城市軌道交通工程設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用策略

宋樹恒

摘要：隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，建筑信息模型技術(shù)（BIM）在軌道工程的設(shè)計已有廣泛的應(yīng)用。文章就BIM技術(shù)在上海某在建城市軌道交通管線設(shè)計中的應(yīng)用實(shí)踐，分析總結(jié)在城市軌道交通車站空間管線碰撞檢查和后期現(xiàn)場施工配合中出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的解決方法，可以協(xié)助設(shè)計找出管線排布最優(yōu)方案，節(jié)省管線材料，可在最大程度上避免施工過程中可能造成的浪費(fèi)，提高現(xiàn)場的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：BIM;軌道交通;城市交通;工程管線;綜合設(shè)計

引言

BIM技術(shù)是對建筑工程信息的數(shù)字化承載和可視化表達(dá)，BIM技術(shù)的應(yīng)用是解決軌道交通工程體量巨大、參與單位眾多、環(huán)境錯綜復(fù)雜的重要手段。文章就BIM技術(shù)在地鐵工程建造過程的應(yīng)用價值進(jìn)行了分析，研發(fā)了軌道交通BIM施工管理系統(tǒng)，并依托濱海新區(qū)B1線工程在安全監(jiān)測、隱患排查、現(xiàn)場監(jiān)控、盾構(gòu)監(jiān)測、施工協(xié)同等多個環(huán)節(jié)開展了應(yīng)用實(shí)踐，驗證了平臺應(yīng)用的可行性和價值，提升了軌道交通管理質(zhì)量和效率。

1BIM技術(shù)介紹

BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)的載體為三維數(shù)字化技術(shù)，可以結(jié)合建筑工程項目，從建筑設(shè)計直到施工、竣工等階段制定全過程生命周期管理體系，及時將與建筑項目有關(guān)的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全過程管理控制，促進(jìn)不同企業(yè)與部門之間的協(xié)同工作，為工程項目提供信息庫，方便工程項目管理，保證項目質(zhì)量。

2BIM技術(shù)含義及特點(diǎn)

2.1可視化

BIM技術(shù)的可視化效果是區(qū)別于傳統(tǒng)CAD技術(shù)最顯著的一點(diǎn)。將傳統(tǒng)的二維線條構(gòu)件形成三維立體模型，根據(jù)大原則空調(diào)管線走最上方，其次強(qiáng)電，其次弱電，設(shè)計將管線排布、空間走向及設(shè)備構(gòu)件等轉(zhuǎn)換三維成果，輔以局部剖面及局部軸側(cè)圖，更清晰的呈現(xiàn)管線關(guān)系。同時還可通過瀏覽，慢走等多種仿真手段指導(dǎo)施工。

2.2協(xié)調(diào)性

因BIM技術(shù)的核心理念就是項目的參與方，從業(yè)主開發(fā)初期到后期物業(yè)管理，可以共同參與項目全生命周期管理。在目前的開發(fā)階段，城市軌道交通大部分屬于地下車站，由于地下車站本身存在造價高、結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、機(jī)電設(shè)備專業(yè)系統(tǒng)繁多、管線布局交錯復(fù)雜的特點(diǎn)，現(xiàn)場常出現(xiàn)管線之間、管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生碰撞的情況，給施工帶來麻煩，影響房間及走道凈高空間，造成返工和浪費(fèi)，甚至存在安全隱患。因此在設(shè)計階段處理好各專業(yè)管線空間排布關(guān)系，并在施工階段能夠以三維的方式指導(dǎo)施工，對于保證城市軌道交通工程質(zhì)量與項目經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)重要，BIM技術(shù)可滿足各專業(yè)對模型的深化要求并即時與各專業(yè)進(jìn)行有效的溝通，即時調(diào)整發(fā)現(xiàn)的所有不合理的設(shè)計內(nèi)容，對各專業(yè)進(jìn)行全面協(xié)調(diào)。

3軌道交通工程中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1BIM技術(shù)在前期規(guī)劃中的應(yīng)用

軌道交通工程涉及范圍廣，工程周期長，在前期規(guī)劃工作中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以從可行性研究角度出發(fā)，創(chuàng)建以城市軌道交通工程為中心的三維模型，模型中包括軌道交通工程中的所有元素，如地質(zhì)條件、線路設(shè)計以及管線規(guī)劃等。以線路設(shè)計為例，借助BIM三維模型，可以及時展示軌道交通工程周圍的環(huán)境以及既有建筑等內(nèi)容，幫助軌道交通工程順利完成選線設(shè)計分析，同時合理布置站位。車站規(guī)劃中，在BIM技術(shù)的協(xié)助下，可以完成線路總體布局，尤其是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助下，可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)軌道交通工程的精準(zhǔn)測量，確定車站的位置。從道路紅線、軌道交通周圍建筑以及施工范圍等方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以幫助設(shè)計人員及時掌握規(guī)劃實(shí)施可能存在的限制性因素，同時完善車站總體規(guī)劃布局計劃，及時確定車站埋深以及建設(shè)要求、規(guī)模等。

