徐延亮

（上海唯閣建筑設(shè)計(jì)工作室，上海 200000）

0 引言

地下工程項(xiàng)目建設(shè)綜合性較強(qiáng)，而且工程建設(shè)環(huán)節(jié)很多，地鐵建設(shè)需要大量資金投資，而且項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)，為社會(huì)帶來更深遠(yuǎn)的影響。地鐵在建設(shè)期間會(huì)使用更復(fù)雜的技術(shù)，而且還要較高的信息化協(xié)同，在對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行工程施工，一些地下空間各類復(fù)雜的管線要做出梳理，使用BIM技術(shù)通過三個(gè)可視化軟件視圖來了解施工中存在的問題難點(diǎn)，以便實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的，能夠更好提高工程的施工效率。

1 地鐵車輛設(shè)計(jì)應(yīng)用傳統(tǒng)的模型弊端

1.1 可視性弱

在傳統(tǒng)建筑施工模型中，往往是對(duì)二維模型來設(shè)計(jì)，在地下軌道工程建設(shè)中，有一些軌道管線布局比較復(fù)雜，使用二維圖紙很難進(jìn)行識(shí)別。在項(xiàng)目建設(shè)中，常常會(huì)存在一些規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容與現(xiàn)有管線產(chǎn)生矛盾沖突情況。

1.2 設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性不足

在金凱路站二維模型設(shè)計(jì)中，存在施工圖紙不統(tǒng)一的問題。二維圖形包含的信息量不多，施工模型可視化不強(qiáng)，在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)一些地下管道管線產(chǎn)生不良沖突，在產(chǎn)生管線出現(xiàn)沖突，就會(huì)影響到正常的施工進(jìn)度，而且出現(xiàn)了工程施工沖突，就會(huì)導(dǎo)致各種單位產(chǎn)生更多的矛盾糾紛，也會(huì)出現(xiàn)一些施工錯(cuò)路的問題，而影響到工程質(zhì)量的提升和正常項(xiàng)目的實(shí)施。

1.3 工程項(xiàng)目調(diào)整期間，全局性和預(yù)見性不足

在建筑施工模型的構(gòu)建中，項(xiàng)目實(shí)際施工階段就容易出現(xiàn)一些管線的沖突，有些設(shè)計(jì)人員卻沒有對(duì)這些管線沖突做好預(yù)判，實(shí)際的工程施工也未能做好完全模擬的分析，導(dǎo)致出現(xiàn)管線的沖突后，又有新的管線碰撞問題。

1.4 施工方案精準(zhǔn)性不足

在管道布局設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)管線尺寸標(biāo)準(zhǔn)往往使用公稱直徑，這與實(shí)際管道尺寸有一定的差距。在施工場(chǎng)地的管道，管線的維修空間和管道保溫隔熱層的空間未能夠在施工圖紙上標(biāo)注出來，工程人員也不能夠?qū)φ麄€(gè)方案做出靈活地優(yōu)化，也不可能結(jié)合實(shí)際方案得出更清楚的數(shù)據(jù)信息，因此就會(huì)使管線的安裝受到更多的影響。

1.5 施工圖過于復(fù)雜

在管網(wǎng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，雖然使用了剖面繪制工方式，但是管網(wǎng)內(nèi)的圖像比較復(fù)雜，所以很難識(shí)別出圖紙中獨(dú)特的信息。往往圖紙信息客觀性較差，就會(huì)造成在項(xiàng)目施工時(shí)，施工的難度增加，數(shù)據(jù)模糊會(huì)引起技術(shù)人員在項(xiàng)目實(shí)施期間，與工程人員產(chǎn)生許多的誤解[1]，通過在金凱路中BIM技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)80%管線碰撞得以發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決了此類問題。

2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)概述

2.1 有較強(qiáng)的可視化效果

可視性是當(dāng)前BIM技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)，在地鐵車站的項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，一種使用CAD軟件，只能夠通過一些輔助的方式才可以達(dá)到立體效果。但是這設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出來造型與實(shí)際建筑物實(shí)體還有很大的差別，在面對(duì)復(fù)雜城市地鐵站規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，使用BIM設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠精確地在三維立體空間圖上，確定好車站與周圍環(huán)境之間的位置關(guān)系，而且可以為車站可視化三維模型模擬提供工作素材，也可以為項(xiàng)目的業(yè)主提供工作的決策支持，也能夠提供工作的便利。在該模型中，該各構(gòu)件都有一定的特點(diǎn)。應(yīng)用BIM軟件能夠使車站內(nèi)部的裝修物可以在立體化的空間內(nèi)有一個(gè)精確的數(shù)據(jù)坐標(biāo)。還有一些建筑物的部件有長(zhǎng)度、高度、寬度的屬性，例如在金凱路站配電房BIM設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)管線夾層發(fā)現(xiàn)有根大梁造成凈高不滿足要求的情況。在BIM模型構(gòu)件，還可以將這些分類屬性應(yīng)用于工程量清單中快速生成，因而，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些項(xiàng)目的精準(zhǔn)投資測(cè)算，這樣會(huì)進(jìn)一步提高工程效率[2]減少工經(jīng)專業(yè)的工作量，減少設(shè)計(jì)調(diào)整時(shí)間。

