BIM 技術在地鐵車站工程中的應用

張鵬偉

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

目前，在我國城市的發展和運行中，地鐵成為人們的出行的重要交通工具，很多的城市也大力修建地鐵，但是在建設中還有很多不科學、不合理的問題。由于地鐵車站施工空間比較狹小，作業難度高，施工步驟較多，同時工期也比較緊張，因此要采用BIM 技術[1]。從地鐵車站的施工方案、資源配置、信息管理等方面入手，采用BIM 技術，不僅可以節省大量的施工時間和資源，還能減少重復作業，提高地鐵施工的質量[1]。

1 BIM 技術應用概念

BIM 技術是通過計算機技術構建的一種建筑信息模型，其可以融合計算機技術和建筑信息技術，然后利用計算機對建筑參數完成很好的設計管理，模擬出符合施工要求的建筑模型。技術人員利用分析建筑模型，可以掌握建筑工程中實際情況，便于施工，同時也提高建設的效率。在建筑施工項目中，BIM 技術可以實現對整個建筑模型中建筑信息的集成化管理，然后利用BIM技術可以完成模擬操作，就能掌握實際情況，確保施工方案的可行性，同時也節省了施工時間。BIM 技術通過計算機完成對數據的管理，讓建筑工程各個部門之間實現了協同作業，也確保了各個部門之間的無障礙溝通，提高了合作效率[2]。另外，構建BIM 技術模型，要結合具體的施工參數和數據，對于相關的信息可以完成快速的更新和優化。

2 地鐵項目在施工中的難點

2.1 工程環境復雜

通常情況下，地鐵的建設都是在城市人口密接的地區，采用的施工機械設備會受到影響，不僅增加了施工難度，同時對施工管理方法、技術等的要求更高。

2.2 施工機械種類繁多

在進行地鐵施工中，會采用到大型的設備，其中有盾構機、挖土機等設備，在施工之前要做好設備數量和強度的分析并制定相關方案，傳統的作業中會經常發生交叉作業[3]。

2.3 工程協調難點多

由于地鐵項目都是在地下完工，需要各個部門相互協調。但在傳統的施工中部分施工單位為了趕工期，會出現不按照設計圖紙，或擅自改變計劃等，造成各部門之間的施工流程混亂浪費了大量的人力和財力。采用BIM 技術，可以加強各個部門之間的溝通。

3 地鐵車站施工中采用BIM 技術的必要性

地鐵車站由于空間比較狹小，在施工中也容易出現很多的隱蔽性問題。地鐵項目屬于十分復雜的一項作業，并且施工現場在布置中也會受很多因素的影響，導致材料進場、施工機械、施工人員等無法發揮出自身的作用。另外，確定采用的施工方案尚未得到進一步優化。與此同時，在施工中對于施工資源和進度無法有效地把控，并且出現很多交叉的情況。采用BIM 技術，可以讓地鐵車站實現模擬化、可視化，同時也能優化協同作業，通過BIM技術建模，上述這些問題都能得到解決，并且還能提高施工效率，提高作業的質量。

4 BIM 技術在地鐵車站工程各階段的實際應用

4.1 施工圖設計階段的應用

在地鐵車站項目中采用BIM 技術，可以完成3D 立體建筑模型設計，利用3D 建筑模型，不僅可以給工作人員提供施工所需的資料和數據，還能幫助設計人員整體規劃設計方案。與此同時，在地鐵車站項目中采用BIM 技術可以完成所有數據的管理和分析，技術人員對于地鐵車站項目中的所有數據都能有效地對比、篩選，另外，BIM 技術還能自動保存和存儲這些數據。在施工圖紙設計環節，需要結合設計圖紙構建3D 立體建筑模型，而利用BIM技術就能完成設計環節的建模，建模的方式要按照建筑工程的實際情況。施工圖紙完成建模之后，可以按照實際情況模擬施工情況。建筑工程的3D 立體模型都是通過動畫完成制作和處理，可以結合時間的變化合理地控制施工進度，確保施工工期，并參照建筑模型的變化[4]。另外，在施工中，如果施工計劃發生改變，BIM 技術具有的預見性可以在建筑施工中降低故障發生率，有效地確保地鐵車站項目的順利開展。

4.2 施工場地動態布置

地鐵車站通常都是在人口比較聚集的區域，不僅四周建筑密集，同時交通密度很大，施工場地比較狹小，現場布置的設備較多，所以在施工場地要進行動態化的布置。尤其是在施工準備環節，要結合施工場地四周的實際情況合理地規劃周邊地區，構建精細化的模型，確保模型的科學性、合理性。要檢驗是否合理，可以模擬施工機械現場作業，提前找出可能發生的問題，并進一步優化施工方案。通過BIM 技術的動態布置，可以滿足不同條件和時期的施工需求。