3.2在進(jìn)度管理中的應(yīng)用

軌道交通工程處于項目的投標(biāo)階段時，各施工企業(yè)之間存在激烈的競爭關(guān)系，在時間緊迫任務(wù)重的情況下，施工企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)建立的施工管理平臺能夠?qū)崿F(xiàn)各自施工方案和進(jìn)度控制的虛擬化演示，更加直觀地展示出其對于工程配套資源的分配情況與項目部署。在工程施工項目的策劃設(shè)計階段，施工單位要對工程項目進(jìn)度的控制計劃進(jìn)行完善，并且合理設(shè)置施工人員的勞務(wù)強(qiáng)度，結(jié)合工程施工現(xiàn)場的實(shí)際情況完成現(xiàn)場應(yīng)用規(guī)劃。在此過程中應(yīng)用BIM技術(shù)建立的管理平臺，施工單位能夠在工程正式施工之前完成上述內(nèi)容的模擬演示，明確其中問題，優(yōu)化資源調(diào)配，最終確定現(xiàn)場施工區(qū)域和作業(yè)流水段的劃分方案，對現(xiàn)場施工人員、機(jī)械設(shè)備以及施工原材料等人力物力進(jìn)行最佳調(diào)配。與此同時，施工單位還可以利用管理平臺完成工程施工動態(tài)曲線圖的繪制，根據(jù)曲線圖完成施工計劃的完善調(diào)整。在工程的實(shí)際施工階段，施工單位通過工程施工管理平臺能夠明確每日施工作業(yè)的實(shí)際完成情況，通過對當(dāng)日數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后能夠及時發(fā)現(xiàn)其中存在的數(shù)據(jù)偏差與缺陷，防止出現(xiàn)施工作業(yè)重疊或者遺漏的情況，及時查缺補(bǔ)漏，確保施工進(jìn)度符合工程原計劃要求。

3.3在成本管理中的應(yīng)用

在軌道交通工程的成本管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，主要優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，首先，應(yīng)用該技術(shù)能夠在短時間內(nèi)完成工程量清單的校驗工作，應(yīng)用BIM技術(shù)建立的工程模型，能夠快速完成相關(guān)工程作業(yè)量的測算統(tǒng)計，給工程投標(biāo)標(biāo)的提供參考數(shù)據(jù)，這樣在項目投標(biāo)前期階段就能實(shí)現(xiàn)對于資金成本的有利把控，便于項目后續(xù)的資金流轉(zhuǎn)。其次，應(yīng)用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)項目物資量的快速提取，工程管理人員通過BIM技術(shù)建立的施工管理平臺能夠根據(jù)施工需求完成工程量的提取，并且自動審核分包量，這樣可減輕人工手算的工作負(fù)擔(dān)，大大提升工作效率。施工管理平臺能夠根據(jù)施工時間施工內(nèi)容以及施工進(jìn)度控制計劃等重要條件實(shí)施物資量的提取控制，并且制訂人力物力投入計劃，給工程部的物料采購與后續(xù)進(jìn)場管理計劃的制訂提供依據(jù)。

3.4BIM技術(shù)在協(xié)同設(shè)計方面的應(yīng)用

協(xié)同設(shè)計方面主要是在軌道交通工程設(shè)計單位中，以局域網(wǎng)為中心，通過BIM技術(shù)對軌道交通工程中數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用，搭配網(wǎng)絡(luò)通信軟件，打造更完善的通信系統(tǒng)，為軌道交通工程的運(yùn)行、相關(guān)人員進(jìn)行信息查閱、文件交換以及在平臺上進(jìn)行溝通交流等提供基礎(chǔ)，尤其是管理與設(shè)計人員。BIM技術(shù)在協(xié)同設(shè)計中，以統(tǒng)一平臺為載體，可以對項目內(nèi)容、設(shè)備管理以及結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面全部進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與管理，不僅真正做到資源共享，還可以在很多方面加快信息傳播速度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時交流，隨時掌握軌道交通工程的設(shè)計情況。軌道交通工程中，不同專業(yè)的管理與工作人員可以根據(jù)BIM模型對項目文件進(jìn)行實(shí)時查閱與優(yōu)化，確保相關(guān)信息共享同步基礎(chǔ)上，及時添加工程其他實(shí)時信息，與軌道交通工程項目具體情況無縫銜接，使管理人員、設(shè)計人員以及施工人員等實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同管理與作業(yè)。利用BIM技術(shù)提供的3D模型，可以展開工程設(shè)計檢討，對軌道交通工程建筑間隔、水電環(huán)控組件、軌道設(shè)計規(guī)劃、機(jī)電設(shè)施、結(jié)構(gòu)構(gòu)件等進(jìn)行碰撞檢查，并且及時生成軌道交通工程的相關(guān)輔助圖。

結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用并不僅局限于管線綜合設(shè)計，可以利用其可視化手段，為建筑設(shè)計提供更多的設(shè)計思路，將其不僅應(yīng)用設(shè)計中協(xié)同工作，讓協(xié)同工作服務(wù)貫穿于整個建筑工程的全生命周期中。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉，黎蕓含，王曉初，熊龍.基于BIM技術(shù)的綜管線設(shè)計在鐵中的優(yōu)化分析[J].沈陽大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020（4）：138-140.

[2]翼程.BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報，2018（5）：1664-1668.

[3]史恬齊.BIM技術(shù)在管線綜合中的應(yīng)用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（12）：203-204

[4]韓學(xué)偉，段寶東，徐智.BIM技術(shù)在地鐵綜合管線設(shè)計中的應(yīng)用方案研究[J].電氣化鐵路及城軌交通牽引供電技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展論文集，2020：247-249.