BIM技術(shù)在地鐵暗挖車站施工中的應(yīng)用研究

郭祥

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵;暗挖車站;施工

前言：地鐵交通在城市運(yùn)行發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用，但在實(shí)際施工中需要大量的人力物力，以及高端技術(shù)的支持。其中，BIM技術(shù)利用計(jì)算機(jī)、4D動(dòng)態(tài)沉降監(jiān)測(cè)、三維模型等技術(shù)優(yōu)化了施工工序，縮短施工時(shí)間，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。因此，要不斷優(yōu)化BIM技術(shù)的利用，挖掘其中價(jià)值。

一、BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)工程項(xiàng)目中的各種相關(guān)技術(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，以數(shù)字化方式展現(xiàn)出來。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化型等特點(diǎn)在項(xiàng)目施工中發(fā)揮了較大的優(yōu)勢(shì)。

目前，美國、英國等國家對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用相對(duì)較為嫻熟，尤其在地鐵工程維護(hù)、建設(shè)、運(yùn)用管理方面的運(yùn)用較多。國際上BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為企業(yè)生存的必要技能，逐漸改變了傳統(tǒng)施工的設(shè)計(jì)、建造、管理等工作模式。近幾年，全國范圍內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用能力較強(qiáng)的承包商平均增長近30%。自2013年以來發(fā)展較為迅速，在軌道交通建設(shè)中也發(fā)揮了很大的優(yōu)勢(shì)。主要應(yīng)用內(nèi)容包含結(jié)構(gòu)建模、碰撞檢查、管線設(shè)計(jì)、施工模擬等。

二、BIM技術(shù)在地鐵暗挖車站施工中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用價(jià)值

為項(xiàng)目施工提供了重要的技術(shù)支持。項(xiàng)目開工前，根據(jù)平面圖紙繪制三維模型，以消除設(shè)計(jì)與施工之間的差別，并發(fā)掘圖紙中存在的錯(cuò)誤與偏差。通過動(dòng)態(tài)的施工模擬來減少施工沖突，優(yōu)化施工方案，提高施工過程的管控能力，讓施工現(xiàn)場(chǎng)的管理工作更加規(guī)范。同時(shí)，利用BIM中的建模技術(shù)，也可以發(fā)現(xiàn)其中隱藏的設(shè)計(jì)問題，讓各個(gè)專業(yè)的配合更加默契。

創(chuàng)新項(xiàng)目施工管理思路。BIM技術(shù)可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工程量，生成材料明細(xì)表，導(dǎo)出施工圖，并能夠快速生產(chǎn)生產(chǎn)成本。利用對(duì)物料的跟蹤管理功能，減輕施工中物料管理跟蹤的壓力。同時(shí)，BIM技術(shù)可以讓城市軌道交通的施工管理工作更加系統(tǒng)化、規(guī)范化、信息化。為工程建設(shè)管理提供科學(xué)的技術(shù)支持，及時(shí)有效的指導(dǎo)各個(gè)部門。尤其是三維模型，不僅能夠直觀的展現(xiàn)效果，其中的各個(gè)構(gòu)件都自帶可讀取的信息，實(shí)現(xiàn)地鐵項(xiàng)目的全生命周期管理。

（二）實(shí)際應(yīng)用

工程基本情況：某地鐵二號(hào)線，區(qū)間長度為2177.69米，車站全長230.56米。采用曲墻+仰拱的五心圓馬蹄形斷面，地下單拱雙層島式結(jié)構(gòu)。該車站設(shè)計(jì)時(shí)暗挖車站，最大開挖跨度23.478米，最大開挖高度17.52米。

1.BIM技術(shù)在該工程中的應(yīng)用

三維模型構(gòu)建。根據(jù)二維設(shè)計(jì)圖紙，構(gòu)建三維設(shè)計(jì)模型。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工方法、工序安排等，對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)一步拆分。其次，按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，對(duì)施工人員進(jìn)行合理的分配，保證和興精度能夠滿足后續(xù)方案模擬，施工進(jìn)度以及工程計(jì)量等需求。

BIM技術(shù)還能夠起到良好的三維渲染效果，為施工人員展現(xiàn)虛擬場(chǎng)景，提升工程管控能力，優(yōu)化施工方式，降低施工成本。

2.管線碰撞檢查

地鐵暗挖車站施工中要注意管線的碰撞檢查。由于地鐵管線復(fù)雜、空間狹小，各專業(yè)之間很容易出現(xiàn)沖突情況。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)三維可視化，在解決該類問題中起到了很好的協(xié)調(diào)作用。常見碰撞檢查包括土建各專業(yè)間的碰撞;管線與土建的碰撞;管線之間的碰撞。

