基于BIM 的軌道工程建設設計及施工研究

◎王婧雯

隨著社會發展，科技不斷進步，信息化這一技術手段已經融入到了我國的各個行業當中，其中最有成效的就是數字化的應用。數字化的應用對于我國工程行業帶來了很大的轉變，可以更有效地對設計以及施工現場進行把控。大大降低了在施工作業過程中存在的安全隱患，也降低了工程企業的社會風險以及經濟風險，提升了工程企業的施工效率以及企業的整體效益。

一、城市軌道交通項目工程特點及BIM 在其中應用的潛力

1.城市軌道交通項目工程的特點。

城市軌道交通項目工程因為其自身的獨特性，其是和傳統的民用建筑以及工業建筑不同的：

（1）項目參與單位比較多，涵蓋面廣，較為復雜。

（2）項目投資資金較大，所涉及到的利益方較多。

（3）城市軌道交通項目投資收益周期較長，是需要在項目的使用階段才能顯現出來投資的整體效益。

（4）項目影響面較為廣泛，同時受到外界因素影響較大。

（5）項目的涵蓋面以及規模越來越大，也越來越復雜，管理的手段也越來越科學。

2.BIM 技術在城市軌道交通項目工程中的應用潛力。

當前BIM 技術作為工程領域的一項革命性的科學技術，其理念以及融入到了工程的各個細分領域。城市軌道交通項目工程因為其自身獨特的性質，也存在著很多的因素來推動著BIM 技術的普及應用以及持續的發展。

（1）是建筑領域轉型的必然。當前，伴著科學技術手段的進步，BIM 這一先進的技術手段也對建筑領域進行著沖擊和推動，推動著建筑行業的發展以及升級。城市軌道交通項目工程作為建筑行業的一個細分領域，也從以往的粗放管理手段向細化的管理手段進行轉變。讓著一轉變順利實施的一個重要手段就是BIM 的應用。

（2）企業核心競爭力的提升。當前不管是政府的有關監管部門還是業主單位，都在提倡對BIM 技術的應用。當前許多發達國家已經將BIM 技術滲透到了工程當中的各個領域，其中當然也包括了城市軌道交通工程。我們國家當前的城市軌道交通項目工程的有關企業也越來越關注BIM 的重要作用以及其優勢，也在大力引進和推過著BIM 技術的應用。許多企業單位為了可以增強自身的競爭力，保證自身在工程行業中的地位，就對BIM 這一技術進行應用來加強自身的競爭力。

（3）與國際之間進行交流合作和EPC 模式的需求。BIM這一技術手段可以實現不同專業軟件的統一交流，也可以降低語言不同以及專業不同間的信息交流的支出成本。當前隨著國家的開放以及國際之間的交流，國際工程越來越多，BIM技術的應用可以大大降低工程信息傳遞過程當中的損耗，降低因為語言不通而出現的一些錯誤和工作的重復。當前，許多國企以及央企在大力推進設計以及施工一體化的總承包模式，也就是EPC 模式，BIM 技術的應用，可以將設計業務向建設施工進行延伸。

（4）城市軌道交通項目自身要求的提升。前伴著社會經濟的迅猛增長，城市軌道交通這一項目工程的體量以及規模和復雜的程度也在逐漸的增長，也就出現了越來越多負載的建筑物以及構筑物，就會讓以往傳統的二維設計軟件變得難以進行處理。但是BIM 這一技術的加入，其參數化以及可視化等這一特性可以很好地解決這一問題。

（5）高度集成的優勢。城市軌道交通項目涵蓋設計、施工以及后期運行使用階段，這三者都是無法分割的。但是依據以往的傳統模式來進行工程的建設，就會常常出現信息的孤島現象，不能體現建設工程全生命周期的重要理念。但是BIM 技術的出現，其對工程全生命周期的各項信息資源進行集合，同時其具有強大的模擬以及分析的功能?？梢灶A想對項目工程進行設計以及施工的模擬，使其發現方案當中的問題，并在動工之前就進行解決，進而有效降低資源的浪費以及資金的支出，也提升了工程建設的整體質量以及效率。