2.2 使設(shè)計(jì)方案更加可行

在BIM軟件內(nèi)有三維立體化模型，可以為工程施工提供更精確的數(shù)據(jù)，而且能夠進(jìn)一步細(xì)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)部位，這相比傳統(tǒng)的二維平面圖的設(shè)計(jì)，施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的錯(cuò)誤顯著的降低。使用三維立體化建模的方式，可以深度地發(fā)現(xiàn)地鐵隧道和車站頂板施工問題，而且能夠在地鐵車站進(jìn)行多種部位的施工。例如，使用BIM技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)消防排煙設(shè)施設(shè)備，進(jìn)一步降低了地鐵項(xiàng)目建設(shè)的投資量，壓縮項(xiàng)目施工時(shí)間，有效規(guī)避了反復(fù)施工的問題，減少反復(fù)開挖的作業(yè)，而且能夠進(jìn)一步減少地鐵項(xiàng)目工程對(duì)外的環(huán)境帶來的破壞和影響。

2.3 有助于提高工程施工效益

使用BIM技術(shù)能夠結(jié)合實(shí)際的項(xiàng)目建設(shè)需要，有針對(duì)性設(shè)計(jì)圖紙，這樣會(huì)顯示提高工程設(shè)計(jì)效率，并且有助于推動(dòng)生產(chǎn)效率的提升。應(yīng)用BIM的參數(shù)，而且能夠獲得許多項(xiàng)目建設(shè)中基礎(chǔ)的施工數(shù)據(jù)，可以精準(zhǔn)地幫助工程公司制定材料施工計(jì)劃，也可以顯著降低材料使用成本，減少施工中不必要環(huán)節(jié)，而且也可以有效地減少施工環(huán)節(jié)中的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本節(jié)約的目的，同時(shí)也提高了施工效益[3]。

2.4 提高項(xiàng)目工程量統(tǒng)計(jì)的精確度

創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫(kù)可以為工程設(shè)計(jì)人員和造價(jià)人員提供更多的工程數(shù)據(jù)，以便方便作業(yè)人員去精準(zhǔn)測(cè)算出項(xiàng)目的工程量，而且會(huì)使工程的預(yù)算測(cè)算的精度也得到更好的提高，由于在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部數(shù)據(jù)更為全面更為詳細(xì)，因而就可以為項(xiàng)目的實(shí)施提供更多的數(shù)據(jù)資源，也可以更好地提高項(xiàng)目施工效率。

3 地鐵車站設(shè)計(jì)期間BIM技術(shù)應(yīng)用的方法

3.1 BIM技術(shù)可視化的應(yīng)用

通過構(gòu)建出車站建筑模型，在BIM軟件上就可以使整個(gè)使用圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變得更加精確，也可以采取三維協(xié)同的方法來使各設(shè)計(jì)企業(yè)都能夠進(jìn)一步的融合，最終去完成一個(gè)系統(tǒng)的施工模型應(yīng)用?？梢暬膬?yōu)勢(shì)能夠進(jìn)一步使各專業(yè)設(shè)計(jì)工作人員密切地合作協(xié)作，由此去創(chuàng)建出可以涵蓋整個(gè)車站的數(shù)據(jù)信息模型，進(jìn)而使工程設(shè)計(jì)的階段環(huán)節(jié)和專業(yè)人員都能夠密切地配合協(xié)作。使用BIM軟件可以清晰地分析到每一個(gè)施工作業(yè)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)車站后期施工中，可能會(huì)存在的風(fēng)險(xiǎn)和問題，例如金凱路站BIM設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)一處死角，主體完工后，風(fēng)道安裝空間不夠，人進(jìn)不去的情況，通過BIM模型找到里一個(gè)風(fēng)道安裝位置。

3.2 BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方的應(yīng)用

在對(duì)工程方案進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要在BIM軟件內(nèi)部繪制施工圖紙，這樣能夠進(jìn)一步節(jié)約車站規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)間，而且可以壓縮項(xiàng)目建設(shè)成本。在完成施工方案的設(shè)計(jì)之后，要進(jìn)行必要的評(píng)審和校對(duì)，在校對(duì)時(shí)，就可以用BIM技術(shù)構(gòu)建模型。項(xiàng)目工程的負(fù)責(zé)人在各車站的連接環(huán)節(jié)進(jìn)行無縫的銜接設(shè)計(jì)，對(duì)車站內(nèi)的排水通風(fēng)等各類設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還能夠比對(duì)通風(fēng)與排水設(shè)施與圖紙內(nèi)部的內(nèi)容。

