王志

（中車軌道交通建設(shè)投資有限公司）

1 引言

BIM 技術(shù)在我國建筑業(yè)使用已經(jīng)有了眾多成功經(jīng)驗和相關(guān)成功經(jīng)驗總結(jié)，而軌道交通項目中涉及的專業(yè)多，建設(shè)周期長，導(dǎo)致BIM技術(shù)的引入相對落后。一般建筑工程中主要有建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備三個專業(yè)，而在軌道交通工程中需要有場站、結(jié)構(gòu)、線路、電力、設(shè)備等二十多個專業(yè)互相協(xié)同才可以完成項目。由于軌道交通項目所涉及的專業(yè)多，專業(yè)之間進行協(xié)同難度大，目前依靠傳統(tǒng)二維圖紙作為媒介進行設(shè)計信息傳遞的模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在對交通基礎(chǔ)發(fā)展的需要，而對發(fā)展阻礙最大的原因就是專業(yè)協(xié)同效率低，各個專業(yè)之間無法及時更新傳遞信息，最終導(dǎo)致項目進展緩慢。

BIM 技術(shù)以三維信息化空間模型為基礎(chǔ)，集成了工程中各個專業(yè)的相關(guān)工程數(shù)據(jù)?；谌S信息化工程模型搭建施工管理系統(tǒng)，在項目策劃、施工和運營的各個階段中提供各參加單位所需的工程信息，實現(xiàn)工程信息的實時更新交流，阻止信息孤島的出現(xiàn)，保證了軌道交通項目的高效性和精確性。

2 軌道交通工程特點與難點

2.1 軌道交通工程特點

①軌道交通工程周邊環(huán)境復(fù)雜，周邊各類市政管線交錯，施工的難度大、安全隱患多。在施工過程中若圖紙有設(shè)計疏漏，極易造成地下市政管線的破裂，導(dǎo)致燃氣、自來水滲漏、電力中斷等工程事故，產(chǎn)生的社會負面影響大。

②軌道交通工程是一個綜合性專業(yè)非常強的系統(tǒng)工程，在整個施工的環(huán)節(jié)中不只是需要保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等功能，還需要同時滿足盾構(gòu)施工區(qū)間的要求。在地鐵車站施工過程中要制定嚴格的工程組織計劃，合理規(guī)劃工作面、工作段以及各個工種的協(xié)同作業(yè)，才可以在保證質(zhì)量和安全的情況下按時完成車站的施工[1]。

2.2 軌道交通工程難點

①地鐵車站的施工場地一般都比較狹小，現(xiàn)場場地布置可使用的空間非常緊張，工程準備階段現(xiàn)場生產(chǎn)資料的合理規(guī)劃和分配的難度極大，施工現(xiàn)場的合理部署與最大化土地利用困難。

②地鐵車站工程的土方工程量大，基坑的開挖和支護需要同時作業(yè)，基坑施工的工作面上工序及工作規(guī)劃協(xié)同難度都非常大，在現(xiàn)有協(xié)調(diào)工作模式下經(jīng)常會有計劃外的碰撞和沖突。

③地下市政管網(wǎng)的錯綜復(fù)雜，車站施工時還需要對其進行大量的改遷和原位保護工程，同時也要考慮車站周邊建筑物受車站施工的影響，在施工中基坑的支護和開挖范圍需要嚴格按照設(shè)計施工，不可以對周邊現(xiàn)有建筑安全造成影響。

④盾構(gòu)區(qū)間穿越城市地下空間，與周邊建筑物關(guān)系復(fù)雜，地質(zhì)情況復(fù)雜，施工風險高。高架站區(qū)間線型設(shè)計控制將極大影響建造成本。

3 勘察設(shè)計階段BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1 模型規(guī)范化建立

基于統(tǒng)一的建模交付標準規(guī)范，建立全線路站點區(qū)間全標準化模型（見圖1）。專業(yè)包括周邊環(huán)境、地下管線、土建、地質(zhì)等。對于同類構(gòu)件，如區(qū)間盾構(gòu)、墩柱、節(jié)段梁要求實行統(tǒng)一的標準化設(shè)計，從源頭提升項目群工程標準化程度，并按標準要求寫入相關(guān)信息，為后續(xù)系列應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[1]。

圖1 江陰外灘站地質(zhì)模型及土建圍護模型

3.2 設(shè)計協(xié)調(diào)

由建設(shè)單位組織，總體院牽頭將全線路模型匯總組合，全面檢查各專業(yè)提資接口，將不同專業(yè)、不同工點院單位基于BIM中心化模型集中進行協(xié)同管理，打破傳統(tǒng)工程管理信息滯后、分散的問題，及時發(fā)現(xiàn)接口問題，顯著提升協(xié)調(diào)效率[2]。

