BIM技術(shù)在地鐵隧道工程施工中的應(yīng)用

夏智彪 全熊鈺

【摘 ?要】地鐵是現(xiàn)代社會中一種非常重要的交通工具，能夠在不占用地表空間的情況下，為城市居民的日常出行提供便利，有效緩解城市人地沖突引發(fā)的交通擁堵問題。在地鐵隧道工程施工中，借助BIM技術(shù)，能夠促進(jìn)施工質(zhì)量的提高，切實(shí)保證施工安全。本文從BIM技術(shù)的作用出發(fā)，就BIM技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);地鐵隧道工程;施工;應(yīng)用

前言

城市化進(jìn)程的持續(xù)加快在促進(jìn)城市規(guī)模的擴(kuò)大的同時(shí)，也推動了城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展。面對日益嚴(yán)重的交通擁堵問題，為了能夠方便市民日常出行，不少城市都開始了地鐵的建設(shè)，希望借此來對交通擁堵現(xiàn)象進(jìn)行舒緩。地鐵隧道的施工難度大，技術(shù)要求高，需要考慮的影響因素眾多，從確保施工順利進(jìn)行的角度，可以引入BIM技術(shù)，做好全面的施工管控，保證施工作業(yè)的可靠性。

1.BIM技術(shù)的含義及特征

1.1 BIM 技術(shù)的含義

BIM 技術(shù)是建筑信息模型的縮寫，它能夠利用三維數(shù)字將建筑物作為載體來實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑物生命周期的設(shè)計(jì)、施工等管理。同時(shí)，它還能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物信息的有效協(xié)調(diào)管理。因此，BIM 技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于施工管理、項(xiàng)目管理等方面。

1.2 BIM 技術(shù)的特征介紹

BIM 技術(shù)具備高度信息集成性能，能夠借助數(shù)字信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑物的有效模擬，利用空間關(guān)系、幾何形狀等來描述建筑物中的設(shè)計(jì)要素。因此，在創(chuàng)建三維模型時(shí)，需要基于三維模型數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，保證信息的關(guān)聯(lián)性和一致性，一旦建筑信息被修改，BIM 系統(tǒng)就會及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并對其圖紙進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了人力資本的降低，提高了管理人員的工作效率。BIM 技術(shù)還能夠及時(shí)與設(shè)計(jì)方、施工單位、建設(shè)單位進(jìn)行信息的溝通和交流，保證信息傳遞的及時(shí)性，發(fā)揮出協(xié)調(diào)管理的優(yōu)勢。

2 地鐵隧道工程施工中BIM技術(shù)的作用

2.1提高管理水平

在地鐵隧道施工中，管理工作不可或缺，有效的施工管理能夠保證施工的順利進(jìn)行，避免質(zhì)量及安全問題的出現(xiàn)。借助BIM技術(shù)，能夠?qū)芸貎r(jià)值進(jìn)行優(yōu)化，管理人員可以對工程中的各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，做好提前防范，強(qiáng)化施工管理的預(yù)見性和針對性。在現(xiàn)場施工作業(yè)中，更是應(yīng)該利用BIM模型實(shí)現(xiàn)整體管控，協(xié)調(diào)各類數(shù)據(jù)信息，提升施工管理的水平和效果。

2.2強(qiáng)化技術(shù)指導(dǎo)

地鐵隧道工程的技術(shù)含量極高，稍有差池就可能引發(fā)嚴(yán)重質(zhì)量問題，因此，技術(shù)人員的操作執(zhí)行必須切實(shí)保證規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對于施工技術(shù)人員的培訓(xùn)以及技術(shù)指導(dǎo)，提升技術(shù)較低的實(shí)際效果，確保技術(shù)人員能夠掌握復(fù)雜的施工操作流程，提升施工作業(yè)的準(zhǔn)確性[1]。

2.3提高經(jīng)濟(jì)效益

地鐵隧道工程施工中，BIM技術(shù)的合理應(yīng)用還能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的顯著提高，主要是因?yàn)锽IM技術(shù)能夠保證工程施工的流暢性，實(shí)現(xiàn)人力物力資源的優(yōu)化調(diào)度，將各類經(jīng)濟(jì)損失降到最低，而且以BIM技術(shù)為支撐，施工單位能夠提高施工效率，縮短地鐵隧道工程的施工周期，繼而促進(jìn)工程整體經(jīng)濟(jì)效益的提高。

2.4突出社會效益

將BIM技術(shù)應(yīng)用到地鐵隧道工程中，不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，還能夠獲得較為突出的社會效益，對工程施工建設(shè)企業(yè)的形象進(jìn)行優(yōu)化，確保其能夠得到建設(shè)方的高度認(rèn)可，提升施工單位的整體競爭力，為企業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展提供良好保障。

3 地鐵隧道工程施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1 施工管理的應(yīng)用

BIM 技術(shù)能夠?qū)⒏鞣N模型直接導(dǎo)入到系統(tǒng)中，將信息模型進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)工程協(xié)調(diào)軟件的管理。同時(shí)，BIM 技術(shù)還能夠配合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，鏈接外部數(shù)據(jù)，做好施工圖像、視頻等文件的記錄。BIM 技術(shù)還能夠?qū)⒚咳盏氖┕みM(jìn)度、人員配置情況、意外突發(fā)事件等施工信息進(jìn)行管理，并根絕實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)整，保證施工計(jì)劃的穩(wěn)定執(zhí)行，有效的提高了施工項(xiàng)目的管理效率。

