城市轨道交通工程设计中BIM技术的应用策略

宋树恒

摘要：随着城市轨道交通的快速发展，建筑信息模型技术（BIM）在轨道工程的设计已有广泛的应用。文章就BIM技术在上海某在建城市轨道交通管线设计中的应用实践，分析总结在城市轨道交通车站空间管线碰撞检查和后期现场施工配合中出现的问题，提出相应的解决方法，可以协助设计找出管线排布最优方案，节省管线材料，可在最大程度上避免施工过程中可能造成的浪费，提高现场的生产效率。

关键词：BIM;轨道交通;城市交通;工程管线;综合设计

引言

BIM技术是对建筑工程信息的数字化承载和可视化表达，BIM技术的应用是解决轨道交通工程体量巨大、参与单位众多、环境错综复杂的重要手段。文章就BIM技术在地铁工程建造过程的应用价值进行了分析，研发了轨道交通BIM施工管理系统，并依托滨海新区B1线工程在安全监测、隐患排查、现场监控、盾构监测、施工协同等多个环节开展了应用实践，验证了平台应用的可行性和价值，提升了轨道交通管理质量和效率。

1BIM技术介绍

BIM（BuildingInformationModeling）技术的载体为三维数字化技术，可以结合建筑工程项目，从建筑设计直到施工、竣工等阶段制定全过程生命周期管理体系，及时将与建筑项目有关的信息进行关联，实现全过程管理控制，促进不同企业与部门之间的协同工作，为工程项目提供信息库，方便工程项目管理，保证项目质量。

2BIM技术含义及特点

2.1可视化

BIM技术的可视化效果是区别于传统CAD技术最显著的一点。将传统的二维线条构件形成三维立体模型，根据大原则空调管线走最上方，其次强电，其次弱电，设计将管线排布、空间走向及设备构件等转换三维成果，辅以局部剖面及局部轴侧图，更清晰的呈现管线关系。同时还可通过浏览，慢走等多种仿真手段指导施工。

2.2协调性

因BIM技术的核心理念就是项目的参与方，从业主开发初期到后期物业管理，可以共同参与项目全生命周期管理。在目前的开发阶段，城市轨道交通大部分属于地下车站，由于地下车站本身存在造价高、结构体系复杂、机电设备专业系统繁多、管线布局交错复杂的特点，现场常出现管线之间、管线与结构构件之间发生碰撞的情况，给施工带来麻烦，影响房间及走道净高空间，造成返工和浪费，甚至存在安全隐患。因此在设计阶段处理好各专业管线空间排布关系，并在施工阶段能够以三维的方式指导施工，对于保证城市轨道交通工程质量与项目经济性相当重要，BIM技术可满足各专业对模型的深化要求并即时与各专业进行有效的沟通，即时调整发现的所有不合理的设计内容，对各专业进行全面协调。

3轨道交通工程中BIM技术的具体应用

3.1BIM技术在前期规划中的应用

轨道交通工程涉及范围广，工程周期长，在前期规划工作中应用BIM技术，可以从可行性研究角度出发，创建以城市轨道交通工程为中心的三维模型，模型中包括轨道交通工程中的所有元素，如地质条件、线路设计以及管线规划等。以线路设计为例，借助BIM三维模型，可以及时展示轨道交通工程周围的环境以及既有建筑等内容，帮助轨道交通工程顺利完成选线设计分析，同时合理布置站位。车站规划中，在BIM技术的协助下，可以完成线路总体布局，尤其是在虚拟现实技术的辅助下，可以结合地理信息系统的应用实现轨道交通工程的精准测量，确定车站的位置。从道路红线、轨道交通周围建筑以及施工范围等方面，BIM技术的应用可以帮助设计人员及时掌握规划实施可能存在的限制性因素，同时完善车站总体规划布局计划，及时确定车站埋深以及建设要求、规模等。

3.2在进度管理中的应用

轨道交通工程处于项目的投标阶段时，各施工企业之间存在激烈的竞争关系，在时间紧迫任务重的情况下，施工企业应用BIM技术建立的施工管理平台能够实现各自施工方案和进度控制的虚拟化演示，更加直观地展示出其对于工程配套资源的分配情况与项目部署。在工程施工项目的策划设计阶段，施工单位要对工程项目进度的控制计划进行完善，并且合理设置施工人员的劳务强度，结合工程施工现场的实际情况完成现场应用规划。在此过程中应用BIM技术建立的管理平台，施工单位能够在工程正式施工之前完成上述内容的模拟演示，明确其中问题，优化资源调配，最终确定现场施工区域和作业流水段的划分方案，对现场施工人员、机械设备以及施工原材料等人力物力进行最佳调配。与此同时，施工单位还可以利用管理平台完成工程施工动态曲线图的绘制，根据曲线图完成施工计划的完善调整。在工程的实际施工阶段，施工单位通过工程施工管理平台能够明确每日施工作业的实际完成情况，通过对当日数据进行分析之后能够及时发现其中存在的数据偏差与缺陷，防止出现施工作业重叠或者遗漏的情况，及时查缺补漏，确保施工进度符合工程原计划要求。

3.3在成本管理中的应用

在轨道交通工程的成本管理中应用BIM技术，主要优势主要体現在两个方面，首先，应用该技术能够在短时间内完成工程量清单的校验工作，应用BIM技术建立的工程模型，能够快速完成相关工程作业量的测算统计，给工程投标标的提供参考数据，这样在项目投标前期阶段就能实现对于资金成本的有利把控，便于项目后续的资金流转。其次，应用该技术能够实现项目物资量的快速提取，工程管理人员通过BIM技术建立的施工管理平台能够根据施工需求完成工程量的提取，并且自动审核分包量，这样可减轻人工手算的工作负担，大大提升工作效率。施工管理平台能够根据施工时间施工内容以及施工进度控制计划等重要条件实施物资量的提取控制，并且制订人力物力投入计划，给工程部的物料采购与后续进场管理计划的制订提供依据。

3.4BIM技术在协同设计方面的应用

协同设计方面主要是在轨道交通工程设计单位中，以局域网为中心，通过BIM技术对轨道交通工程中数据信息的应用，搭配网络通信软件，打造更完善的通信系统，为轨道交通工程的运行、相关人员进行信息查阅、文件交换以及在平台上进行沟通交流等提供基础，尤其是管理与设计人员。BIM技术在协同设计中，以统一平台为载体，可以对项目内容、设备管理以及结构设计等方面全部进行统筹规划与管理，不仅真正做到资源共享，还可以在很多方面加快信息传播速度，实现实时交流，随时掌握轨道交通工程的设计情况。轨道交通工程中，不同专业的管理与工作人员可以根据BIM模型对项目文件进行实时查阅与优化，确保相关信息共享同步基础上，及时添加工程其他实时信息，与轨道交通工程项目具体情况无缝衔接，使管理人员、设计人员以及施工人员等实现整体协同管理与作业。利用BIM技术提供的3D模型，可以展开工程设计检讨，对轨道交通工程建筑间隔、水电环控组件、轨道设计规划、机电设施、结构构件等进行碰撞检查，并且及时生成轨道交通工程的相关辅助图。

结语

BIM技术的应用并不仅局限于管线综合设计，可以利用其可视化手段，为建筑设计提供更多的设计思路，将其不仅应用设计中协同工作，让协同工作服务贯穿于整个建筑工程的全生命周期中。

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