BIM技術(shù)在地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工中應(yīng)用初探

謝清明（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410000）

BIM技術(shù)在地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工中應(yīng)用初探

謝清明（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410000）

近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和各種可視化軟件的更新，在工程實(shí)踐中越來越多的利用建模手段實(shí)現(xiàn)了建筑工程數(shù)字化。建筑信息模型（BIM）是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。本文主要針對地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工綜合管線碰撞問題施工過程的管控措施進(jìn)行簡要分析。

BIM技術(shù)；地鐵；機(jī)電系統(tǒng)施工；應(yīng)用

1 BIM技術(shù)含義及其特點(diǎn)概述

1.1 BIM技術(shù)含義

BIM技術(shù)全稱為建筑信息模型（Building Information Model-ing），是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。該技術(shù)借助于計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫，使得我們能夠?qū)⒔ㄖこ虡?gòu)建成一個數(shù)字化、參數(shù)化的多維模型，并且在該模型上能夠精確地記載著該工程的各種信息，從而使得企業(yè)能夠通過該模型進(jìn)行諸如施工設(shè)計(jì)、進(jìn)度控制以及運(yùn)營管理等工作。同時與20世紀(jì)90年代便在建筑工程行業(yè)應(yīng)用的Auto-CAD軟件所起的輔助作用相比較，BIM技術(shù)可以說是起到對建筑工程項(xiàng)目全面、精確以及高效處理。因而這就使得BIM技術(shù)逐漸得到了建筑工程行業(yè)廣泛的認(rèn)可，并在當(dāng)前越來越多地應(yīng)用到具體工程建設(shè)中去。

1.2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

經(jīng)過對有關(guān)文獻(xiàn)研究以及聯(lián)系筆者實(shí)踐來看，BIM技能首要具有以下幾方面特色：①協(xié)同設(shè)計(jì)。正如上文所述，在建筑工程中使用BIM技能時，使得公司可以憑借于此可構(gòu)建協(xié)調(diào)作業(yè)的高效平臺，進(jìn)而使其可以經(jīng)過該一致渠道上進(jìn)行多專業(yè)同時設(shè)計(jì)，而且不同專業(yè)的設(shè)計(jì)可相互影響，如此一來極大程度地提高公司設(shè)計(jì)工作效率與質(zhì)量；②和諧性。對施工企業(yè)來說，憑借于BIM技能使得其可以在內(nèi)部構(gòu)成一個有效的標(biāo)準(zhǔn)性文件，然后使得建筑工程項(xiàng)目可以在良好的內(nèi)部和諧基礎(chǔ)上確保其施工質(zhì)量和進(jìn)度；③模仿性。經(jīng)過BIM技能對建筑工程所構(gòu)建三維模型，使得施工企業(yè)可以憑借于此進(jìn)行機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)模擬、電氣線路走向模仿以及暖通體系模仿等很多項(xiàng)目的模擬設(shè)計(jì)，然后提高有關(guān)規(guī)劃的準(zhǔn)確性與質(zhì)量。

2 地鐵機(jī)電系統(tǒng)中BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1 可視化展示，解決地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工管線綜合碰撞問題

管線安裝前，根據(jù)風(fēng)、水、電、建筑等各專業(yè)圖紙分別建立模型，通過NavisworksManage對模型進(jìn)行整合，利用信息處理工具對全系統(tǒng)的數(shù)字模型進(jìn)行管線錯、漏、碰、缺檢查及綜合結(jié)構(gòu)留洞檢查，導(dǎo)出碰撞檢查偵錯報(bào)告和建議改進(jìn)方案等。最大限度的避免施工過程中的管線碰撞、重復(fù)施工等誤差，減少不必要的設(shè)計(jì)變更。如圖1，通過模型檢測出橋架和風(fēng)管發(fā)生碰撞，在模型中對風(fēng)管和橋架進(jìn)行調(diào)整，輸出調(diào)整后的風(fēng)管和橋架及支吊架信息，為施工中的預(yù)制提供依據(jù)。

