沈明剛

摘? ? 要：在改革開放的新時期，我國的經(jīng)濟在快速的發(fā)展，社會在不斷的進步，BIM技術(shù)的發(fā)展促進了建筑行業(yè)的改革，是建筑行業(yè)模擬技術(shù)發(fā)展的契機。地鐵項目在國內(nèi)的廣泛進行，地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計中對BIM技術(shù)的應(yīng)用，是推動BIM技術(shù)的完善與應(yīng)用范圍的推廣，加快了BIM技術(shù)適應(yīng)國內(nèi)地鐵車站建設(shè)的需求，也是促進地鐵設(shè)計技術(shù)的提升與地鐵建設(shè)項目發(fā)展的有力方式。本文對BIM技術(shù)的特點及其作用進行分析，并參考國內(nèi)BIM應(yīng)用情況研究了BIM技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵;施工

1? 引言

目前，地鐵已經(jīng)成為大城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，城市的軌道交通發(fā)展速度加快，取得了輝煌成果。眾所周知，地鐵車站的工程建設(shè)任務(wù)量大、投資額度高、建設(shè)周期長、并且所涉及的專業(yè)面廣，由于其建成后將會贏取重大經(jīng)濟效益、社會效益，所以對于地鐵，需要科學(xué)合理的規(guī)劃、完善的施工組織、健全的運營維護機制，而BIM技術(shù)作為一種數(shù)字化模型在地鐵的建設(shè)中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，有關(guān)城市地鐵中BIM技術(shù)的應(yīng)用狀況深受關(guān)注，以及隨著地鐵規(guī)模建設(shè)的擴大，BIM急需解決哪些問題也成為關(guān)注的焦點。

2? BIM技術(shù)特點

（1）信息集成將工程信息集成到三維模型中是BIM技術(shù)區(qū)別于其他二維設(shè)計模式的一個重要特點，也是BIM技術(shù)的生命力所在。通過創(chuàng)建涵蓋各專業(yè)工程信息的特定族庫，從而組建一個完整的三維模型數(shù)據(jù)庫，設(shè)計人員可以隨時調(diào)用建筑內(nèi)構(gòu)件的信息，包括材料種類、幾何形狀、空間關(guān)系等，極大的便利了施工信息提取。（2）工作協(xié)同性BIM技術(shù)搭建了一個可供項目參與各方同步工作的平臺，建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位和監(jiān)理單位可以通過這個平臺進行及時的信息溝通，有利于項目各個環(huán)節(jié)的把控，提高項目整體效率。同時BIM三維模型還可以加強各專業(yè)之間的溝通，有效解決不同專業(yè)基于不同布設(shè)原則產(chǎn)生的沖突，及時進行碰撞檢查，避免后期施工進度受到影響，有利于縮短施工工期。（3）工作關(guān)聯(lián)性BIM的工作關(guān)聯(lián)指三維信息模型在建立或使用過程中，建筑信息有任意一部分內(nèi)容發(fā)生更改時，通過BIM技術(shù)調(diào)整參數(shù)信息或更改模型可以使得三維模型以及模型的平面、立面、剖面發(fā)生同步的變化，不再需要工作人員對各部分圖紙進行逐一修改，同時也極大的方便的更改的查看。BIM技術(shù)的工作關(guān)聯(lián)性使得各專業(yè)之間聯(lián)系更加緊密，同時節(jié)約人力成本。（4）工作可視化BIM技術(shù)的一個顯著特點是它的工作可視化。區(qū)別于傳統(tǒng)CAD二維圖紙，基于Revit等軟件創(chuàng)建的三維立體模型，能用一個模型來表達原本需要多張二維圖紙才能表達的問題。這種立體的展示更為直觀，同時也減少了信息重復(fù)傳遞的工作量，避免了傳遞信息失真的風(fēng)險。通過三維渲染技術(shù)將實際工程在模型中完美呈現(xiàn)，實現(xiàn)“所見即所得”，給人以強烈的視覺沖擊。

3? 地鐵車站施工BIM應(yīng)用

3.1? 圖紙審核

在模型創(chuàng)建過程中，發(fā)現(xiàn)大量圖紙問題，包括設(shè)計存在缺陷，圖紙出現(xiàn)錯誤，個別圖紙遺漏等。具體包括：結(jié)構(gòu)圖紙與建筑圖紙構(gòu)件尺寸之間存在差異;平面圖個別位置未繪制詳細剖面圖;建筑圖與結(jié)構(gòu)圖中樓梯剖面圖存在很大差異等。建模過程中，對各專業(yè)圖紙進行了詳細審核，過程管控全面到位，將過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行匯總，及時與設(shè)計單位溝通反饋，減少了設(shè)計變更，避免了不必要的返工，在項目正式開工前就節(jié)約了大量生產(chǎn)成本。

