BIM5D技術在地鐵項目應用探討

【摘要】近幾年來地鐵建設快速發(fā)展，同時地鐵項目具有施工工作內(nèi)容復雜，工作量大，工法多樣，施工覆蓋范圍廣，施工時間長，作業(yè)面廣的特點。本文針對BIM5D技術在地鐵項目中的碰撞檢查、進度控制、成本控制、質量安全檢控以及追蹤管理等方面的應用進行探討。

【關鍵詞】BIM5D；地鐵項目

我國地鐵建設事業(yè)起步較晚， 但發(fā)展較快。自 20世紀 60 年代北京地鐵一期工程建設開始，經(jīng)過多年的建設和發(fā)展， 已經(jīng)取得了顯著的成就， 特別是近幾年地鐵建設的快速發(fā)展， 從事地鐵工程建設的施工、建設、設計、監(jiān)理等單位積累了豐富的實踐經(jīng)驗和科研成果。但是地鐵項目具有施工工作內(nèi)容復雜，工作量大，工法多樣，施工覆蓋范圍廣，施工時間長，作業(yè)面廣的特點，同時還存在危險源多、質量控制點多、在施工區(qū)域內(nèi)可以利用的施工場地少等眾多難點。

BIM5D 信息模型是由三維模型附加進度信息與成本信息集成形成。使用三維建模軟件分別創(chuàng)建各專業(yè)模型，在3D模型的基礎上與進度信息關聯(lián)，形成 4D 建筑信息模型，以此實現(xiàn)構件可視化的施工模擬以及施工進度管理；通過導入進計價文件，3D 模型與清單的關聯(lián)，實現(xiàn)項目的多算對比等。三維模型與進度信息和成本信息的關聯(lián)是以模型構件為基礎， 以 WBS 分解為核心進行關聯(lián)， 從而實現(xiàn)施工項目的進度管理、成本管理和資源管理等。BIM5D在地鐵項目中的應用具體如下：

1、碰撞檢查

地鐵車站施工過程中， 管線綜合安裝是最為復雜、涉及信息最多、最能反映工程質量水平的專業(yè)工作之一。管線綜合施工中， 因為要在非常有限的空間內(nèi)安裝完成通信、信號、綜合監(jiān)控以及通風、暖通、消防、電力等十幾個專業(yè)系統(tǒng)，合理布置這些系統(tǒng)與建筑、結構間的空間關系， 碰撞沖突、返工修改等問題突出。

在CAD時代，主要是將所有圖紙打印成硫酸圖，然后各專業(yè)的圖紙疊在一起進行管線綜合，由于二維圖紙的信息缺失以及缺失直觀的交流平臺，導致施工前各專業(yè)的沖突問題無法表達，無論是管線與管線之間的碰撞，還是管線與主體結構的沖突，是沒有過多時間做深化設計的，大多數(shù)是要在施工過程中才發(fā)現(xiàn)確實存在碰撞，導致不必要的返工，影響后續(xù)工作的銜接，造成經(jīng)濟上的損失。

利用BIM技術，通過事先建立各專業(yè)模型，統(tǒng)一導入到BIM5D平臺進行整合，設計師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設計中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設計能力和工作效率。這不僅能及時排除項目施工環(huán)節(jié)中可以遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請單，更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。并且對于管線特別多，標高不同的工段，通過模型預演，做到不返工，節(jié)約成本。

2、進度控制

地鐵工程的施工進度管理由于受技術、環(huán)境、資源等因素的影響，工期延誤的現(xiàn)象時常發(fā)生。在以往的項目中， 流水段的管理都是項目負責人對現(xiàn)場的流水進度、流水提量、流水計劃等工作進行安排，由于分包隊伍多、工作專業(yè)多、多級計劃、工序交叉造成作業(yè)面沖突頻繁， 現(xiàn)場協(xié)調(diào)困難。傳統(tǒng)施工進度管理方法的不足限制了施工進度管理水平的提高。

在 BIM5D 平臺通過工作面的劃分、理論勞動力的計算、可視化的模擬過程來對關鍵節(jié)點的措施、工作面進行合理布置， 以此判斷進度計劃的合理性， 通過對進度計劃完成情況的檢查與分析，優(yōu)化資源調(diào)配。并且通過使用BIM5D手機端記錄的數(shù)據(jù)，PC端同步錄入，WEB端存留共享的方式，讓進度情況變得更加直觀。在巡查現(xiàn)場的同時，將現(xiàn)場進度情況通過手機端進行錄入反饋，為非現(xiàn)場人員制作施工進度周匯報、實際進度錄入情況提供了準確的數(shù)據(jù)性依據(jù)，工程的計劃合同部、物資部可以向上級及時匯報準確的進度，通過計劃進度與實際進度進行對比，滯后進度會突出顯示，警示技術人員需采取有效措施，及時調(diào)整進度安排，有效進行進度管控。

