BIM技術在地鐵車站施工中的應用實踐

廖偉平

（中鐵隧道局集團華南指揮部，廣東 廣州 510000）

1 項目概況

重慶軌道交通十號線土建10107標段工程位于渝北區內，起止里程為K31+935.64—K36+419.649，標段全長4484m，該標段包括：T2航站樓站、渝北廣場站和T3航站樓站—T2航站樓站—渝北廣場站—鹿山站三個區間。T2航站樓站位于重慶市江北國際機場T2航站樓前廣場下方，與既有3號線換乘。該站主體結構為地下暗挖單拱二層島式站臺車站,車站長224m、寬24.40m、高20.01m，底板埋深為45.90m，頂板覆土厚度為25.89m，車站共有17個出地面附屬結構口。車站采用雙側壁導坑法施工,暗挖最大斷面506㎡，共有17個出地面附屬結構口（如圖1）。

圖1 地鐵車站總體布置圖

T2航站樓站所處周邊環境復雜，建設過程中涉及建筑、結構、風、水、電、軌道、機車、信號、消防等多個系統，需要對涉及的管線進行拆改，交通導改，臨近建筑保護等進行協調。地鐵項目屬于城市基建工程，施工工期緊，而該站所經沿途地質復雜、管線拆除較多、穿越既有線路和房屋基礎，面臨施工風險較大。綜上述針對本項目施工中將面對的問題，開展BIM技術應用于地鐵車站施工管理，主要涉及進度管理、成本管理等方面研究與應用探討嘗試。

2 創建地鐵T2航樓站BIM模型

按照地鐵施工圖紙創建施工BIM模型，模型創建主要包括車站開挖、車站建筑和其結構模型，分別采用revit和魯班BIM軟件完成[1、2]。車站開挖施工模型主要包括出入口、安全出口、換乘通道、無障礙電梯、風亭和車站開挖等，按照各部分開挖、支護及施工技術交底文件創建施工模型。建立開挖施工模型能夠通過三維清晰展示施工工藝，方便施工前進行三維技術交底，同時能夠實現計劃工期與實際施工進度對比分析，更好完成施工進度管理和各施工環節關鍵節點施工過程資料記錄歸檔。

車站BIM模型創建，除各部分開挖模型以外，還包括各部分建筑模型、結構模型和管線。車站建筑模型按照施工工序分模塊創建，各部分完成后在軟件中進行拼裝完成后模型如圖2所示。依據結構施工圖紙，運用魯班BIM建模軟件完成T2航站樓站項目的土鋼筋建模工作（如圖3），將車站土建模型和其鋼筋模型進行組裝，形成了與施工圖對應的初始模型,利用其能夠實現鋼筋工程量提出，由此形成與施工圖上所提供的材料進行對比分析

圖2 地鐵車站土建模型

圖3 地鐵車站鋼筋模型

3 圖紙審核

地鐵車站施工前需進行圖紙會審，提前發現施工圖設計中的漏洞、錯誤和按照設計圖紙無法完成的工程結構等問題。由于該地鐵車站所處位置外界環境較為復雜，因此施工前進行圖紙會審尤為必要。根據業主方提供的施工圖紙，利用revit建模軟件完成地鐵車站的BIM模型。在完成建模工作的基礎上，利用BIM軟件的碰撞檢查功能[3]，分別預判出了項目中存在的設計漏洞和碰撞點，進而出具圖審報告和預留洞口報告、預埋套管報告，共發現圖紙問題21處，其中主體結構問題6處，鋼筋圖紙問題15處，如圖4、5所示。

圖4 二次結構與樓梯發生碰撞

圖5 電梯井道與站廳結構梁發生碰撞

4 管線改遷

應用建模軟件完成該站所處區域的現有管線與車站結構的三維模型，通過三維模型清晰展示了現有管線與車站及附屬結構之間的空間管線，并對車站施工過程所涉及的管線進行準確的空間位置確定（如圖6）。根據施工組織方案對管線改遷方案進行了空間位置展示，并就不同管線改遷方案進行了對比分析，通過專家論證最終確立了管線改遷的可行性方案。BIM技術在管線改遷[4]實施過程中，提供了準確、精細的空間位置參數，并就改遷后的效果有了一個更為直接的展示。

圖6 地下管線改遷示意圖

5 工程量提取

通過創建車站建筑和結構模型，采用BIM技術快速算量的功能，能夠按照施工需要快速生成分層、分區、分專業、分系統等部分的工程量清單，為項目材料采購、用料計劃提供了數據支撐[5]。利用LB管理平臺實現施工過程中的材料管理，根據現場實際施工進度，分別對車站主體及內部結構的土建工程量和鋼筋工程量進行了統計，并出具工程量報表，如圖7所示。將BIM模型計算出來的車站主體及內部結構鋼筋工程量與項目預算工程量進行對比分析，形成初步經濟效益報告。利用BIM技術對該地鐵車站主體與內部結構工程量進行對比分析，發現項目初期預算與BIM工程量存在一定差距如圖8所示，由此避免清方結算時發生多算少算現象，為項目節約經費的目的。

圖7 材料管理

圖8 工程預算和BIM預算量對比分析圖

6 魯班BIM協同信息平臺應用

將項目模型的上傳至魯班BIM管理平臺，利用魯班BE進行項目施工過程材料、施工進度、安全和質量等方面管理[6]。為項目部人員按照級別不同分配施工管理魯班BIM平臺賬號，通過手機終端上安裝iBan，能夠實時上傳施工過程中的現場照片、施工視頻和施工資料等（如圖9）。利用BIM管理平臺施工管理人員能夠隨時查看施工進度是否滯后，施工過程中發現的施工問題是否已整改，施工材料量使用情況、材料儲備等情況，從而實現隨時隨地獲取現場施工情況信息，從而更加全面掌握項目施工具體情況。將項目施工過程資料上傳并附著與BIM模型為項目施工過程資料管理實現數字化，并將各方面施工資料集成與BIM管理平臺，為今后在項目運營過程中運營維護提供了數據追溯源。

圖9 魯班BIM管理平臺

7 結語

本項目通過引進BIM技術，實現了施工圖紙三維可視化，可根據施工要求，自動生成任意截面剖面圖，方便各類人員快速了解施工圖，有效地指導現場施工，減少返工造成的損失，同時利用BIM技術對施工模擬進行快速模擬和實時調整，大大提高了施工計劃的可行性和準確性，另外在材料和費用控制方面，采用明細表功能進行材料消耗分析，有效地控制材料超耗，取得了較好的經濟效益。運用BIM技術進行研究，探索適合地鐵車站工程的BIM技術，積累BIM技術應用經驗，為BIM技術進一步深入應用奠定了良好的基礎。本項目的研究為大規模、高標準、多專業的復雜工程建設提供技術支持。