3.3 BIM對量

基于BIM 模型工程量自動化輸出能力，將模型中建立的構(gòu)件工程量輸出，輔助招標工程量對量，提升工程量計算精細化水平，控制投資。

4 建設(shè)施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用

4.1 管線遷改

工程處于市區(qū)，場地狹小，對施工單位的工程管理能力提出了較高要求。在施工前期，基于前期建立周邊環(huán)境及地下管線模型，進行管線遷改模擬，輸出管線遷改工程量，評估管線遷改方案經(jīng)濟性、合理性，輔助建設(shè)單位決策（見圖2）。

圖2 江陰外灘站周邊環(huán)境與地下管線BIM模型與傾斜攝影

4.2 場地布置

根據(jù)建設(shè)單位統(tǒng)一的標準化文明施工場地要求，進行場地布置模擬，有效提升現(xiàn)場文明施工水平。

4.3 BIM+進度管理

地鐵車站的施工需要多個專業(yè)和工種進行交叉施工作業(yè)，組織工作難度大。在工程復(fù)雜節(jié)點的施工前技術(shù)交底和作業(yè)過程中的協(xié)同作業(yè)協(xié)調(diào)都是地鐵車站施工管理上的主要難題。在地鐵車站工程中使用基于BIM技術(shù)的施工模擬，把工程的施工進度與三維空間模型進行關(guān)聯(lián)，在施工準備階段進行工程的施工模擬，對工程中的每一個構(gòu)件進行空間和時間兩個維度的定位，提前發(fā)現(xiàn)可能會遇到的問題并及時調(diào)整，借此實現(xiàn)動態(tài)、實時、可視的模擬地鐵車站建造過程。提前對施工錯誤環(huán)節(jié)進行檢查和預(yù)防，合理劃分施工區(qū)段，有助于節(jié)約工期。

4.4 BIM+質(zhì)量管理

在地鐵車站工程中使用BIM 技術(shù)對施工的質(zhì)量進行事前、事中、事后三個階段的控制。在項目施工前搭建三維信息模型的過程中核查工程圖紙的設(shè)計錯誤和漏洞，協(xié)同工程設(shè)計單位對設(shè)計進行修改，同時在這個過程中找出施工時的重點和難點，提前準備，保證工程質(zhì)量得到控制[3]。進入實際施工階段后，使用三維可視化模型進行技術(shù)交底并作為施工質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，在局部細節(jié)和整體工程上全面進行質(zhì)量控制。最后在工程竣工時，進行三維信息模型的交付和質(zhì)量驗收。對地鐵車站現(xiàn)場施工過程、施工工藝可視化，幫助提高工程質(zhì)量。

4.5 BIM+安全管理

在軌道交通工程中使用BIM 技術(shù)建立工程周邊風險源模型并進行風險源信息標記，寫入風險源等級、風險源類別等風險信息，將風險評估中的全線路風險源可視化呈現(xiàn)，便于建設(shè)單位及參建各方直觀了解全線路重大風險源位置及詳細信息，高效交底。在施工過程中能夠基于空間位置全面巡查風險，把控風險[4]。

4.6 BIM與信息化技術(shù)結(jié)合應(yīng)用

BIM技術(shù)使用軟件專業(yè)性強，對于管理人員來說施工門檻較高，為有效推廣BIM 技術(shù)應(yīng)用范圍，通過輕量化技術(shù)將BIM 模型放置于網(wǎng)頁端、移動端應(yīng)用，與信息化技術(shù)結(jié)合，可極大提升建設(shè)單位管理者信息獲取效率，讓BIM 技術(shù)全員應(yīng)用，更好的發(fā)揮BIM技術(shù)價值。

依靠BIM 技術(shù)數(shù)據(jù)集成來實現(xiàn)三維模型與施工工序、進度計劃、質(zhì)量安全信息、施工現(xiàn)場布置等信息的串聯(lián)，打造基于BIM的建設(shè)單位項目管理平臺。

5 結(jié)語

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可在設(shè)計階段提前發(fā)現(xiàn)圖紙中的錯漏碰缺、進行預(yù)留洞核查，減少施工過程中的返工和變更。直觀呈現(xiàn)地質(zhì)中的風險地質(zhì)區(qū)段，保障施工安全?；贐IM模型進行工程籌劃，合理分區(qū)施工，縮短工期。基于BIM提取工程量輔助投資控制，同時可進行裝配式施工應(yīng)用。綜上所述，基于BIM 技術(shù)在投資、進度、質(zhì)量、安全等核心管理目標中，均能有效發(fā)揮作用。BIM技術(shù)以其信息共享、多方協(xié)同、可視化模擬、數(shù)據(jù)實時更新的特點，能夠大幅度提升項目的生產(chǎn)效率和施工建造的質(zhì)量與水平。從當前國內(nèi)外的實踐可得，BIM技術(shù)助力地鐵車站建設(shè)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，智能化、信息化成為項目建設(shè)的重要依靠。