總之，基于BIM的地鐵工程施工進度管理彌補了傳統(tǒng)施工進度管理方式的不足，克服了環(huán)境、技術、人為等不利因素的影響?；贐IM5D的虛擬建造技術形象可直觀的展示工程的整個建造過程，使進度計劃的編制更加精確，減少了進度優(yōu)化的工作量?；贐IM的圖形化施工進度管理實現(xiàn)了實際進度與計劃進度的實時直觀對比，并能實現(xiàn)對相關資料的集成管理，可為管理人員分析實際進展情況，采取糾偏措施提供準確全面的決策依據(jù)。

3、成本控制

地鐵施工項目成本是項目管理的一個關鍵性目標，它是指為實施和完成地鐵施工所耗費的各種資源的貨幣價值，包括人工費、材料費、機械費、間接費等一系列費用。而成本控制作為成本管理中的一個重要環(huán)節(jié)，貫穿于整個項目的始終。加強地鐵施工成本控制力度，對提高經(jīng)濟效益和利潤最大化有良好的作用。

地鐵工程施工的材料費在工程項目成本中占有較大的比例，鋼筋、混凝土等主要材料通常占到工程項目成本的50%左右，因此材料費用的控制是項目成本控制的重點。近些年，受市場原材料價格不穩(wěn)定因素的影響，地鐵工程材料采購費用對工程成本的影響更加突出。同時在項目物資管理過程中，管理人員對模板、腳手架等周轉材料的工程量的統(tǒng)計是根據(jù)二維圖紙和經(jīng)驗進行，難以實現(xiàn)對現(xiàn)場大量材料的實時調(diào)配，浪費施工過程中的大量材料，導致成本增加。通過 BIM5D 平臺， 管理人員根據(jù)需要按照樓層、專業(yè)、部位、工序、流水分區(qū)， 依據(jù)進度信息準確查詢到每月、每周、每日的周轉材料與物資消耗， 并記錄材料的進出場時間對場地工作面的使用進行充分利用。

4、質量安全檢控

地鐵施工安全控制應以預防為主， 在“人”和“技術”的結合上下功夫。一是對專家的個人經(jīng)驗、知識的顯性化，研發(fā)面向安全控制應用層面的專家系統(tǒng)，有利于行業(yè)安全知識的積累、重用和共享； 二是施工過程中將物的安全狀態(tài)和人的安全行為無縫集成，從而實現(xiàn)安全知控一體化和實時化，提高施工人員的安全意識和水平，保障施工安全。

經(jīng)驗豐富的地鐵工程專家或技術人員在掌握各種工程資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上， 進行必要的現(xiàn)場實地踏勘和巡視， 判斷當前施工情況下或者可預見的施工進度內(nèi)地鐵工程施工中各種結構體、環(huán)境及機械設備等警素的安全狀態(tài)，做出預警決策。并利用BIM5D手機端、云端、電腦端和網(wǎng)頁端，完成現(xiàn)場的質量、安全管理。技術部和安全部人員，在現(xiàn)場巡查過程中，及時上傳質量、安全問題，生產(chǎn)工區(qū)人員在接到相關問題提醒后，及時進行整改，通過數(shù)據(jù)共享和集中分析，實現(xiàn)現(xiàn)場施工安全問題跟蹤管理，隱患排查實時具體，落實整改更迅速及時。通過BIM5D軟件的應用，項目各工區(qū)質量安全負責人均通過web端口的數(shù)據(jù)導出進行數(shù)據(jù)整理和分析，可以大大節(jié)約素材準備的時間。

5、追蹤管理

形象進度一直是項目上現(xiàn)場施工情況的呈現(xiàn)方式，對于構件的追蹤管理，以往采用臺賬模式，通過微信、電話等聯(lián)系方式對上級進行匯報，需先匯總信息然后進行整理，過程繁瑣且工作效率低。

通過BIM技術的應用，BIM組人員提前根據(jù)現(xiàn)場進度安排情況，將現(xiàn)場準備施工部分做追蹤事項編排，確認工序到具體人員，現(xiàn)場工區(qū)人員通過BIM5D手機端就可以調(diào)取出需要跟蹤的內(nèi)容，根據(jù)構件編號的方式，填寫構件各個施工工序，并拍照留存，責任到人，讓施工工序更加標準、合理、可追溯，利用信息化手段創(chuàng)新現(xiàn)場施工管理。并且可以利用IM5D平臺以控制點為節(jié)點進行設置，實現(xiàn)進度關鍵節(jié)點的控制。作為非現(xiàn)場人員，也可以網(wǎng)頁端實時同步更新現(xiàn)場信息，方便瀏覽查看目前的進度情況，進而了解每個階段的跟蹤情況。

小結：

地鐵這種占用地面空間極少的交通運輸設施，在各大城市悄然興起，并成為解決城市交通問題的一種最佳途徑。地鐵建設在獲得難得的良好發(fā)展機遇的同時也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。通過BIM5D技術的應用，能在地鐵項目中的碰撞檢查、進度控制、成本控制、質量安全檢控以及追蹤管理等方面節(jié)約時間，提高工作效率，保證地鐵項目質量。

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作者簡介：

楊柳（1982-），女，河南鄲城人，鄭州鐵路職業(yè)技術學院，講師，研究方向：工程造價。

杜玲霞（1985-），女，河北石家莊人，鄭州鐵路職業(yè)技術學院，助教，研究方向：工程造價。