BIM 管理平臺在地鐵車站施工中應(yīng)用

孔繁熙

摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會在不斷的進步，地鐵車站一般設(shè)置在人流量相對最大的城市中心繁華地段，因此施工 過程中要求標(biāo)準(zhǔn)高、占地少、效率高、進度快。針對地鐵車站施工管理過程中的高效、有序、集成、智能等問題，以蘭州地 鐵1號線東崗站為研究載體，探索采用BIM技術(shù)建立地鐵基礎(chǔ)三維信息模型，運用上海魯班公司研發(fā)的BIM管理平臺， 從企業(yè)基礎(chǔ)管理系統(tǒng)EDS應(yīng)用，云檢查系統(tǒng)快速智能查找BIM模型錯誤，LubanMC魯班駕駛艙系統(tǒng)快速統(tǒng)計分析 進度產(chǎn)值進行內(nèi)部成本分析與進度控制，LubanBE魯班瀏覽器系統(tǒng)web端分區(qū)分片查看統(tǒng)計鋼筋、混凝土材料用量， iBan系統(tǒng)進行手機拍照移動跟蹤控制施工過程中的安全、質(zhì)量問題等方面深入研究與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM管理平臺；地鐵車站；施工管理；應(yīng)用；研究

中圖分類號：U231.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0006-01

引言

隨著國家數(shù)字化、信息化、創(chuàng)新型戰(zhàn)略發(fā)展計劃的推進，BIM

技術(shù)作為建筑行業(yè)信息化的重要抓手，在企事業(yè)單位得到了深入推 廣應(yīng)用。BIM 技術(shù)在我國房屋建筑工程領(lǐng)域已取得較為明顯的應(yīng)用 效果，其價值得到行業(yè)的一致認同。由于國家的城鎮(zhèn)化進程不斷推 進，城市交通尤其是城市地下交通越來越重要，而在我國地鐵施工 與設(shè)計中 BIM 技術(shù)的應(yīng)用起步相對較晚，應(yīng)用價值有待在工程實踐 中發(fā)掘。BIM 研究源于美國并向其他國家延伸發(fā)展，2003 年美國斯 坦福大學(xué)提出了基于IFC 的PM4D系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)施工模擬；Vanlande 開發(fā)了 AEC 信息管理系統(tǒng)；Bentley 公司開發(fā)了基于中央信息模型 數(shù)據(jù)庫的建筑工程數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)；Kevin 進行了標(biāo)準(zhǔn)信息模型類型 定義和數(shù)據(jù)表達規(guī)則研究；埃及開羅大學(xué)的 Marzouk 和Abdelaty 教 授創(chuàng)造性地運用 BIM 系統(tǒng)監(jiān)測地鐵站室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量（IEQ），并提出 地鐵車站網(wǎng)絡(luò)的全球評級系統(tǒng)。其開發(fā)的 BIM 系統(tǒng)軟件能夠監(jiān)測地 鐵站室內(nèi)溫度和顆粒物（顆粒物）的濃度水平。同時，兩位專家針 對地鐵運輸系統(tǒng)的有效通風(fēng)以保持乘客健康和舒適問題，研究開發(fā) 了一個應(yīng)用程序，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）和建筑信息模型（BIM） 監(jiān)測地鐵空間的空氣溫度和濕度。

1BIM 技術(shù)概述

1.1BIM技術(shù)概念與特點

BIM 技術(shù)是歐特克公司在 2002 年提出的，BIM 技術(shù)隨后在世界

范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。美國建筑科學(xué)研究院指出 BIM 可應(yīng)用于工 程分析、成本分析、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)分析、預(yù)決算分析。BIM 實現(xiàn)了項目 不同利益方的共同協(xié)作，能夠?qū)㈨椖课锢砗凸δ芤詳?shù)字化的形式表 達，在共享資源的前提下，為項目全生命周期中所有決策提供可靠 信息，這些信息包括視覺信息和非視覺信息。BIM 通過數(shù)字化技術(shù) 在計算機中構(gòu)建了虛擬建筑，虛擬建筑能夠提供給多個協(xié)作方建筑 信息，包括建筑設(shè)計、施工和管理中的各項決策，通過這種方式能 夠提高決策的速度、質(zhì)量和項目質(zhì)量，進而增加收益。BIM 技術(shù)具 有可視化、協(xié)調(diào)性強、模擬性和優(yōu)化性等特點。

1.2 BIM 技術(shù)價值

項目建設(shè)過程中涉及到多個軟件，這些軟件在不同的施工階段

會產(chǎn)生大量復(fù)雜、廣泛的數(shù)據(jù)，并且存儲于各個軟件當(dāng)中。BIM 技 術(shù)的核心價值在于通過平臺將各參與方的模型進行整合，在統(tǒng)一的 BIM 技術(shù)平臺中將所有數(shù)據(jù)集中存儲、分析，并且達到數(shù)據(jù)之間互 通和高效聯(lián)系。

