BIM管線預制化技術在地鐵機電安裝工程中的應用

侯保俊，李世安

摘 要：將BIM管線預制化技術應用于地鐵機電安裝工程，不僅提高了建設效率，也在保證機電安裝工程技術指標的前提下，保障了工程質量。基于此，簡單概述BIM管線預制化技術，介紹BIM管線預制化技術在地鐵機電安裝工程中的應用實例，包括管道預裝、設備分段、機電棚預制等多種應用方式，并通過實際案例分析該技術在地鐵機電安裝工程中的應用效果，深入分析探討BIM管線預制化技術的技術優勢、發展前景等，為該技術在未來地鐵機電安裝工程中的應用提供新的思路和方向。

關鍵詞：BIM；管線預制化；地鐵機電安裝工程；應用優勢；發展前景

中圖分類號：U231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）10-0011-03

0 引言

地鐵機電安裝工程是地鐵建設中的重要環節，其建設質量直接影響地鐵線路的使用安全和順暢程度。隨著BIM技術在建筑行業中的應用越來越廣泛，其在地鐵機電安裝工程中的應用也逐漸成為研究的熱點。管線預制化技術作為BIM技術的一種應用手段，具有極高的應用價值。本文將重點研究BIM管線預制化技術在地鐵機電安裝工程中的應用。

1BIM管線預制化技術概述

BIM管線預制化技術是指在建筑信息模型（BIM）的基礎上，利用現代化的預制化制造技術，對建筑管線進行離線加工，以提高管線的質量和效率[1]。預制化技術可以大幅縮短建筑現場施工時間，減少誤差和浪費，降低成本，并提高安全性和可靠性。

BIM預制化技術具有以下5個特點：①尺寸精確。BIM預制化技術可以通過計算機模擬和預先設計，使得構件、管道等各種構件產品尺寸精確，從而避免了傳統施工方式中存在的偏差和誤差。②工藝標準化。BIM預制化技術可以通過制定標準化工藝，統一管道的制作和加工方式、焊接方法等，從而保證管道的質量，避免了傳統施工方式中存在的不同工人、不同時間、不同地點的影響。③施工現場少而效率高。BIM預制化技術通常在生產基地完成預制，然后進行現場組裝和安裝，因此現場需要進行的施工很少，大大降低了施工難度和安全隱患。④降低施工成本。BIM預制化技術可以在生產過程中進行優化和精細的管理，從而降低人工成本和材料成本，縮短工期并提高施工效率。⑤管理和維護方便。利用BIM模型可以對預制構件進行管理、維護，對管道的安裝位置、使用情況進行監測和分析，及時做出調整和維修保養，從而保證了管道系統的長期穩定運行。

2 BIM管線預制化技術在地鐵機電安裝工程中的應用流程

BIM是建筑信息模型技術，可用于多個階段的工程設計和施工。管線預制化技術是BIM的一個重要應用領域，可實現管線預制化加工、裝配、安裝的全流程數字化管理。在地鐵機電安裝工程中，BIM管線預制化技術可實現多方協同工作、信息共享與交流、管線工程數字化模擬、質量控制、安全管理等工作[2]。其具體運用流程如表1所示。

3 BIM管線預制化技術在地鐵機電安裝工程中的應用要點

3.1 模型深化

依據設計圖搭建的土建模型與機電模型整合起來，根據設備管線與結構的關系，綜合分析地鐵公區及設備區重要部分的凈高是否符合通風、消防、維修、吊頂等設計要求。

添加支吊架、吊頂，明確管線定位、翻身情況，以管綜圖紙和模型的方式下發設計，經施工單位確認無誤后，進行下一步拆分工作。其具體運用流程如表2所示。

3.2 設備分段

3.2.1BIM技術在設備分段中的應用

設備分段是地鐵機電安裝工程中的重要組成部分，其目的是更方便地運輸、卸載、安裝設備。在傳統的設備分段中，一般需要到現場再進行安裝，這既費時費力，還會帶來很多的危險因素。而在設備分段中應用BIM技術，則可以更好地解決這些問題。

3.2.2 設備分段實例分析

在中鐵大連地鐵五號線工程中，在設備分段中采用了BIM技術。工程團隊利用BIM技術完成了五號線所有車站各專業的三維模型，按照設計方案制造出與模型相對應的設備分段。通過設備分段的預制化制造工藝，將設備分段的組裝和安裝盡可能地簡化，從傳統的手工安裝方式切換到機械化的方式，大幅提高了生產效率。最終完成驗收工作，使得直接運輸更方便，并且保證了設備系統的安全和高效運轉。

3.3 機電棚預制

3.3.1BIM技術在機電棚預制中的應用

機電棚預制是地鐵機電安裝工程的核心環節之一。在預制中，機電棚系統的完整性和準確性尤為重要，設備的結構、管線的接口必須按照規定的要求正確安排、定位和連接，需遵循相關的安全、防火、通風要求等。在用傳統的構造方法進行機電棚預制時，需要消耗大量資源和時間，還可能會帶來諸如安全隱患、建造質量不可控等問題，由此BIM技術在機電棚預制方面的應用顯得尤為重要。