3.3 生成地鐵車站的施工明細(xì)表

在建筑工程快速發(fā)展背景下，建筑項(xiàng)目變得更加復(fù)雜，工作量也越來越多。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)工程量的方式還不能夠滿足未來市場(chǎng)發(fā)展要求，使用BIM技術(shù)來構(gòu)建建筑的信息模型，可以快速生成項(xiàng)目施工的明細(xì)表，也可以繪制構(gòu)件明細(xì)表，進(jìn)而幫助項(xiàng)目投資人建立對(duì)工程造價(jià)，并做出精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，也能夠保證項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)投入最優(yōu)化。應(yīng)用BIM技術(shù)可以生成明細(xì)表，并且?guī)椭ぷ魅藛T按照明細(xì)表來操作。對(duì)地鐵車站墻體的建設(shè)，生成了明細(xì)表，在創(chuàng)設(shè)墻體的施工明細(xì)表，選擇新的構(gòu)造，并BIM軟件輸入相應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。例如，在軟件的圖畫框中，設(shè)定字段或者排序及過濾使用格式，并且要關(guān)注字段中對(duì)話框，選擇墻體的明細(xì)表的內(nèi)容，包含了建筑墻體的功能、體積，及墻體的寬度，使用的材料型號(hào)，施工的成本及建筑結(jié)構(gòu)體的說明、防火等級(jí)及面積，要在明細(xì)表左上角上，填寫對(duì)應(yīng)的屬性。

3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以應(yīng)用5D的施工模型，應(yīng)用Time-liner的模塊來按照工程施工進(jìn)度及規(guī)劃設(shè)計(jì)方案在BIM軟件中，選擇施工時(shí)間和施工具體日期。在軟件內(nèi)部虛擬構(gòu)造一些施工工作任務(wù)，并嚴(yán)格按照施工的邏輯順序來制定施工計(jì)劃，以此去在BIM軟件內(nèi)生成5D信息模塊。通過使用動(dòng)畫的方式來展現(xiàn)，能夠按照既定的施工邏輯順序、施工流程來進(jìn)行工程作業(yè)的模擬。例如，在工程的設(shè)計(jì)時(shí)，可以應(yīng)用該技術(shù)來進(jìn)行虛擬建造，在工程分析中，可以采取雙側(cè)面的臺(tái)階法，及推動(dòng)施工集中挖掘，盡量縮減挖掘時(shí)間，進(jìn)行一次性開挖，能夠有效節(jié)省施工時(shí)間，而且會(huì)進(jìn)一步提高工程施工項(xiàng)目作業(yè)效率。

3.5 應(yīng)用效果分析

使用BIM技術(shù)手段可以發(fā)現(xiàn)未來施工時(shí)存在的不良問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空間的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為后項(xiàng)目設(shè)計(jì)也能夠提供更多的參考。近年，隨著我國(guó)BIM技術(shù)與其他技術(shù)的融合發(fā)展，可以有效地簡(jiǎn)化項(xiàng)目施工工序，如利用項(xiàng)目建設(shè)結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目分布信息，來提高工程設(shè)計(jì)的效率。利用BIM軟件可有效實(shí)現(xiàn)建筑工程無縫銜接，來提高設(shè)計(jì)效率，在地鐵車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以推廣使用BIM軟件，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)人才的培養(yǎng)，為工程企業(yè)提供更多項(xiàng)目施工便利，也能夠進(jìn)一步壓縮施工成本，提高施工的經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)會(huì)顯著提高施工質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)人員能力，提前發(fā)現(xiàn)并處理項(xiàng)目中的問題，減少項(xiàng)目施工返工問題。

4 結(jié)語(yǔ)

在金凱路站BIM設(shè)計(jì)時(shí)，BIM模型方便設(shè)計(jì)人員了解車站上工程施工內(nèi)容，BIM軟件有可視化的特征，能夠方便是人員了解項(xiàng)目施工的各個(gè)環(huán)節(jié)。在軟件內(nèi)，可以開展各個(gè)管線碰撞測(cè)試，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)管線存在交叉部位，避免后期在施工中的沖突問題。提高了工作質(zhì)量，還是提高了工程效率，這都給現(xiàn)有車站建設(shè)帶來極大的利好，進(jìn)一步壓縮項(xiàng)目施工時(shí)間，也可以進(jìn)一步推動(dòng)項(xiàng)目資金的集約，有效縮短項(xiàng)目建設(shè)的時(shí)間。在地鐵車站的工程建設(shè)中，車站內(nèi)部整體的建筑效果要進(jìn)行精準(zhǔn)分析，保證車站的使用效率和功能質(zhì)量的基礎(chǔ)?？梢姡珺IM技術(shù)有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性及優(yōu)化性等特點(diǎn)，可以對(duì)車站的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬、建模來提供優(yōu)質(zhì)的施工方案。