3.23D模型創(chuàng)建

設(shè)計(jì)人員需要充分掌握工程的具體信息，以此為基礎(chǔ)，嚴(yán)格依照相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行3D模型構(gòu)建工作，為設(shè)計(jì)方案的確定提供參照。現(xiàn)階段，不少BIM軟件都可以實(shí)現(xiàn)與CAD軟件的無縫對接，因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行3D模型構(gòu)建的過程中，可以借助CAD軟件完成建模，然后將建成的模型導(dǎo)入到BIM軟件中。例如，技術(shù)人員可以使用CAD如那件，繪制相應(yīng)的電子拌土，然后將其導(dǎo)入到BIM軟件中，借助BIM軟件，實(shí)現(xiàn)信息獲取及分析，形成最終的專業(yè)模型結(jié)構(gòu)。而在模型創(chuàng)建的過程中，必須做好施工對象各要素的深入剖析，對關(guān)鍵素材進(jìn)行展示，加深施工技術(shù)人員的理解，提升操作效果。

3.3盾構(gòu)機(jī)建模

地鐵隧道工程的施工需要用到盾構(gòu)機(jī)設(shè)備，想要保證設(shè)備的合理應(yīng)用，需要借助BIM技術(shù)做好盾構(gòu)機(jī)模型的構(gòu)建，圍繞盾構(gòu)機(jī)本身的零部件以及性能指標(biāo)，做好全面細(xì)致分析，建立起相對真實(shí)的盾構(gòu)機(jī)模型，將其指導(dǎo)效果切實(shí)發(fā)揮出來，使得盾構(gòu)機(jī)操作人員能夠通過模型，明確操作中需要注意的問題，提升盾構(gòu)機(jī)運(yùn)用的實(shí)際效果[2]。

3.4地質(zhì)模型構(gòu)建

地鐵隧道工程施工中，地質(zhì)地層狀況對于施工的影響極其巨大，因此在運(yùn)用BIM技術(shù)的過程中，應(yīng)該關(guān)注好地質(zhì)地層信息的模型構(gòu)建，充分了解施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)地層信息的具體情況，明確可能會對工程整體施工進(jìn)程產(chǎn)生影響或者干擾的因素，采取有效的防范措施來保證工程的施工效果。地質(zhì)地層模型的構(gòu)建應(yīng)該強(qiáng)調(diào)對于模型結(jié)構(gòu)的全方位立體化分析，將研究的關(guān)鍵放在可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素上，盡可能避免不良地質(zhì)對于地鐵隧道施工的影響。

3.5碰撞檢查

地鐵隧道工程中，通信、通風(fēng)、供電等需要設(shè)備眾多，對于管線的布設(shè)有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求，技術(shù)人員必須做好綜合分析，找出可能存在的碰撞問題，對風(fēng)管、線管以及橋架等進(jìn)行合理調(diào)整，為后續(xù)的施工作業(yè)提供指導(dǎo)?？梢韵壤脤I(yè)的Autodesk Revit軟件，構(gòu)建隧道主體以及管線模型，將工程的實(shí)際情況反映出來，確保碰撞分析的順利進(jìn)行。之后，借助軟件附帶的碰撞檢查功能，對機(jī)電管線進(jìn)行碰撞檢查，分析土建工程、給排水工程和機(jī)電工程等不同專業(yè)之間可能存在的交叉重疊問題，找出管道之間存在的沖突，做好優(yōu)化處理。通過碰撞檢查的方式，不同專業(yè)的技術(shù)人員可以進(jìn)行彼此協(xié)調(diào)，對設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行優(yōu)化，減少施工過程中的設(shè)計(jì)變更和返工情況。相比較傳統(tǒng)二維圖紙層面的管線布設(shè)，以BIM技術(shù)為支撐開展的綜合分析和碰撞檢查具備了三維顯示的效果，能夠?qū)z查的結(jié)果直觀顯示出來，實(shí)現(xiàn)對碰撞圖元的快速精確定位，能夠提高管線布設(shè)的效率和質(zhì)量[3]。

3.6 工程量的統(tǒng)計(jì)

BIM 技術(shù)還能夠基于 BIM 三維模型，對不同情況的地鐵隧道工程施工項(xiàng)目的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理，并按照不同的時(shí)段、不同的型號進(jìn)行劃分，在工程實(shí)際施工過程中，能夠及時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，有利于提高工作質(zhì)量。

結(jié)語

總而言之，城市化進(jìn)程不斷加快背景下，地鐵開始得到普及，而在地鐵隧道工程施工中，存在很多的影響因素，想要保證施工的順利進(jìn)行，可以引入BIM技術(shù)，將其應(yīng)用到地鐵隧道工程設(shè)計(jì)施工的全過程，確保整體施工推進(jìn)的流暢性，提升地鐵隧道工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，同時(shí)也能夠有效減少施工中存在的隱患和問題。而考慮BIM技術(shù)本身的專業(yè)性，企業(yè)管理層和施工技術(shù)人員應(yīng)該提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，掌握好BIM技術(shù)的應(yīng)用流程，確保其優(yōu)勢能夠最大限度的發(fā)揮出來。

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（作者單位：中國水利水電第八工程局有限公司）