3.2? 車站設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

地鐵車站設(shè)計的涉及面較廣，其中包括：傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)、給排水等專業(yè)，還包括車輛、軌道、通信信號等地鐵特有的專業(yè)。專業(yè)較多，工作部門數(shù)量較多，這就需要各部門工作人員內(nèi)部以及各部門之間做好溝通、協(xié)調(diào)工作，確保各專業(yè)提交資料的及時性、部門協(xié)調(diào)的無縫隙，避免因為各部門之間交流協(xié)作不順暢，使工程建設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)偏差，從而造成圖紙或工程質(zhì)量不合格出現(xiàn)返工現(xiàn)象，這樣不僅延長工期，而且會造成投資成本增加。BIM技術(shù)則可以給各專業(yè)提供一個協(xié)作的平臺，使部門之間實現(xiàn)及時溝通，減少誤差，提高地鐵車站的施工效率。

3.3? 資料維護工作

地鐵車站在運營階段，會有大量的資料產(chǎn)生。地鐵車站內(nèi)有較多的系統(tǒng)，如信號、通信、空調(diào)、給排水等多個系統(tǒng)，各個系統(tǒng)在日常運行過程中，都會有數(shù)量非常龐大的數(shù)據(jù)資料產(chǎn)生，使得資料維護工作的工作量大幅度提高，也加大了維護工作的困難程度，而資料維護工作一旦發(fā)生錯誤，則可能造成地鐵車站發(fā)生事故。地鐵車站中BIM技術(shù)的運用，能建立資料數(shù)據(jù)庫來對車站的全部數(shù)據(jù)進行錄入并整理，加強了數(shù)據(jù)資料的全面性與直觀性，有利于工作人員對數(shù)據(jù)信息的查詢與處理，降低事故發(fā)生的頻率。

3.4? 設(shè)備及管線模型分析

無論設(shè)備還是管線模型分析，實施過程都相對簡單。因此需要對土建模型要求進行全面考量，依托協(xié)同管理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。在模型構(gòu)建初期，要綜合考慮管線專業(yè)的前期需求、方案設(shè)計等各類指標，將管線上游分析工作作為工作重點，對比預(yù)留余量、相關(guān)參數(shù)等各類指標，從而使該模型在使用的過程中更加靈活、合理。除此之外，設(shè)計單位還要考慮下游專業(yè)預(yù)留條件是否滿足設(shè)計要求，保證設(shè)計方案的可行性。通過協(xié)同作業(yè)的方法，以BIM技術(shù)為載體進行相關(guān)設(shè)計工作，使施工單位和業(yè)主之間能夠建立起良好的溝通互動關(guān)系，根據(jù)已知信息數(shù)據(jù)開展設(shè)計工作。在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以使不同專業(yè)的作業(yè)效率明顯提高。因此，在平臺系統(tǒng)中BIM技術(shù)適用性強，具有及時檢測、相互溝通、自動控制等諸多優(yōu)勢，并且設(shè)計時間短、質(zhì)量高。

3.5? 基于實時施工模型的地鐵車站施工模擬

將BIM實時施工模型應(yīng)用于地鐵車站施工模擬，施工前按照設(shè)計資料建立地鐵車站的BIM三維模型，實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)資料創(chuàng)建動態(tài)的實時施工模型。數(shù)據(jù)采集利用BIM模型自動更新技術(shù)，將3D激光掃描儀等設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)自動添加到模型當(dāng)中。針對明挖地鐵車站施工主要施工工序，將實時模擬分成了臨建工程、圍護結(jié)構(gòu)、基坑開挖與支護、主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)以及其他非土建部分工程。通過BIM實時施工模型可視化界面，能夠更加直觀的進行基于實時施工模型的地鐵深基坑施工模擬時的進度、成本以及安全控制。

3.6? 既有線圍護樁

既有站圍護樁破除時間較長，土體擾動多，施工時精心組織，做好圍護樁破除是保證下穿施工的關(guān)鍵。因地鐵大興線處于運營狀態(tài)，破樁施工需振動較小的機械設(shè)備，以減小對地鐵結(jié)構(gòu)的影響，使用繩鋸破除圍護樁，縱向分兩次破除，每次0.5m;豎向分段破除，每段破除長度不超過1m。按照分段的施工順序?qū)κ┕そY(jié)構(gòu)進行BIM建模，建模時要突出初支格柵、排水溝、隔水塑料、污水泵、沉淀池;確定破樁范圍，優(yōu)化場內(nèi)作業(yè)空間，找出不合理處并修改。利用Navis-works進行施工動態(tài)模擬， 便于現(xiàn)場管理人員與 施工工人理解，模擬破樁順序按照一邊向另一邊，跳一破一施工。繩鋸破除圍護樁完成后，模擬動態(tài)路徑電動三輪車沿隧道運至豎井，合理安排施工作業(yè)空間。

4? 結(jié)語

總而言之，BIM技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在我國地鐵車站的規(guī)劃、設(shè)計、建造、維修等環(huán)節(jié)發(fā)揮著及其重要的作用，它的應(yīng)用給我國建筑行業(yè)注入了新的血液，促進了建筑行業(yè)的信息化發(fā)展，提高了建筑行業(yè)的施工水平、建筑質(zhì)量，提高了工作效率。應(yīng)該如何使BIM技術(shù)更好的服務(wù)于我國的軌道交通建設(shè)是未來仍然需要思考的問題。

參考文獻：

[1] 王春明，魏想明.BIM技術(shù)在地鐵工程施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究——以上海地鐵13號線東明路站為例[J].中國市場，2017（12）：132～135.