該車站利用BIM技術(shù)，對(duì)車站各專業(yè)進(jìn)行檢查，初步查驗(yàn)碰撞點(diǎn)700多處。利用BIM技術(shù)能夠直觀的展現(xiàn)出各碰撞點(diǎn)之間存在的問題，避免實(shí)際施工中出現(xiàn)錯(cuò)誤，增加損失。

3.模擬施工方案

項(xiàng)目開工前，將三維模型與施工進(jìn)度的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合，建立4D施工信息模型，預(yù)排兩種施工方案。BIM技術(shù)能夠形象的將這兩種施工方案展現(xiàn)出來，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行對(duì)比分析。在模擬過程中，識(shí)別出其中存在的不合理問題，驗(yàn)證施工中存在的干涉和沖突，并及時(shí)提出科學(xué)有效的解決對(duì)策。通過一系列操作，得出最佳的施工方案，優(yōu)化施工資源的配置，節(jié)約成本，縮短施工周期。

4.施工進(jìn)度的管理

利用BIM技術(shù)施工管理平臺(tái)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度以及監(jiān)控量測(cè)集成的應(yīng)用，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行管理。開工前，按照實(shí)際的施工方案，預(yù)排施工計(jì)劃，并結(jié)合實(shí)際施工情況細(xì)化施工過程。提升現(xiàn)場(chǎng)施工的管理能力，讓計(jì)劃的可操作性進(jìn)一步提升。其次，在施工過程中可以利用BIM技術(shù)跟蹤每項(xiàng)施工任務(wù)進(jìn)度，及時(shí)更新到管理平臺(tái)中，便于項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解施工進(jìn)度狀況。實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目施工的動(dòng)態(tài)化管理，實(shí)現(xiàn)有依據(jù)可尋，有內(nèi)容可控。

5.工程量計(jì)算

項(xiàng)目管理中最重要的環(huán)節(jié)便是對(duì)工程量的計(jì)算，該項(xiàng)工作最有效的手段是對(duì)比計(jì)算。其中，三個(gè)維度主要包含時(shí)間、工序、區(qū)域。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工材料的消耗、項(xiàng)目的檢查與管理都需要以這三個(gè)維度為基礎(chǔ)，進(jìn)行工程量的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算。

該車站按照雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行施工，每個(gè)部分都要被標(biāo)記為一個(gè)區(qū)域，在施工中可針對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行核算，分總回報(bào)。有效減少傳統(tǒng)人工手動(dòng)預(yù)算出現(xiàn)的誤差，提升工作效率。此外，還能夠?qū)こ塘康耐瓿汕闆r、材料使用情況等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，真正做到了對(duì)施工資源的動(dòng)態(tài)管理。

6.監(jiān)測(cè)量測(cè)

BIM技術(shù)與現(xiàn)有監(jiān)測(cè)量測(cè)平臺(tái)可以通過數(shù)據(jù)連接在一起，集成現(xiàn)有監(jiān)控測(cè)量平臺(tái)。能夠在不增加技術(shù)人員的前提下實(shí)時(shí)了解車站測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，變形超限的測(cè)點(diǎn)等動(dòng)態(tài)因素。并技術(shù)通知項(xiàng)目管理人員，提出及時(shí)有效的管理對(duì)策，為項(xiàng)目的安全施工提出保障。

7.總結(jié)

BIM技術(shù)在該地鐵暗挖車站施工中發(fā)揮了重要的作用，基于其可視化技術(shù)，讓施工人員及時(shí)掌握施工情況，避免了施工中存在的錯(cuò)誤與問題。有效提升施工效率，縮短施工周期。

結(jié)論：綜上所述，BIM技術(shù)能夠?qū)こ添?xiàng)目進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，在軌道交通中的應(yīng)用避免了因設(shè)計(jì)溝通不暢所產(chǎn)生的問題。并能夠預(yù)測(cè)施工過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，提升施工進(jìn)度與材料的管控能力，提高施工質(zhì)量，掌握施工完成情況。真正做到了對(duì)項(xiàng)目施工的精細(xì)化管理，讓項(xiàng)目施工有依據(jù)可尋，有技術(shù)可用。