具體有以下6個步驟：①建立BIM模型。機電棚預制的第一步是建立BIM空間模型，以便在模型中排布機電設備、管道、支撐架等部件。②分離機電系統。將機電系統與建筑系統分離，避免機電系統在施工期間被損壞。③對接口進行細節處理。設計適當精度、材質、接口和零件，對所有的接口進行相應的細節處理，確保預制件的質量和準確性。④預制各個模塊。依據BIM空間模型和各自的設計構思進行加工、制造和預制化，進而提高預制件的質量和效益。⑤現場組裝。到場后，施工技術人員會根據各個模塊之間的三維標識將其組裝起來，根據現場的實際情況進行調整。⑥驗收。機電棚預制完成后，必須要對預制件進行必要的檢驗和驗收，以確保其質量和符合安全規范要求。

3.3.2 機電棚預制實例分析

在武漢地鐵二十四號線工程中，利用BIM技術已經成功地將機電棚預制化制造，實現從設計、制造到現場安裝的全過程數字化管理。通過BIM技術的多項優化，機電棚的組裝構造變得更加輕便和高效。在現場組裝過程中，由于預制件模擬了現實環境，因此現場調整和調試極其方便，大幅縮短施工周期。最終，驗收的安全和質量都非常的成功，受到了業內人士的高度贊譽。

4BIM管線預制化技術的應用優勢和前景

BIM技術作為一種新型的建筑信息化技術，已經逐漸成為建筑產業中不可或缺的一部分。在地鐵機電安裝工程中，BIM技術與管線預制化技術的應用趨勢日益明顯，這種趨勢主要表現在技術優勢、發展前景以及發展趨勢方面。

4.1 技術優勢分析

BIM管線預制化技術是將BIM技術與管線預制化技術有機結合的產物，其最大的技術優勢在于可以實現施工現場的協調和優化。傳統的地鐵機電安裝工程過程中，由于每個施工單位各自為政，缺乏有效的溝通與協調，導致工程質量把控難度大、工期延誤問題多、安全風險高等問題[3]。而采用BIM管線預制化技術，可以將各個施工單位間的施工方案制定過程串聯起來，形成一套完整的工程施工流程。

4.2 發展前景分析

作為BIM應用領域的重要組成部分，管線預制化技術已經在多個國家和地區都得到了越來越廣泛的應用。

在中國地鐵建設中，管線預制化技術已經發展出一系列成熟的應用模型，在各大城市的地鐵系統建設中，已經廣泛應用。管線預制化技術與BIM技術的結合，可以實現預制化管道構件的數字化造型、標準化設計[4]。未來，地鐵機電安裝工程所使用的工具將更加智能化，利用大數據和人工智能技術，可以對施工現場進行自我控制、自我匹配、自我改進，以實現智能化施工目標。

4.3 發展趨勢分析

在管線預制化技術應用的發展中，虛擬施工、智慧施工等技術的發展也與BIM技術緊密相關。虛擬施工技術是一項將建筑施工過程數字化、模擬化、可視化的技術。而智慧施工則是運用大數據分析、物聯網、人工智能、云計算等技術，實現項目全生命周期各個環節的數據化監管、培訓、管理與協調的一種管理方式。將這兩種技術引入BIM管線預制化技術中，可以實現更加高效的施工。在建筑全生命周期中，BIM模式將起到更多的作用。相關人員可以將BIM技術和虛擬施工技術相結合，實現所有施工環節可視化，通過數據分析和人工智能技術，提高施工質量，預防事故的發生。可以將BIM技術與智慧施工技術相結合，實現工序協調和協作，提高施工的效率[5]。

5 結束語

BIM管線預制化技術在地鐵機電安裝工程中的應用，可以大大提高建設效率，降低成本，提高工程質量，保證施工安全等。盡管該技術還處于起步探索階段，但其在未來地鐵機電安裝工程中的應用前景十分廣闊。為了更好地實現技術應用目的，未來還需加強技術研究和人才培養，增強技術創新能力，拓展技術應用范圍，推動中國地鐵機電安裝工程水平的整體提升。

參考文獻

[1] 汪偉建.地鐵機電安裝管線綜合排布技術要點探究[J].工程建設與設計，2023（7）：56-58.

[2] 王龍飛，郭峰，張先鋒等.BIM技術在地鐵機電工程深化設計中的應用：以鄭州地鐵6號線一期工程為例[J].工程技術研究，2023，8（7）：173-175.

[3] 張文賀.地鐵機電安裝動力照明工程施工工藝研究[J].工程機械與維修，2023（2）：162-164.

[4] 李雪.地鐵車站機電設備安裝中綜合管線施工技術探討[J].工程機械與維修，2023（2）：264-266.

[5] 張紅云，胡春林，譚克林，等.BIM技術在地鐵機電安裝工程中的應用[J].安裝，2023（2）：42-46.