城市軌道交通施工階段BIM應(yīng)用初探

徐菁

摘 要：通過對(duì)國(guó)內(nèi)外城市軌道交通建設(shè)過程BIM技術(shù)應(yīng)用情況的廣泛調(diào)研，綜合分析了目前BIM技術(shù)在城市軌道交通施工階段應(yīng)用中存在的問題，統(tǒng)計(jì)梳理出施工BIM應(yīng)用點(diǎn)，然后結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給出相應(yīng)的應(yīng)用建議，其理論、方法、思路和對(duì)策建議可供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 施工階段 BIM 應(yīng)用建議

中圖分類號(hào)：D035 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（c）-0048-02

近年來，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)尤其是城市地鐵進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。截至2016年末，全國(guó)地鐵運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到3172km，累計(jì)在建項(xiàng)目超過4000km，預(yù)計(jì)2017新增里程1232km[1]。然而，地鐵建設(shè)卻一直面臨著建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、管理手段傳統(tǒng)、信息碎片化嚴(yán)重等一系列的“瓶頸”。為了突破建設(shè)中的瓶頸問題，我國(guó)各施工企業(yè)大膽創(chuàng)新，在城市軌道建設(shè)中綜合運(yùn)用BIM及信息化技術(shù)，逐步提高數(shù)字化管控水平，為施工安全、質(zhì)量等提供技術(shù)保障。

1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

目前，世界上已有40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的127座城市建造了地鐵[2]。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)字化、信息化技術(shù)正逐步應(yīng)用于軌道交通行業(yè)的3D設(shè)計(jì)、模擬分析、施工管理、運(yùn)維信息管理等方面。英國(guó)在Crossrail項(xiàng)目中初步實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，大幅減少了設(shè)計(jì)階段的差錯(cuò)漏碰，還準(zhǔn)備在其運(yùn)維階段利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)。美國(guó)洛杉磯地鐵延長(zhǎng)線工程采用DB交付模式，要求以數(shù)字化、信息化為核心規(guī)劃管理整個(gè)建造過程。加拿大多倫多地鐵擴(kuò)建工程中采用了3D協(xié)同設(shè)計(jì)，取得了很好的應(yīng)用效果。此外，法國(guó)、德國(guó)、荷蘭等的城市軌道交通項(xiàng)目也廣泛應(yīng)用數(shù)字化、信息化技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造與運(yùn)維的全生命周期管理。

我國(guó)地鐵建設(shè)事業(yè)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，起步較晚[3]。隨著我國(guó)數(shù)字化、信息化理念的逐步深入，部分城市軌道交通項(xiàng)目開始探索全生命周期的BIM技術(shù)應(yīng)用。北京市在2012年的10號(hào)線二期項(xiàng)目中，在管線綜合出圖、碰撞檢查、工程量統(tǒng)計(jì)、施工模擬、信息管理等方面開展數(shù)字化、信息化應(yīng)用。上海市從2011年開始，在12號(hào)線、13號(hào)線、17號(hào)線等項(xiàng)目上運(yùn)用數(shù)字化信息化手段輔助項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工，并開發(fā)了基于BIM的施工管理系統(tǒng)。

綜上，目前大多數(shù)城市軌道交通建設(shè)數(shù)字化、信息化大多傾向于視覺效果展示，可實(shí)施性不強(qiáng)，應(yīng)用點(diǎn)相互割裂而非有機(jī)關(guān)聯(lián)，未形成行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各參建方信息難以做到無(wú)損傳遞。

2 應(yīng)用目的

按照建設(shè)單位“規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、精細(xì)、信息”的要求，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體提質(zhì)增效。具體目標(biāo)包括以下幾個(gè)方面。

（1）充分發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為近接關(guān)系分析、設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、物資儲(chǔ)備及加工、施工方案優(yōu)化提供決策依據(jù)。

（2）實(shí)現(xiàn)工程信息的同步與共享，從資源管理、安全管理、質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、驗(yàn)收整改、檔案資料歸集等具體工作落實(shí)施工階段的應(yīng)用。

（3）有針對(duì)性的開展BIM重難點(diǎn)技術(shù)及與其他高新技術(shù)項(xiàng)結(jié)合的科研攻關(guān)，深度挖掘BIM技術(shù)在項(xiàng)目建設(shè)過程的應(yīng)用價(jià)值。

（4）實(shí)現(xiàn)設(shè)備與材料的構(gòu)件集、工程模型、設(shè)備交付模型與模型所關(guān)聯(lián)的信息與資料等一體化、數(shù)字化移交。

