BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站施工中的應(yīng)用

沈明剛

摘? ? 要：在改革開(kāi)放的新時(shí)期，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，BIM技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了建筑行業(yè)的改革，是建筑行業(yè)模擬技術(shù)發(fā)展的契機(jī)。地鐵項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)的廣泛進(jìn)行，地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，是推動(dòng)BIM技術(shù)的完善與應(yīng)用范圍的推廣，加快了BIM技術(shù)適應(yīng)國(guó)內(nèi)地鐵車(chē)站建設(shè)的需求，也是促進(jìn)地鐵設(shè)計(jì)技術(shù)的提升與地鐵建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展的有力方式。本文對(duì)BIM技術(shù)的特點(diǎn)及其作用進(jìn)行分析，并參考國(guó)內(nèi)BIM應(yīng)用情況研究了BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵;施工

1? 引言

目前，地鐵已經(jīng)成為大城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，城市的軌道交通發(fā)展速度加快，取得了輝煌成果。眾所周知，地鐵車(chē)站的工程建設(shè)任務(wù)量大、投資額度高、建設(shè)周期長(zhǎng)、并且所涉及的專(zhuān)業(yè)面廣，由于其建成后將會(huì)贏取重大經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，所以對(duì)于地鐵，需要科學(xué)合理的規(guī)劃、完善的施工組織、健全的運(yùn)營(yíng)維護(hù)機(jī)制，而B(niǎo)IM技術(shù)作為一種數(shù)字化模型在地鐵的建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，有關(guān)城市地鐵中BIM技術(shù)的應(yīng)用狀況深受關(guān)注，以及隨著地鐵規(guī)模建設(shè)的擴(kuò)大，BIM急需解決哪些問(wèn)題也成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

2? BIM技術(shù)特點(diǎn)

（1）信息集成將工程信息集成到三維模型中是BIM技術(shù)區(qū)別于其他二維設(shè)計(jì)模式的一個(gè)重要特點(diǎn)，也是BIM技術(shù)的生命力所在。通過(guò)創(chuàng)建涵蓋各專(zhuān)業(yè)工程信息的特定族庫(kù)，從而組建一個(gè)完整的三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)調(diào)用建筑內(nèi)構(gòu)件的信息，包括材料種類(lèi)、幾何形狀、空間關(guān)系等，極大的便利了施工信息提取。（2）工作協(xié)同性BIM技術(shù)搭建了一個(gè)可供項(xiàng)目參與各方同步工作的平臺(tái)，建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位和監(jiān)理單位可以通過(guò)這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行及時(shí)的信息溝通，有利于項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的把控，提高項(xiàng)目整體效率。同時(shí)BIM三維模型還可以加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)之間的溝通，有效解決不同專(zhuān)業(yè)基于不同布設(shè)原則產(chǎn)生的沖突，及時(shí)進(jìn)行碰撞檢查，避免后期施工進(jìn)度受到影響，有利于縮短施工工期。（3）工作關(guān)聯(lián)性BIM的工作關(guān)聯(lián)指三維信息模型在建立或使用過(guò)程中，建筑信息有任意一部分內(nèi)容發(fā)生更改時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)調(diào)整參數(shù)信息或更改模型可以使得三維模型以及模型的平面、立面、剖面發(fā)生同步的變化，不再需要工作人員對(duì)各部分圖紙進(jìn)行逐一修改，同時(shí)也極大的方便的更改的查看。BIM技術(shù)的工作關(guān)聯(lián)性使得各專(zhuān)業(yè)之間聯(lián)系更加緊密，同時(shí)節(jié)約人力成本。（4）工作可視化BIM技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是它的工作可視化。區(qū)別于傳統(tǒng)CAD二維圖紙，基于Revit等軟件創(chuàng)建的三維立體模型，能用一個(gè)模型來(lái)表達(dá)原本需要多張二維圖紙才能表達(dá)的問(wèn)題。這種立體的展示更為直觀，同時(shí)也減少了信息重復(fù)傳遞的工作量，避免了傳遞信息失真的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)三維渲染技術(shù)將實(shí)際工程在模型中完美呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”，給人以強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊。