2.2 4D模擬施工

經(jīng)過對三維綜合模型構(gòu)件的剖析，在施工設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過施工實(shí)踐方案的確立，構(gòu)件科學(xué)化的施工項(xiàng)目，經(jīng)過直觀工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，對工程項(xiàng)目的發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)性的了解，然后經(jīng)過信息的有用剖析，實(shí)現(xiàn)對信息內(nèi)容的合理處理，并在項(xiàng)目施工之前，發(fā)現(xiàn)仿真環(huán)境中所呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺陷，經(jīng)過對工程項(xiàng)目的合理檢測，為施工的穩(wěn)定構(gòu)建供給根據(jù)。

圖1

2.3 施工過程中成本管控

BIM模型可以對地鐵機(jī)電系統(tǒng)施工的所有工程數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用算量軟件快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算，極大改善工程項(xiàng)目高估冒算、少算漏算等現(xiàn)象，提升預(yù)算人員的工作效率和準(zhǔn)確性。再次，根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，實(shí)現(xiàn)物料進(jìn)場控制、施工物流控制，從而來確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工，制定人材機(jī)計(jì)劃、限額領(lǐng)料等，從而來實(shí)現(xiàn)施工成本控制，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的精細(xì)化管理。

2.4 BIM技術(shù)的進(jìn)度控制

地鐵機(jī)電施工進(jìn)度受到施工方案、人材機(jī)等資源調(diào)配、天氣情況、人員素質(zhì)和項(xiàng)目管理水平等多種因素的動態(tài)影響，使得建設(shè)工程難以按期完工，4D虛擬建造技術(shù)的出現(xiàn)，為解決施工進(jìn)度動態(tài)化管理提供了一個良好的技術(shù)支撐和應(yīng)用平臺。通過BIM直觀的掌控項(xiàng)目施工進(jìn)度，基于BIM模型以及工程量清單完成工程進(jìn)度計(jì)劃的編制，對工程進(jìn)度實(shí)際值和計(jì)劃值進(jìn)行比較，早期預(yù)警工程誤期，動態(tài)控制整個項(xiàng)目的風(fēng)險。實(shí)現(xiàn)了不同施工方案的靈活比較，發(fā)現(xiàn)影響工期的潛在風(fēng)險。當(dāng)設(shè)計(jì)變更時，BIM也能迅速更新工程工期。

2.5 設(shè)計(jì)、出圖、交底與施工

相較于常規(guī)的剖面圖、平面圖以及立面圖而言，BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的出圖功能，經(jīng)過管道碰撞檢查后能夠?qū)崿F(xiàn)工序的優(yōu)化，確定合理的位置與標(biāo)高。此外，從BIM三維模型中導(dǎo)出的剖面圖與平面圖的準(zhǔn)確性較高，且富有詳細(xì)的標(biāo)注，對后續(xù)施工作業(yè)提供了有效的指導(dǎo)。不僅如此，采用BIM技術(shù)能夠利用三維圖紙或視頻進(jìn)行交底，并對現(xiàn)場施工進(jìn)行指導(dǎo)?？偟膩碚f，利用BIM技術(shù)的可視化功能能夠有效對比模型與具體工程情況，掌握與分析理論與實(shí)際工程存在的差距，從而對施工過程進(jìn)行合理評估，及時發(fā)現(xiàn)并修正有可能發(fā)生的情況，為機(jī)電工程后續(xù)施工提供有力保證。