3 施工BIM應(yīng)用建議

（1）深化設(shè)計(jì)。在充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備機(jī)具等條件下，基于設(shè)計(jì)BIM模型開展各專業(yè)間的碰撞檢驗(yàn)、標(biāo)高核查、結(jié)構(gòu)邏輯性檢查等設(shè)計(jì)復(fù)核工作，形成深化設(shè)計(jì)報(bào)告提出相應(yīng)優(yōu)化建議，為施工優(yōu)化和設(shè)計(jì)變更提供依據(jù)，見圖1。

（2）三維技術(shù)交底。借助工藝工法輔助APP、模擬視頻等施工BIM可視化手段實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全技術(shù)交底，使施工人員高效、系統(tǒng)、直觀地理解土建、機(jī)電、供電、弱電等專業(yè)施工要點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)，見圖2。

（3）安全質(zhì)量管理。施工安全、質(zhì)量管理應(yīng)從施工方案模擬、關(guān)鍵工序模擬、現(xiàn)場(chǎng)安全質(zhì)量技術(shù)交底、進(jìn)出人員管理等方面實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，相較于傳統(tǒng)安全、質(zhì)量管理模式，利用BIM技術(shù)進(jìn)行安全、質(zhì)量管理可達(dá)到降低安全風(fēng)險(xiǎn)、保證施工質(zhì)量的目的，見圖3。

（4）進(jìn)度管理。進(jìn)度管理在BIM運(yùn)用中主要采取工程進(jìn)度模擬、施工組織設(shè)計(jì)可視化、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)管理等手段進(jìn)行管理?；贐IM管理平臺(tái)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行管控，包括計(jì)劃管理、派工單管理、進(jìn)度管理、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)預(yù)警、進(jìn)度分析統(tǒng)計(jì)等，通過形象化手段提升進(jìn)度管理水平?？蛇_(dá)到節(jié)約工期、施工組織流水合理化、避免搶工期導(dǎo)致成本提升的目的，見圖4。

（5）設(shè)備管理。結(jié)合設(shè)備數(shù)據(jù)采集、利用專業(yè)管理平臺(tái)對(duì)施工過程中的重大設(shè)備（如盾構(gòu)機(jī)等、雙輪銑、模板臺(tái)車）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和集中管理，及時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)，保障重大施工設(shè)備的使用安全，提升設(shè)備利用率和工程質(zhì)量及施工效率。

（6）資料管理。對(duì)工程建設(shè)全過程的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及簽字蓋章后的掃描件進(jìn)行管理，包括參建各方出具的各類資料及設(shè)備和材料生產(chǎn)廠商信息、價(jià)格信息、網(wǎng)站鏈接、供應(yīng)商聯(lián)系人及聯(lián)系方式、施工責(zé)任單位、責(zé)任人聯(lián)系電話、維保手冊(cè)等信息等。資料與BIM模型關(guān)聯(lián)，并與工程實(shí)體進(jìn)度同步，方便參建各方在施工過程中的資料查詢。

（7）竣工驗(yàn)交。工程竣工后，利用航拍、三維激光掃描等BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)竣工模型的完善、審核、歸檔，將涉及項(xiàng)目的所有甲、乙供設(shè)備、材料的3D模型進(jìn)行分類整理，形成模型庫(kù)并歸檔。利用BIM平臺(tái)的數(shù)據(jù)管理功能，將所有竣工資料與BIM模型關(guān)聯(lián)管理，確?？⒐べY料與實(shí)際情況相吻合，可提供報(bào)表輸出、資產(chǎn)移交清單打印等功能。為數(shù)字化運(yùn)維提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)保障。

4 結(jié)語(yǔ)

通過將BIM技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通施工階段，使施工建設(shè)由傳統(tǒng)的二維向多維轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了信息在各參建方、各階段的無(wú)縫銜接，實(shí)現(xiàn)了虛擬技術(shù)與現(xiàn)實(shí)施工的有效融合。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可為后期數(shù)字化運(yùn)營(yíng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可從數(shù)字化、信息化和可視化等層面為工程的安全、質(zhì)量、環(huán)境、工期、投資等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有效的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾莎潔，陸鑫，俞軍燕，等.城市軌道交通BIM發(fā)展現(xiàn)狀[J].城軌交通，2017（1）：50-51.

[2] Dodge Data，Analytics.中國(guó)BIM應(yīng)用價(jià)值研究報(bào)告[R].2016.

[3] 中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì).城市軌道交通2015年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告[R].2015.endprint