3? 地鐵車(chē)站施工BIM應(yīng)用

3.1? 圖紙審核

在模型創(chuàng)建過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)大量圖紙問(wèn)題，包括設(shè)計(jì)存在缺陷，圖紙出現(xiàn)錯(cuò)誤，個(gè)別圖紙遺漏等。具體包括：結(jié)構(gòu)圖紙與建筑圖紙構(gòu)件尺寸之間存在差異;平面圖個(gè)別位置未繪制詳細(xì)剖面圖;建筑圖與結(jié)構(gòu)圖中樓梯剖面圖存在很大差異等。建模過(guò)程中，對(duì)各專(zhuān)業(yè)圖紙進(jìn)行了詳細(xì)審核，過(guò)程管控全面到位，將過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行匯總，及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通反饋，減少了設(shè)計(jì)變更，避免了不必要的返工，在項(xiàng)目正式開(kāi)工前就節(jié)約了大量生產(chǎn)成本。

3.2? 車(chē)站設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)的涉及面較廣，其中包括：傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)、給排水等專(zhuān)業(yè)，還包括車(chē)輛、軌道、通信信號(hào)等地鐵特有的專(zhuān)業(yè)。專(zhuān)業(yè)較多，工作部門(mén)數(shù)量較多，這就需要各部門(mén)工作人員內(nèi)部以及各部門(mén)之間做好溝通、協(xié)調(diào)工作，確保各專(zhuān)業(yè)提交資料的及時(shí)性、部門(mén)協(xié)調(diào)的無(wú)縫隙，避免因?yàn)楦鞑块T(mén)之間交流協(xié)作不順暢，使工程建設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)偏差，從而造成圖紙或工程質(zhì)量不合格出現(xiàn)返工現(xiàn)象，這樣不僅延長(zhǎng)工期，而且會(huì)造成投資成本增加。BIM技術(shù)則可以給各專(zhuān)業(yè)提供一個(gè)協(xié)作的平臺(tái)，使部門(mén)之間實(shí)現(xiàn)及時(shí)溝通，減少誤差，提高地鐵車(chē)站的施工效率。

3.3? 資料維護(hù)工作

地鐵車(chē)站在運(yùn)營(yíng)階段，會(huì)有大量的資料產(chǎn)生。地鐵車(chē)站內(nèi)有較多的系統(tǒng)，如信號(hào)、通信、空調(diào)、給排水等多個(gè)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)在日常運(yùn)行過(guò)程中，都會(huì)有數(shù)量非常龐大的數(shù)據(jù)資料產(chǎn)生，使得資料維護(hù)工作的工作量大幅度提高，也加大了維護(hù)工作的困難程度，而資料維護(hù)工作一旦發(fā)生錯(cuò)誤，則可能造成地鐵車(chē)站發(fā)生事故。地鐵車(chē)站中BIM技術(shù)的運(yùn)用，能建立資料數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)車(chē)站的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入并整理，加強(qiáng)了數(shù)據(jù)資料的全面性與直觀性，有利于工作人員對(duì)數(shù)據(jù)信息的查詢(xún)與處理，降低事故發(fā)生的頻率。

