地鐵風水電安裝碰撞檢測中BIM技術的應用

王凱，王春風

（1.中鐵十一局集團第六工程有限公司，湖北 襄陽 441000；2.鄭州地鐵集團有限公司，河南 鄭州 450000）

1 工程概況

某地鐵工程為南北走向，起點是廣播臺站，終點是南四環站，線路均為地下線，全長約為20.658km，相鄰地鐵站距離最大為2.426km，最小為0.753km，相鄰地鐵站平均間距為1.340km，一共需要設置16座車站，還有一站和其他線路共用。另外，本文涉及工程還涉及到某停車場以及車輛段室外工程，具體涉及到的施工技術有消防技術、給排水施工技術、設備安裝技術、通風技術以及采暖技術等。

2 BIM技術在風水電安裝工程中的應用

通風空調系統、動力照明系統以及給排水系統的BIM模型應用Revit MEP進行構建，在構建模型的過程中，注意要區分不同專業的相關系統。除了風水電三個領域，其余領域在進行碰撞試驗前，必須建立結構圖以及各系統專業圖紙，保證BIM模型更為有效的體現真實情況的同時，更是為了方便對結構和管線時間進行碰撞檢測。

在實際施工過程中，負責數據分析的工作人員必須通過Revit MEP構件各類管線、風機以及空調設備等信息，經過認真分析核對后，在應用相關軟件對管線結構進行充分的綜合性分析，最終完成BIM地鐵車站站模型的建立。

應用相關軟件中的數據統計工具對管線之間的容差值進行精準的計算，充分考慮保溫層厚度以及管線的操作空間。應用BIM模型對各專業系統、車站建筑、風水電專業進行碰撞分析，分析結果顯示，該車站當前存在1000余處碰撞點。

將已經完成施工和結構中存在的碰撞點，需要適當修整土建信息，認真完成碰撞點的核對。通過相關分析和統計發現，大部分的碰撞點是噴淋系統管道和其他管線發生碰撞，為了防止這類沖突，可以對噴淋系統管道的標高進行適當調整。經過合理的設計和溝通，在消防允許的范圍內，適當調整了噴淋系統的相關管線，碰撞檢測結果顯示，沖突有減小趨勢。

2.1 通風空調系統

該工程涉及到的通風系統主要有：車站公共區域內通風空調以及排煙系統，設備管理區的通風空調以及排煙系統。

圖1為站廳層大軸端系統軸西側碰撞沖突，通過對圖1進行分析發現，左側橋架和風管存在碰撞，可以適當調整橋架標高避免此類沖突。如果橋架標高已經處于標高的極限位置，不能繼續調整，那么可以通過調整橋架結構進行完成。防止重新拆掉風管后返工的現象，因為如果橋架標高得不到有效調整，就可能會造成風管完成施工后，橋架無法施工的現象。右側橋架和下翻梁也存在十分嚴重的沖突現象，下翻梁在結構上不允許存在開孔，可以通過設置下滑破的方式進行調整，可以有效防止先安裝橋架之間，最終發現橋架不能安裝，再將橋架之間拆除的現象發生。

圖1 站廳層大軸端系統軸西側碰撞沖突

圖2消防管和排風管的碰撞，通過對圖2模型進行分析可以顯現，消防管和排風管發生了嚴重的碰撞現象。為了避開沖突，在消防管遇到排風管之前，對消防管標高進行適當調整。通過模型分析發現存在這類問題，在圖紙上對該類問題的位置和解決方法進行表示，在實際施工中，可以有效避免這類沖突的發生。

圖2 消防管和排風管的碰撞

圖3為排風管和電纜橋架的碰撞，通過對圖3進行分析發現，橋架和風管發生了一定程度的碰撞。為了防止這類碰撞的發生，將風管在和橋架接觸前，將其標高降低200mm。通過模型發現這類問題，在圖紙上對該類問題的位置和解決辦法進行標識，同時通知相關施工人員，可以有效防止橋架和風管發生沖突，不僅節省了物料和人工，同時降低了返工的可能性。

圖3 排風管和電纜橋架的碰撞

2.2 給排水系統

給排水系統由兩部分組成，分別是消防水系統和給排水系統。給水系統主要包含生產用水、循環用水以及生活用水；其中冷卻循環用水的設備為冷卻水泵，主要是空調制冷循環水系統，循環水經過冷卻水達到降溫的目的。排水系統主要包含以下系統：污水系統、雨水系統以及廢水系統。

圖4為站廳層大軸端系統軸東側碰撞沖突，通過對圖4的模型分析發現，橋架和水管存在一定的碰撞現象，弱電橋架和右側的消防水管也存在較明顯的沖突。如果先進行橋架施工，水管的位置就必須移動，為了防止這類沖突出現，可以對消防水管的位置進行調整。

圖4 站廳層大軸端系統軸東側碰撞沖突

2.3 動力照明系統

動力照明系統應用的為TNS系統。車站的供電由本車站0.4kV降壓變電所進行。各專業系統的負荷電源由動力照明系統提供。

2.4 碰撞結果

通過對檢測結果分析發現，主要的碰撞點數量為100多個，其中19處沖突必須上報設計單位，對管線進行優化完善后方可進行修改。

經過BIM碰撞檢測，對不同的碰撞點進行分析，合理對管線進行優化和調整，為了防止碰撞沖突發生，可以綜合優化和完善不同專業的標高、橋架結構以及風管規格。在實際施工過程中，通過對施工記錄進行分析發現，BIM碰撞檢測的應用，大幅度降低了各專業因為施工不同步造成的摩擦，有效防止了安裝后出現返工的現象，大大提高了施工效率，經濟效益提高30%左右。

3 碰撞檢測中應用BIM技術結論

BIM技術在地鐵站施工設計中的應用，有效解決了碰撞沖突的發生。

（1）施工初期在應用BIM技術對機電安裝碰撞進行檢測的過程中，完成碰撞試驗后，一般通過肉眼對碰撞進行觀測，應用 BIM技術對碰撞進行檢測，存在的主要優勢是可以有效的檢測出硬性碰撞，對于橋架和管線橋架之間的碰撞檢測效果十分明顯。工期延誤的主要原因就是施工過程中遇到了硬性碰撞。所以，BIM技術的應用可以有效提高施工效率，保證施工在工期內完成。

（2）在對地鐵進行實際施工過程中，需要對機電的安裝過程進行實時跟蹤，著重灌注電梯樓、車站走廊區域的綜合施工情況，因為這類區域通常在表面沒有問題存在，但是在實際施工過程中常常因為管線設備不準確造成施工困難的情況發生。

（3）BIM技術不僅可以發現硬性碰撞，還可以對軟性碰撞進行檢測和分析。一般來說，運營單位后期整改的主要原因來源于軟性碰撞。工程一旦存在軟性碰撞，肯定會造成返工現象頻繁發生，工期嚴重拖后，費用大幅度提升。

4 結語

綜上所述，BIM技術引入地鐵安裝工程，不僅可以提高項目經濟效益，還顯著提高了施工人員的技術水平。通過對BIM技術應用結果進行分析發現，BIM技術就是二維建筑思想向多維建筑思想轉變的過程，是建筑領域發展的主要發現。BIM技術的應用，不僅可以通過三維立體環境對各施工工序進行觀察，還可對各專業系統的管線碰撞進行有效的監測。不僅如此，BIM技術還可以統計實際工程量，對工程進度進行有效的模型，監控整個項目的施工質量。總之，BIM技術在地鐵建設領域的引入和應用，大大提高了地鐵建設質量，值得廣泛推廣和應用。