2.6 安全區(qū)域分析分析

經(jīng)過對施工安排中設(shè)計(jì)項(xiàng)目的碰撞檢測，能夠發(fā)現(xiàn)施工時期應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)場的施工進(jìn)行持續(xù)性的檢測，并經(jīng)過對施工工序及安全等級的剖析，在工程設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)對開挖區(qū)域的安全項(xiàng)目進(jìn)行分段檢測，并給予工程項(xiàng)目管理者最科學(xué)性的輔導(dǎo)。與此同時，在地鐵工程深基坑開挖的過程中，基坑的穩(wěn)定定對安全因素有著非常嚴(yán)重的影響，因而，在施工活動構(gòu)建的過程中，應(yīng)當(dāng)將區(qū)域中的地表沉降、管線沉降等作為要點(diǎn)，然后確保數(shù)據(jù)監(jiān)測及記載的合理性。

2.7 BIM對材料設(shè)備及施工信息管理

地鐵車站工程具有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范，受環(huán)境和高度安全性要求的影響，對地鐵車站和隧道內(nèi)所使用的材料設(shè)備質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，其質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般常用材料設(shè)備，其采購難度較大，要求施工單位非常熟悉地鐵工程所使用的材料設(shè)備，才能少走彎路，確保工期。本工程要求主要設(shè)備材料及各專業(yè)主要施工信息，需按招標(biāo)文件制定的規(guī)則利用二維碼技術(shù)進(jìn)行錄入讀取，并實(shí)現(xiàn)實(shí)物與BIM模型信息相互映射。編碼及信息錄入量大。另外，地鐵工程具有專門的管理模式，對關(guān)鍵設(shè)備及材料大部分采用甲供或甲控的模式，甲供和甲控材料設(shè)備的采購要求施工單位和建設(shè)單位嚴(yán)密配合，確保材料設(shè)備數(shù)量不多不少，進(jìn)場時間不早不晚。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

在深圳市軌道交通7號線上沙站機(jī)電系統(tǒng)施工中，采用Revit軟件建立BIM模型，在地鐵站有限空間內(nèi)，合理排布機(jī)電及其他專業(yè)管線、設(shè)備，滿足施工規(guī)范要求同時滿足空間要求，減少了管線碰撞；將復(fù)雜的機(jī)電管線及設(shè)備安裝信息通過三維手段準(zhǔn)確地在地鐵站空間中真實(shí)的體現(xiàn)出來，體現(xiàn)出工程施工過程可追溯性；通過BIM模型，可以準(zhǔn)確地定位機(jī)電系統(tǒng)管線穿越建筑體的空洞位置、大小，避免工程重復(fù)施工，做到各專業(yè)協(xié)同施工。通過BIM技術(shù)在蘇州地鐵機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用了，以達(dá)到保證質(zhì)量、節(jié)約材料、提高工效、提升技術(shù)管理的效率，達(dá)到提高地鐵機(jī)電系統(tǒng)工程項(xiàng)目的盈利的目的。

4 結(jié)論

地鐵機(jī)電體系施工涉及專業(yè)繁多，施工復(fù)雜，BIM信息模型可在地鐵車站機(jī)電安裝施工前期對建筑、結(jié)構(gòu)、水道、暖通、電氣等各專業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行協(xié)調(diào)，供給協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，防止呈現(xiàn)“每個專業(yè)的圖紙都是對的，合在一起就出疑問”的景象，保證分工清晰，協(xié)作妥洽。在施工期間的施工輔導(dǎo)、虛擬施工、管線橋架預(yù)制，BIM技術(shù)都能供給精確信息，對施工起到極好的指導(dǎo)作用。將來，地鐵機(jī)電體系項(xiàng)目將會廣泛運(yùn)用BIM技能。

[1]路耀邦，高軍偉，劉東亮.BIM技術(shù)在地鐵暗挖車站施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2015，S2：679～682.

[2]英 旭，秦立祥，徐 源.基于BIM技術(shù)的地鐵車站機(jī)電設(shè)備安裝維護(hù)管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2016，S1：764～767.

[3]南嘉菥.淺談BIM技術(shù)在地鐵機(jī)電安裝施工中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?015，18：35.

U231.3

A

2095-2066（2016）36-0220-02

2016-12-9

謝清明（1983-），男，本科，主要從事機(jī)電安裝、地鐵站后工程施工等。