2BIM 應(yīng)用方案實施基礎(chǔ)條件

2.1BIM軟件比選

選擇恰當(dāng)?shù)?BIM 軟件及與其匹配的服務(wù)器和計算機硬件，是確

保 BIM 應(yīng)用方案實施的重要客觀條件。目前常用的 BIM 軟件有美國 Autodesk公司Revit系列軟件，法國Dassault公司的CATIA、DELMIA 系列軟件，芬蘭Tekla 公司的Xsteel 系列軟件。其中，CATIA、DELMIA 系列軟件優(yōu)勢是復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的建模與三維仿真模擬動畫制作。 Xsteel 系列軟件優(yōu)勢在于鋼結(jié)構(gòu)的建模且出圖效果好、標(biāo)準(zhǔn)高。而 Revit 軟件有四方面的特點，首先，Revit 系列軟件可以方便地實現(xiàn) “三維協(xié)同設(shè)計”，與建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等專業(yè)形成完整的BIM模 型。其次，Revit 具有結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)建模的強大工具，可以將復(fù) 雜材質(zhì)的物理模型和單獨的可編輯模型進行集成。再次，其可為常 用的結(jié)構(gòu)分析軟件提供雙向連接的可編程接口，即它具有強大的API接口功能。最后，Revit 軟件具有強大的建族功能，可以使結(jié)構(gòu)設(shè) 計師靈活的發(fā)揮創(chuàng)作要求，設(shè)計出適合多工種協(xié)同的族庫。通過以 上綜合分析比較，結(jié)合本地鐵項目客觀情況，決定選用 Revit 系列 軟件。

2.2 BIM 技術(shù)在某地鐵項目施工中的應(yīng)用

（1）技術(shù)方面：①梳理圖紙問題。將 CAD 圖紙翻模的過程中，

施工單位能夠發(fā)現(xiàn)圖紙中諸多不妥之處，例如未標(biāo)注、矛盾點和不 規(guī)范，在錄入電腦的過程中發(fā)現(xiàn)的問題可以被一一糾正；②三維場 地布置。BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精細化規(guī)劃，在 BIM 建模過程中與高清 地圖相結(jié)合，整合最終的三維場地圖紙，便于后期對工程量的統(tǒng)計 工作；③模擬施工方案。利用 BIM 技術(shù)來創(chuàng)建施工方案，并且進行 三維動態(tài)展示，使整個施工方案更形象、生動；④施工流水段劃分。 BIM 中包含施工流水段劃分功能，這種施工流水段劃分方法較比傳 統(tǒng)施工流水段方法更加形象、細致；⑤三維碰撞檢查。施工過程中 多個施工單位的施工內(nèi)容均不相同，BIM 技術(shù)將不同專業(yè)、不同施 工部門的作業(yè)內(nèi)容整合到一起，通過碰撞檢查來發(fā)現(xiàn)各個專業(yè)的碰 撞點，且在三維模型中進行適當(dāng)調(diào)整，解決施工過程中的碰撞問題； ⑥砌體排布。在 BIM 平臺中實現(xiàn)砌體自動排布，且能計算砌體的大 小、厚度、排布方式等，方便施工單位對砌體、砂漿工程量進行估 算。（2）成本方面：①制定材料用量計劃。BIM 平臺中將三維模型 與建筑成本信息系統(tǒng)連接后，計算建筑模型上的建造需求，制定材 料用量計劃，鑒于計算精度的問題，僅應(yīng)用于混凝土用量計劃方面， 其他方面并未推行；②內(nèi)部多算對比。在 BIM 平臺中將三維模型相 關(guān)的時間、計劃收入、計劃成本、實際成本進行整合關(guān)聯(lián)，計算成 本費用的時間曲線圖，通過對比后來估算計劃成本費用和實際費用 之間的差異。（3）進度方面：①排施工進度計劃?；?BIM 技術(shù)的 4D 虛擬模型，能夠協(xié)助安排施工進度計劃，并且進一步的進度計劃 的合理性，該方法目前可操作性較強，已經(jīng)廣泛應(yīng)用；②施工進度 分析。BIM 技術(shù)支持下的虛擬模型可以對一個階段內(nèi)的進度計劃和 實際進度進行比較分析，通過分析可指施工趕進度是提前還是落后，

導(dǎo)致提前和落后的原因。 結(jié)語

BIM技術(shù)在北京地鐵車站中的應(yīng)用效果良好，具體結(jié)論如下：（1） 針對施工管理需求，建立了豎井、橫通道、小導(dǎo)洞及車站主體等的 BIM 模型，并在建模期間綜合考慮和施工過程模擬及管理需要，對 模型進行了劃分和處理。（2）將 BIM 模型、進度計劃集成到 4D-BIM 系統(tǒng)中，實現(xiàn)了地鐵暗挖復(fù)雜施工過程的模擬，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn) 了施工進度管理、工程量計算，實現(xiàn)了精細化的施工管理。（3）施 工工序優(yōu)化，利用4D 模擬演示施工過程，提前發(fā)現(xiàn)施工工序沖突與 可優(yōu)化之處，合理安排施工。（4）對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行 3D 可視化交底， 防止因施工人員對交底理解不清，施工錯誤，造成返工。（5）風(fēng)險 監(jiān)測效果好，地鐵暗挖施工下穿市政管線較多，施工風(fēng)險較大，利 用 3D 模型與 4D-BIM 系統(tǒng)的結(jié)合，能夠快速處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，并能直 觀形象地掌握風(fēng)險所處位置，有效控制風(fēng)險。

參考文獻

[1]杜欣.BIM在地鐵車站中的應(yīng)用[J].四川建筑，2015，（1）.

[2]李坤.BIM 技術(shù)在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].鐵 道工程學(xué)報，2015，（2）.