二、基于BIM 的軌道工程建設設計階段

BIM 這一先進技術的應用可以實現工程項目的全生命周期，對于城市軌道交通項目前期的設計階段而言的BIM 應用進行整理，設計階段可以整理為以下三個階段，即總體設計階段以及初步設計階段和施工圖設計階段。

1.總體的設計階段。

對于設計階段而言前期的總體設計是為了解決總體規劃方案的比對問題。在這一階段可以對不同的設計方案來創建BIM 模型，并建立項目工程周邊環境的模型，應用BIM 模型的可視化這一特性功能來直觀的對比每個設計方案的最終效果，對其優缺點進行分析，進而協助設計進行相應的方案對比，對最終的設計整體方案進行確定。

2.初步的設計階段。

初步設計這個階段其主要應用BIM 進行現場管線的改遷以及施工場地的模擬和道路的翻交。將BIM 效果圖做出來之后可以將城市軌道交通這一項目工程的規劃線路以及站臺位置將周邊的地形以及建筑和市政的有關設置進行綜合的統籌，進行相互的協調，對管線的搬遷量進行整理統計。可以預想將風險控制到最小，提升項目的協同效率，也降低了自身的成本支出。

3.施工圖的設計階段。

在設計階段中的施工圖設計，基于BIM 技術有關的設計人員可以對管線綜合以及工程量的校驗、碰撞檢查、大型設備運輸道路的檢查以及裝修完成效果圖進行整體的查看。城市軌道交通這一項目工程常常會涉及到管線，但是BIM 技術的應用可以大大提升處理復雜管線問題的便捷性?；贐IM的模型構建，進行對管線綜合以及碰撞檢查，可以進一步發現結構構件和管線之間存在的問題，對綜合復雜的管線碰撞等問題進行模擬查看，依據碰撞的模擬數據進行分析并生成調整協調的數據，并將數據反饋給各個有關專業進行相應的調整優化。也就避免了各個專業和圖紙之間不夠協調的問題出現，對設計圖紙中可能出現的問題進行及時解決，保障最終設計圖紙的質量，也避免了因為后期的設計變更額而出現的工程的返工現象。在以前的工程把控的過程中，經常會出現因為設計的不完善，導致大型設備檢修運送的不出去的情況，或是設備的使用空間滿足不了檢修的需求。通過BIM 這一先進技術，我們可以在前期的設計階段就對大型設備的運輸路徑進行三維模擬，可以及時發現設計的問題，避免因為設計的問題而出現后續的無法運輸的現象發生。在施工圖這一設計環節中，對模型對象的顏色信息以及材質信息和光源信息進行賦予，對裝修的效果進行模擬。再通過動畫的漫游，讓設計人員以及決策人員可以置身其中，對于設計方案的完善以及設計效果的呈現和裝修方案的穩定有著重要的意義以及作用。

三、基于BIM 的軌道工程建設施工階段

（一）BIM 技術在城市軌道交通項目建設上的運用

1.在管線上的運用。

可以對信息化技術的數字信息進行應用，利用三維立體技術來對城市軌道交通這一項目工程的模型進行全面立體的構建，在計算機設備當中顯現出來。可以大大提升城市軌道交通項目建設施工的整體效率，保障其最終的工程質量，讓軌道交通項目在工期內順利的完成施工作業，提升企業這樣一來就可以有效的提高建筑工程的施工效率，從而保證建筑工程的施工質量。

BIM 技術的可視化對于城市軌道交通工程項目來講是至關重要的，其可以利用三維模型來對來依據管線圖紙來轉化為實際的二維圖形，便于作業人員對管線的施工作業合理的把控。

2.預留孔洞的查驗。

利用BIM 這一手段可以及時和直觀的發現機械設備在項目工程當中留有的控孔洞位置以及尺寸等有關的信息，可以有效地避免施工作業中對孔洞進行碰撞或是出現堵塞的問題，可以讓預留的孔洞更好地發揮出其作用和意義。