3.4? 設(shè)備及管線模型分析

無(wú)論設(shè)備還是管線模型分析，實(shí)施過(guò)程都相對(duì)簡(jiǎn)單。因此需要對(duì)土建模型要求進(jìn)行全面考量，依托協(xié)同管理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在模型構(gòu)建初期，要綜合考慮管線專(zhuān)業(yè)的前期需求、方案設(shè)計(jì)等各類(lèi)指標(biāo)，將管線上游分析工作作為工作重點(diǎn)，對(duì)比預(yù)留余量、相關(guān)參數(shù)等各類(lèi)指標(biāo)，從而使該模型在使用的過(guò)程中更加靈活、合理。除此之外，設(shè)計(jì)單位還要考慮下游專(zhuān)業(yè)預(yù)留條件是否滿足設(shè)計(jì)要求，保證設(shè)計(jì)方案的可行性。通過(guò)協(xié)同作業(yè)的方法，以BIM技術(shù)為載體進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作，使施工單位和業(yè)主之間能夠建立起良好的溝通互動(dòng)關(guān)系，根據(jù)已知信息數(shù)據(jù)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以使不同專(zhuān)業(yè)的作業(yè)效率明顯提高。因此，在平臺(tái)系統(tǒng)中BIM技術(shù)適用性強(qiáng)，具有及時(shí)檢測(cè)、相互溝通、自動(dòng)控制等諸多優(yōu)勢(shì)，并且設(shè)計(jì)時(shí)間短、質(zhì)量高。

3.5? 基于實(shí)時(shí)施工模型的地鐵車(chē)站施工模擬

將BIM實(shí)時(shí)施工模型應(yīng)用于地鐵車(chē)站施工模擬，施工前按照設(shè)計(jì)資料建立地鐵車(chē)站的BIM三維模型，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)施工模型。數(shù)據(jù)采集利用BIM模型自動(dòng)更新技術(shù)，將3D激光掃描儀等設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)添加到模型當(dāng)中。針對(duì)明挖地鐵車(chē)站施工主要施工工序，將實(shí)時(shí)模擬分成了臨建工程、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑開(kāi)挖與支護(hù)、主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)以及其他非土建部分工程。通過(guò)BIM實(shí)時(shí)施工模型可視化界面，能夠更加直觀的進(jìn)行基于實(shí)時(shí)施工模型的地鐵深基坑施工模擬時(shí)的進(jìn)度、成本以及安全控制。

3.6? 既有線圍護(hù)樁

既有站圍護(hù)樁破除時(shí)間較長(zhǎng)，土體擾動(dòng)多，施工時(shí)精心組織，做好圍護(hù)樁破除是保證下穿施工的關(guān)鍵。因地鐵大興線處于運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，破樁施工需振動(dòng)較小的機(jī)械設(shè)備，以減小對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響，使用繩鋸破除圍護(hù)樁，縱向分兩次破除，每次0.5m;豎向分段破除，每段破除長(zhǎng)度不超過(guò)1m。按照分段的施工順序?qū)κ┕そY(jié)構(gòu)進(jìn)行BIM建模，建模時(shí)要突出初支格柵、排水溝、隔水塑料、污水泵、沉淀池;確定破樁范圍，優(yōu)化場(chǎng)內(nèi)作業(yè)空間，找出不合理處并修改。利用Navis-works進(jìn)行施工動(dòng)態(tài)模擬， 便于現(xiàn)場(chǎng)管理人員與 施工工人理解，模擬破樁順序按照一邊向另一邊，跳一破一施工。繩鋸破除圍護(hù)樁完成后，模擬動(dòng)態(tài)路徑電動(dòng)三輪車(chē)沿隧道運(yùn)至豎井，合理安排施工作業(yè)空間。

4? 結(jié)語(yǔ)

總而言之，BIM技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在我國(guó)地鐵車(chē)站的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、維修等環(huán)節(jié)發(fā)揮著及其重要的作用，它的應(yīng)用給我國(guó)建筑行業(yè)注入了新的血液，促進(jìn)了建筑行業(yè)的信息化發(fā)展，提高了建筑行業(yè)的施工水平、建筑質(zhì)量，提高了工作效率。應(yīng)該如何使BIM技術(shù)更好的服務(wù)于我國(guó)的軌道交通建設(shè)是未來(lái)仍然需要思考的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王春明，魏想明.BIM技術(shù)在地鐵工程施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究——以上海地鐵13號(hào)線東明路站為例[J].中國(guó)市場(chǎng)，2017（12）：132～135.