BIM 在地鐵站后工程施工中的應用淺述

趙元梅 ,許原騎

（1.浙江杭真能源科技股份有限公司，浙江 杭州 311305；2.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 310011）

隨著我國城市軌道交通的發展，大眾對城市軌道交通出行提出了新的要求，而影響大眾對城市軌道交通體驗觀感的，關鍵在于車站站后工程的安裝實施[1-2]。城市軌道交通車站站后工程施工，包含暖通、動力照明、給排水、供配電、綜合監控、通信信號等多個專業的管線，傳統的平面深化設計已經無法滿足繁多復雜的管線在有限的空間下布局美觀合理，而利用BIM 技術的可視化以及模擬性等特點[3]，能夠在設計圖紙的基礎上對車站所有專業進行三維模擬化，以三維信息模型作為數據載體，對車站站后工程進行施工階段的深化設計，在滿足設計功能要求的前提下，節約施工階段工期及成本，同時保障大眾出行的舒適性。

1 BIM 技術的特點分析

在BIM 技術近三十年的發展歷程中，逐漸形成了集成數據的信息模型相關特點，主要包括可視化、協調性、模擬性等[4]。

1.1 可視化

在車站站后工程施工前，通過BIM 技術的可視化，將平面表達的二維圖紙轉變為三維可視化模型，通過三維信息模型，能夠更加清晰地理解設計師的設計意圖，在項目的設計、建造過程中，使得相關的溝通、討論、決策都更加輕松與便捷；同時，在站后工程的施工與質量管理過程中，借助BIM 技術建立的三維信息模型能夠為施工人員提供清晰且具體的參考依據，便于現場作業人員對施工任務的理解，控制現場施工質量。

1.2 協調性

在車站站后工程繁多復雜的專業里面，如何在有限的空間中協調各專業安裝作業，并且滿足后期運營管理、檢修的需要，成了車站站后工程安裝管理的重點。正是由于BIM 技術的可協調的特性，能夠在各專業管線信息可視化的基礎上，幫助處理各種專業碰撞問題，生成專業間的協調數據，按照各專業安裝規范及檢修、放纜空間的要求，協調各個專業的安裝作業人員對各專業管線進行安裝提資，彼此協調管線標高及安裝工序等作業內容，使得在車站有限的空間范圍內，同時滿足功能需求及運營管理需求。

1.3 模擬性

BIM 技術的模擬性能夠對軌道交通車站所有專業進行“預安裝”，在正式施工前，運用BIM 技術的三維可視化特性，將車站全專業的平面圖紙進行三維具象化，同時利用BIM 技術的協調性，對站后工程的各個專業安裝排布進行優化，能夠提前預知管線安裝困難，檢修空間不足或是標高不滿足的區域，提前進行管線的合理避讓與多方案比選，從中擇取滿足條件的安裝方案，避免現場的返工與浪費。

2 BIM 技術在站后工程安裝的應用

2.1 大型設備運輸模擬

在施工前的準備階段，站后工程施工單位綜合考慮車站現場土建進度、設備到場時間、二次砌筑進度等等因素，制定大型設備吊裝及運輸路徑的初步規劃，并利用BIM 技術的可模擬性，在三維模型的基礎上，添加進度計劃，通過BIM 相關軟件驗證大型設備運輸路徑及方案的合理性。

圖1 大型設備運輸路徑規劃

在確定大型設備運輸路徑的基礎上，通過對吊裝機械選型的確定，驗證現場條件是否滿足吊裝機械臂長、回轉半徑等要求，保證現場吊裝作業的安裝，避免方案性的問題，導致事故的發生。

圖2 吊裝機械回轉半徑驗證

2.2 三臨工程及場地布置

通過BIM 技術的三維可視化，搭建車站三臨工程并進行場地布置，可以充分利用現場空間，對現場進行布置規劃，驗證安全、消防等規范要求并滿足現場施工需要，合理布置臨時疏散指示、臨時消防用水、臨時照明、防墜網以及安全警示標志等。通過在BIM 模型上對三臨工程的驗證，能夠提前驗證車站內臨時照明設備的照度、二級配電箱的供電范圍等，避免后期因為照度的不足，產生安全隱患。

圖3 二級配電箱供電范圍驗證

利用BIM 技術的三維可視化，在臨時工程中還能充分利用車站內有限的空間范圍進行材料堆放區與加工區的劃分，避免了施工過程中材料堆放混亂，各專業材料混用、丟失的情況出現；同時將加工區進行分隔，能夠精確治理加工過程中產生的揚塵以及弧光等污染源。

圖4 材料堆放區域劃分

2.3 管線綜合及支吊架布置

將三維模型進行碰撞檢測，根據施工相關規范及安裝要求，進行全站管線綜合深化，對碰撞點消除，合理布置綜合支吊架，出具綜合支吊架深化圖紙，用于指導廠家下料加工，避免因現場加工支架導致的材料浪費及返工延誤工期。

圖5 車站管綜優化及綜合支吊架布置示意

2.4 二次砌筑孔洞預留

在全站管綜優化模型的基礎上，將確定好的管線模型與二次砌筑模型進行比對，確定好機電管線穿墻位置及尺寸；利用模型比對的結果，對各專業孔洞進行提資，對二次砌筑模型進行墻體開孔，生成帶三維預留孔洞的模型。在保證構造柱及圈梁間距滿足規范及設計要求的前提下，將與管線碰撞的圈梁以及構造柱進行優化調整，避免在實施過程中因優化不到位造成的返工以及構造柱切割等情況的出現。

圖6 模型比對及開孔示意

2.5 設備房的預裝配

為避免因后期趕工造成的質量及安全事故發生，將空調冷凍機房、消防泵房等位于附屬區域的設備房進行預制裝配深化。在現場條件不滿足安裝的情況下，對機房內管線進行模塊化分割，使模型達到加工級精細度，保證消防泵房模塊化安裝及冷水機房預拼裝實施的可行性；同時利用施工單位的加工場地，將實際的安裝工作前置，保證現場作業有序高效進行，節約工期，減少現場加工造成的二次切割以及焊接等工作。提高了機房安裝工藝，加快了現場安裝進度，節約安裝周期，保證了工程的建設工期。

圖7 機房模型深化加工圖

圖8 機房模型安裝軸測圖

3 結語

面臨國內城市軌道交通建設的進程日益發展，緊迫的建設周期、繁多復雜的專業管線、窘迫有限的安裝空間對軌道交通站后工程安裝作業提出了更高的要求，通過BIM 技術日漸成熟的應用與發展，不僅在站后工程安裝作業的進度、質量方面有了良好的改善，對現場作業安全也有了充分的保障。軌道交通施工企業積極使用BIM 技術指導站后工程的安裝，能夠減少項目中存在的質量及安全隱患，打造合格精品工程，推動軌道交通行業的有序發展。