BIM在地鐵明挖車(chē)站土建施工全過(guò)程的應(yīng)用

尚曉飛

中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 湖北武漢 430074

BIM技術(shù)是最近幾年新興起的建筑工程技術(shù)，其通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)的模型對(duì)建筑設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出立體效果，通過(guò)該三維模型的建立能夠使設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)計(jì)當(dāng)中的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行更改以獲得理想效果，為后續(xù)施工打下良好基礎(chǔ)。將BIM技術(shù)應(yīng)用在地鐵明挖車(chē)站土建施工當(dāng)中，還能夠有效提高地鐵明挖車(chē)站土建施工水平。

1 BIM技術(shù)的概述

建筑信息模型（BIM）是一種集合了工程學(xué)、建筑學(xué)以及土木工程的重要工具，是基于三維且面向物體同時(shí)與建筑有關(guān)的圖像計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具。由于BIM技術(shù)在建筑工程行業(yè)當(dāng)中所做出的重要貢獻(xiàn)，人們將其視為該行業(yè)另一次重大技術(shù)革命。地鐵明挖車(chē)站土建施工中使用BIM技術(shù)，其土建施工當(dāng)中所展現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，其在IFC標(biāo)準(zhǔn)下能夠很好完成相關(guān)數(shù)據(jù)的共享，并且各個(gè)設(shè)計(jì)人員能夠通過(guò)利用BIM技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒚總€(gè)人的設(shè)計(jì)理念完全融合到一起，從而形成協(xié)同設(shè)計(jì)。BIM不僅能夠完成對(duì)各個(gè)圖形所進(jìn)行的描述，還能夠?qū)⒔ㄖこ淘谡麄€(gè)生命周期當(dāng)中的內(nèi)容納入到一起，并將所有信息之間建立一種關(guān)聯(lián)性[1]。

2 BIM在明挖車(chē)站施工中的應(yīng)用

2.1 管線模型分析

為了避免地鐵明挖車(chē)站土建施工受管線干擾，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是對(duì)管線進(jìn)行改造在改在過(guò)程中，基于測(cè)試軟件開(kāi)發(fā)了三維模型，并在施工前將管線轉(zhuǎn)化為“沖擊測(cè)試”（見(jiàn)圖1）。隨著管線變化模型的建立，實(shí)現(xiàn)呈現(xiàn)綜合立體的視覺(jué)效果。通過(guò)BIM模型解決了管線綜合設(shè)計(jì)圖紙路徑不一致的問(wèn)題，同時(shí)解決了管線綜合設(shè)計(jì)僅考慮安全間距而未考慮管線檢查井具體尺寸而發(fā)生干擾的問(wèn)題，這在很大程度上加強(qiáng)了地鐵明挖車(chē)站土建施工全過(guò)程管理。

圖1 管道沖擊測(cè)試

2.2 基坑模型分析

利用LEVIT軟件完成了地鐵明挖車(chē)站土建施工三維模型的建造工作，通過(guò)BIM軟件使整個(gè)地鐵明挖車(chē)站土建施工過(guò)程的時(shí)間安排順序合理化，并比較了基坑挖掘的處理情況，比較結(jié)果表明，在同樣的建筑條件下，采用雙側(cè)放坡開(kāi)挖臺(tái)階收坡法可以提高挖掘速度，節(jié)省時(shí)間[2]。

2.3 雙向開(kāi)挖臺(tái)階收坡法

在地鐵明挖車(chē)站土建施工過(guò)程中，需要在基坑中挖掘坡道，并在基坑兩側(cè)進(jìn)行反壓力分階段挖掘，從而有效地保證在基坑內(nèi)挖掘的安全性，并實(shí)現(xiàn)提高挖掘速度，從而確保地鐵明挖車(chē)站土建施工的安全。

（1）在地鐵明挖車(chē)站土建施工挖掘過(guò)程中，冠梁下首層的土方首先應(yīng)置于第一鋼支撐位置0.5米以下，并沿彈基坑的垂直槽挖掘，使每一方施工都有一個(gè)約3米的工作平臺(tái)，用于支撐施工以及后續(xù)網(wǎng)噴提供相應(yīng)的工作平臺(tái)。。

（2）針對(duì)雙側(cè)臺(tái)階的頂部可以根據(jù)項(xiàng)目中鋼支撐位置的具體條件進(jìn)行調(diào)整，以確保在樁間更好地執(zhí)行噴射混凝土，并通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼支撐裝置的安裝處理，避免對(duì)整個(gè)基坑挖掘工作造成不利影響，并提高總挖掘速度。

（3）考慮到雙側(cè)均有土方，有必要在不同層之間預(yù)留土與基坑拉槽開(kāi)挖始終保持同步，直至挖掘工作在底部達(dá)到20-30厘米高度，并進(jìn)行人工或設(shè)備調(diào)整，以確保底土層的穩(wěn)定性。

（4）鉆探坡道完成后，梯度恢復(fù)階段將高度保持在2.5米至3米之間，在梯度處理階段采用按層對(duì)稱挖掘原則，以確保護(hù)在鉆探過(guò)程中側(cè)壁受力均衡（見(jiàn)圖2）。

圖2 臺(tái)階收坡示意圖

2.4 工程量計(jì)算

在建筑工程項(xiàng)目上所涉及的數(shù)據(jù)信息十分龐大，只依靠人工對(duì)其進(jìn)行計(jì)算不僅需要消耗大量時(shí)間和精力，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的也相對(duì)較差。但是隨著計(jì)算機(jī)和BIM技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為建筑工程的計(jì)算提供了很大的便利，使人們?cè)诠こ塘可嫌?jì)算也變得更加簡(jiǎn)單，工作人員只需要將相關(guān)數(shù)據(jù)信息輸入到BIM軟件中即可，其便能夠根據(jù)相關(guān)計(jì)算規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅為企業(yè)在工程量上的計(jì)算節(jié)省了大量的時(shí)間，還降低了施工人員自身的負(fù)擔(dān)，使得計(jì)算結(jié)果也變得更加準(zhǔn)確。但是，由于BIM模型的構(gòu)建的需要消耗人員大量的精力，使得BIM技術(shù)還沒(méi)有得到普遍，便需要相關(guān)研究人員對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，使其能夠滿足工程項(xiàng)目的需求[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)制定科學(xué)工程進(jìn)度計(jì)劃，優(yōu)化建筑計(jì)劃，控制工程成本。在地鐵明挖車(chē)站土建施工過(guò)程中，BIM技術(shù)將有助于更好地對(duì)各個(gè)操作環(huán)節(jié)的檢查，以提高工程全過(guò)程管理的效率，確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。