3.接口協調作業。

BIM 技術的應用當中的三維立體技術的模型可以提前就對工程施工作業中的各個環節進行監測判斷，提前進行發現和解決，就避免了在施工作業中因為接口問題而出現的施工返工問題，進而會影響到工程的整體經濟效益以及工期問題。

4.大型設備運輸方案合理選擇。

依據軌道交通項目中所需要的設備廠商所給出的設備尺寸以及外形，進行BIM 的建模處理。這樣在一些大型的設備進入到城市軌道交通項目的現場前，就可以依據自身所建立的三維立體模型進行運輸路徑的合理安排，以保障大型設備可以到達指定的位置并進行后續的施工作業。

5.工程量的輔助計算。

BIM 這一技術手段中的三維立體設計模型，可以運用測量軟件來對城市軌道交通項目進行精準的測量，可以為物資的成本控制以及采購提供極大地便利性和可參考性。軌道交通項目工程量的計算是一項較為復雜的工作，BIM 技術的應用可以這些工作交給計算機來進行快速的處理，進而大大降低了人力資源的成本以及錯誤問題的出現。

（二）BIM 技術在城市軌道交通項目施工安全上的運用

對于前段信息對BIM 技術在城市軌道交通項目上的施工建設中的應用，可以分析出通過以上介紹BIM 技術，可以分析出BIM 技術可以大大降低項目工程施工作業的不安全因素。可以幫助城市軌道交通項目進行施工建設的有效把控。BIM這一技術在城市軌道交通中的應用大大降低建筑使用建設過程當中安全問題的發展，提升城市軌道交通項目施工作業的整體效率，以此來保障城市軌道交通項目的最終質量。

（三）BIM 技術在城市軌道交通項目施工質量管理上的運用

BIM 這一先進的技術中的三維技術所建立的立體模型，可以對城市軌道交通項目的全周期進行有效地幫助，可以降低城市軌道交通項目中所出現的質量問題。也可以讓有關人員在BIM 平臺上進行相關的交流，可以推進技術的整體發展和創新，推動BIM 技術的進步。BIM 技術的引用可以讓城市軌道交通項目前期就進行有效地協調作業，可以在施工前就發現可能會出現的一些問題，避免因為這些問題而出現工程的返工，進而增加其成本的支出。BIM 技術合理的應用在城市軌道交通技術當中，就可以在技術測試中避免出現問題，降低施工作業的過程當中對管道路線的碰撞問題的發生，如此一來可以提升城市軌道交通項目的整體施工質量以及效率。可以在復雜的管線作業中，選擇出最科學完善的一套施工作業方案。

（四）BIM 技術在城市軌道交通項目施工進度上的運用

在城市軌道交通技術當中管線的綜合布置，可以依據BIM 中的三維立體模型的構建來進行合理全面的布局?？梢杂行嵘鳂I人員的整體效率，降低設計當中所出現的錯誤，并運用構建出來的三維模型來指導現場作業人員的合理施工，保證城市軌道交通項目的施工進度順利的完成。

四、結束語

BIM 技術的發展應用，推動著城市軌道交通項目整體行業的變革發展。相關企業在切合實際的建立健全自身的BIM體系。通過BIM 數據進行整合以及查看，可以更有效地了解城市的軌道交通項目的施工建設以及運營的狀況；也可以對以往的數據進行分析探究，為城市后續的規劃和設計提供重要的參考價值。BIM 技術的應用可以將資源最大化，大大降低人力以及材料的支出及浪費，降低對周邊環境的影響，助力于我國可持續化發展建設。當前，城市軌道交通項目中BIM 技術的應用已經取得了很多成效，但BIM 這一技術在城市軌道交通項目的應用還處在一個萌芽的階段，還存在著一定的問題以及阻礙。項目各參與方在BIM 的應用中發揮著不同的作用，因此，為了推動BIM 技術在軌道交通項目上的應用，需各相關單位協同努力，解決問題，共同創建出適合我國國情的軌道交通項目建設BIM 技術的發展道路。