yè)的相關配件融入其中，提升數(shù)據(jù)的準確性，在搭建管道橋架的過程中，可以提升預制管件的深度與準確性，在實際加工與管理的過程中，重點關注制造車間的實際施工情況，將機電生產與安裝工作等分離開，以此提升設施的建設精確度與可靠性。同時，在對管件進行加工制作期間，合理使用BIM技術對其進行處理，創(chuàng)新三維技術模型，對各類內容進行合理分析，在一定程度上能夠提升機電管線安裝工程的建設水平，優(yōu)化各方面工作機制。為了增強工程的建設效果，還要使用BIM技術針對復雜工序進行簡化處理，在減少安全隱患問題的情況下，提升焊接技術的應用效果。在此期間，還要建設高素質人才隊伍，培養(yǎng)專業(yè)素質較高的工作人才，對其進行階段性專業(yè)知識與先進技能的培訓，使其可以掌握先進的工作技能，更好地參與施工工作。

4.5 對預算工程量的計算工作進行優(yōu)化管理

在機電管線安裝工程實際建設的過程中，應合理開展預算工程量的計算工作，對各類內容進行優(yōu)化管理，逐漸提升計算工作水平，加大管理工作力度，提升相關工作效果。一方面，在計算工作中，應合理構建BIM三維模型，對各類信息數(shù)據(jù)進行收集與處理，建立專門的數(shù)據(jù)庫，明確產品尺寸與型號，更好地對數(shù)據(jù)信息進行處理。另一方面，在使用BIM技術的過程中，還能節(jié)約工程建設時間與經費，預防出現(xiàn)計算失誤的現(xiàn)象。