BIM技術(shù)在地鐵中應(yīng)用

朱合賓+李鑫+程閣

摘 要：BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）在建筑行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立建筑模型。通過采用BIM，建筑公司可以在整個流程中使用一致的信息來設(shè)計(jì)和優(yōu)化項(xiàng)目，并且還可以通過可視化的外觀來支持更好的溝通，以便讓項(xiàng)目各方了解成本、工期與環(huán)境影響。BIM支持建筑師在施工前更好地預(yù)測竣工后的建筑，使他們在如今日益復(fù)雜的商業(yè)環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢。

BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)的建模思維，實(shí)現(xiàn)了三維到多維信息建模的技術(shù)革新，真正實(shí)現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計(jì)。通過技術(shù)的推廣與應(yīng)用，成為業(yè)主決策階段有效的輔助工具，設(shè)計(jì)和施工單位承接大項(xiàng)目的必備能力。國外學(xué)者目前更加重視BIM技術(shù)的跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多方面的統(tǒng)籌管理，在各個施工階段、各專業(yè)之間以及運(yùn)營期間實(shí)現(xiàn)全方位協(xié)同工作。目前國外BIM技術(shù)在地鐵中主要應(yīng)用于施工、設(shè)計(jì)與運(yùn)營管理方面。

關(guān)鍵詞：BIM；施工；設(shè)計(jì)；運(yùn)維

一、BIM技術(shù)在地鐵車站綜合管線中的碰撞檢查

傳統(tǒng)的地鐵建設(shè)中，碰撞檢查需要在各專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙匯總后才能實(shí)施，耗時耗力，又影響工程進(jìn)度。采用 BIM技術(shù)，可以在建造前就對建筑的管線等進(jìn)行碰撞檢查，優(yōu)化凈空和管線排布方案，消除硬碰撞并盡可能地避免軟碰撞，減少錯誤損失和返工。

地鐵車站綜合管線設(shè)計(jì)階段較土建工程及風(fēng)水電等管線方案設(shè)計(jì)階段滯后，綜合管線的設(shè)計(jì)應(yīng)在土建、風(fēng)水電以及其他管線專業(yè)方案的 BIM模型基礎(chǔ)上進(jìn)行。信息化的模型提供空間位置數(shù)據(jù)，可隨時通過碰撞檢查進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到快速優(yōu)化的目的。碰撞檢測由BIM 系統(tǒng)自動完成，即時列出檢測報告，避免人工檢查遺漏，相對于傳統(tǒng)的CAD 手段，具有更高的效率和精確度。

主要流程點(diǎn)：建立土建模型→建立管線、設(shè)備模型→碰撞檢測→碰撞排除→交付

二、BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用價值

BIM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)，在招投標(biāo)中應(yīng)用BIM技術(shù)軟件創(chuàng)建地鐵車站模型，進(jìn)行色彩渲染和制作動畫，很直觀地顯示地鐵車站的設(shè)計(jì)效果，為業(yè)主解決不便理解的困擾。BIM技術(shù)可以將時間維度加入三維空間模型，進(jìn)行4D模擬施工，有利于施工工期的優(yōu)化?；贐IM技術(shù)4D模擬施工可以提出一個虛擬施工方案，對施工中各種可能的誘發(fā)情況進(jìn)行預(yù)先處理，施工階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)，可減少信息傳送過程中可能出現(xiàn)的錯誤，以減少返工。BIM還具備工程量統(tǒng)計(jì)功能，確定建筑材料的用量，用于施工單位初步成本分析。傳統(tǒng)方法是施工管理人員在完全領(lǐng)會設(shè)計(jì)意圖之后，再傳達(dá)給建筑工人，相對專業(yè)性的術(shù)語及工藝對于工人來說難以完全領(lǐng)會?；贐IM 技術(shù)，能夠提前對重要部位的安裝進(jìn)行動態(tài)展示，提供施工方案討論和技術(shù)交流的虛擬現(xiàn)實(shí)信息。地鐵施工對周邊建筑物可能會產(chǎn)生影響，通過BIM技術(shù)則可以模擬地鐵施工對周邊建筑物的影響，結(jié)合加固技術(shù)，判斷各個構(gòu)件間布置是否合理，并控制施工的進(jìn)度，對施工進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查和觀測，動態(tài)仿真模擬變化趨勢，提出改進(jìn)的措施。

三、BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價值

地鐵車站是整個地鐵網(wǎng)絡(luò)的中樞，它不僅承擔(dān)著人員匯集與疏散的功能，更要承擔(dān)地鐵各專業(yè)設(shè)備和整個系統(tǒng)運(yùn)行的功能，地鐵車站的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。一個車站的設(shè)計(jì)，包含了多種專業(yè)，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，ISCS、BUS、FAS、PA、PIS等各個專業(yè)工程師很難達(dá)到統(tǒng)一。BIM技術(shù)提供了一個協(xié)同設(shè)計(jì)平臺，能夠促進(jìn)各專業(yè)的有效溝通，將所有資源進(jìn)行整合。BIM的應(yīng)用使設(shè)計(jì)溝通更加方便，易于調(diào)整和改進(jìn)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)。

四、BIM技術(shù)在運(yùn)營和維護(hù)中的應(yīng)用價值

對運(yùn)營維護(hù)階段而言，采用 BIM 技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)、資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、空間等管理，建筑系統(tǒng)分析和災(zāi)害應(yīng)急模擬等。BIM模型可以提高運(yùn)營和維護(hù)的效率，降低成本，提高地鐵的使用壽命，規(guī)避運(yùn)維風(fēng)險。BIM的信息模型可以供管理者查詢、修改和調(diào)用，同步更新系統(tǒng)的信息，更好地對設(shè)備和建筑進(jìn)行維護(hù)。建筑物的運(yùn)營維護(hù)通常包括監(jiān)控、通信、通風(fēng)、照明和電梯等系統(tǒng)，上述設(shè)備和管線如果發(fā)生故障都有可能影響建筑的正常營業(yè)，甚至引發(fā)安全事故。運(yùn)用 BIM 技術(shù)，可以對這些隱患進(jìn)行及時處理，從而減少不必要的損失，并且能對突發(fā)事件進(jìn)行快速應(yīng)變和處理，快速準(zhǔn)確掌握建筑物的運(yùn)營情況。運(yùn)維階段的防災(zāi)救援時，可通過檢索 BIM 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)訪問，并在 BIM 信息模型虛擬環(huán)境下協(xié)助應(yīng)急，準(zhǔn)確確定危險發(fā)生的位置。可以在應(yīng)急人員到達(dá)之前，提供詳細(xì)的信息。

五、結(jié)語

BIM在地鐵項(xiàng)目中已經(jīng)逐步開始應(yīng)用，并在信息化施工、合理布置施工工序、加快施工速度、節(jié)約工程造價等方面取得了良好的效果。BIM技術(shù)的應(yīng)用，使許多人看到了它的優(yōu)勢，從而促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展和BIM相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)。本文分析了BIM在地鐵中的巨大應(yīng)用價值與潛力，同時也提出了改進(jìn)、完善之方向，為后續(xù)BIM的研究和發(fā)展提供借鑒和參考。

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