4.3 施工方案評選及優化

地鐵車站項目工程量巨大，涉及眾多的內容和施工工藝，且施工過程也較為復雜。在車站施工中采用BIM 技術，可以完成多種施工方案的對比，并且可以實現精細化的BIM 模型建模。BIM技術還具有可視化模擬的特點，可以生動模擬出施工現場的實際情況，調整施工周期和施工順序。另外，采用施工模擬反饋信息，可以優化車站管理相關信息，從技術、現場管控等多種角度確保地鐵項目的有序進行。

4.4 施工進度模擬及優化

以往的施工項目中，施工進度的把控都是技術人員參照以往的工程案例，全憑借自身的經驗，但是這種編排缺乏數據參考，同時也容易受到外界等眾多的干擾。在地鐵車站項目施工中采用BIM 技術，可以通過4D 的方式掌控施工進度[5]。①施工過程更加清晰明了，在施工中出現的問題都能及時發現并解決，提高了處理的效率。②施工企業可以按照施工進度計劃開展施工。利用BIM 技術，可以以天為單位，合理地規劃每日工作量和完成程度，確保了施工進度有序地開展，不僅僅讓施工質量得到了保障，同時也能達到地鐵項目的施工目標。

4.5 施工資源配置及優化

地鐵車站要將設計圖紙作為一項參考和依據，完成BIM 模型構建后，可以通過BIM 技術計算實際的工程量，確定材料用量。按照施工進度，合理地制定出采購計劃，讓材料管理更加精細化，改變傳統的粗放型施工模式，施工材料的進場可以實行動態化管理，提高了材料的利用率，減少材料的浪費問題。同時，在施工模型中，也能計算施工成本、計劃成本等，通過成本費用曲線變化圖能清晰地對比費用之間的差異，及時找出并解決存在問題，優化施工成本。另外，要結合工程量和施工進度，對于施工現場作業情況可以配置合理的施工人數，防止施工現場出現混亂，設備出現閑置等問題，不但可以合理地配置了各項資源，也能發揮出施工人員、資源的最大價值。

4.6 施工信息管理方式優化

地鐵車站項目要將信息管理平臺作為載體，將BIM 施工模型錄入信息管理平臺。在施工現場，管理人員能通過手機或電腦時刻地掌握機械設備、施工材料、作業等情況，通過系統捕捉的畫面有效地傳輸到信息管理平臺中。與此同時，施工現場的安全、文明施工等都及時上傳到信息平臺，讓施工實現了可視化管理。另外，管理人員可以通過平臺及時地監測平臺中的情況，并反饋給施工現場作業人員，大大提高了施工的效率，降低了施工中安全事故的發生概率。也確保了地鐵施工的質量，如圖1 所示。

圖1 手機端APP 應用流程

4.7 BIM 技術在地鐵車站綜合管線中的碰撞檢查

在傳統的地鐵施工中，開展碰撞檢測是要在設計圖紙確定后開展的，不僅耗時較多，同時也影響了施工進度。在地鐵施工中采用BIM 技術，可以檢測施工中所有的管線，同時還能優化管線的排布，防止管線出現碰撞，可以避免日后的返工。另外，地鐵車站綜合管線設計較為復雜，會涉及天然氣、給排水管線等。采用信息化模型可以提高空間的利用率，還能隨時地進行調整。碰撞檢測要通過BIM 技術實現，同時還能立即的下載檢測報告，避免人工檢測出現的失誤，對比傳統的CAD，可以提高精確性[6]。

5 BIM 技術應用效果

由于車站四周的環境比較復雜，通常地鐵車站在施工中都要進行時刻的監測，融合模型、施工現場和監測信息3 個方面，確保信息實現集成化的應用。利用BIM 技術模型人防區的預留預埋施工，可以大大提高施工企業和施工團隊之間的溝通水平，另外，可以模擬施工工藝，做好施工交底工作，防止在施工中有遺漏等問題，讓復雜的施工程序得到簡化。在施工完工后，管理人員可以按照模型檢查施工的質量。

6 結語

在地鐵項目施工中采用BIM 技術，同時要采用信息化技術，提高施工效率的同時還能節省施工造價成本。目前，我國的BIM技術在應用上還存在很多問題，因此研究單位要加強研究和應用，才能提高我國BIM 技術的水平。