徐州軌道交通BIM技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐—以徐醫(yī)附院站為例

杲穎

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

1 全國(guó)軌道交通BIM應(yīng)用現(xiàn)狀及其價(jià)值

1.1 各城市軌道交通BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，全國(guó)共有23座城市開展了軌道交通BIM技術(shù)應(yīng)用，另外佛山、常州、呼和浩特等城市也已陸續(xù)開始應(yīng)用。大部分城市是在2012年后啟動(dòng)BIM技術(shù)應(yīng)用，2014年至2016年是BIM技術(shù)應(yīng)用的高峰期。

BIM的應(yīng)用主要可以分為三個(gè)階段：規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)階段。其中運(yùn)用相對(duì)成熟的有設(shè)計(jì)段的規(guī)劃方案分析、設(shè)計(jì)成果可視化、設(shè)計(jì)質(zhì)量檢查、設(shè)計(jì)成果分析、三維管線綜合；施工階段的施工深化設(shè)計(jì)、施工方案模擬等。運(yùn)營(yíng)階段尚未有應(yīng)用。

1.2 軌道交通BIM應(yīng)用的價(jià)值

BIM是英語Building Information Modeling的縮寫，中文翻譯是建筑信息模型。具體到軌道交通工程中，BIM是軌道交通項(xiàng)目信息的數(shù)字化表達(dá)，是建立完善建筑信息模型的行為，是一個(gè)可持續(xù)的協(xié)同工作環(huán)境。

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)全過程建造管理的數(shù)據(jù)化工具，運(yùn)用參數(shù)模型，整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，使其在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行、維護(hù)的全生命周期中進(jìn)行傳遞和共享，從而使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期各個(gè)方面發(fā)揮重要作用[1]。

BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在各個(gè)階段?？梢暬O(shè)計(jì)提升溝通效率，使設(shè)計(jì)意圖能夠及時(shí)展現(xiàn)；在復(fù)雜形體方案設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用能使方案更加合理，減少工程浪費(fèi)；在工程量統(tǒng)計(jì)中，利用BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)快速核對(duì)工程量，避免因工程量統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致的項(xiàng)目虧損；可視化交底、4D施工方案模擬等技術(shù)的應(yīng)用，能對(duì)施工起到精確的指導(dǎo)作用。包括未來可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)維階段的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工時(shí)、任務(wù)計(jì)劃、事件等的提醒與報(bào)告。總的來說，BIM技術(shù)的應(yīng)用在城市軌道交通方面的價(jià)值巨大，其優(yōu)勢(shì)也是不可逆轉(zhuǎn)的，代表著未來的趨勢(shì)。

圖1 建筑全生命周期中的BIM應(yīng)用

2 徐州軌道交通1號(hào)線BIM建模實(shí)施準(zhǔn)則

圖2 可視化設(shè)計(jì)效果展示

圖3 復(fù)雜形體方案設(shè)計(jì)

建筑信息模型不是簡(jiǎn)單的數(shù)字信息的集成，它是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，是在建設(shè)過程的不同階段動(dòng)態(tài)形成的，包括建筑全生命周期的各種產(chǎn)品和過程信息[2]。因此，面向全生命周期的BIM集成需要在建設(shè)過程中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和形成，不是一蹴而就的，其基本思路是根據(jù)工程項(xiàng)目的進(jìn)展和需要分階段創(chuàng)建BIM子模型，即從項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)各個(gè)不同階段，針對(duì)不同的應(yīng)用建立相應(yīng)的BIM子集，各子信息模型通過對(duì)上一階段模型進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、擴(kuò)展和集成，自動(dòng)演化，形成本階段信息模型；也可針對(duì)某一應(yīng)用集成模型數(shù)據(jù)，生成應(yīng)用子信息模型，隨著工程進(jìn)展最終形成面向全生命周期的完整的建筑信息模型[3]。

在徐州軌道交通1號(hào)線的BIM技術(shù)的應(yīng)用中，根據(jù)其它城市經(jīng)驗(yàn)及徐州軌道交通建設(shè)的實(shí)際情況將BIM建模的資源配置分為以下幾個(gè)部分。

2.1 服務(wù)器配置

為集中管理分散的工程信息，保證信息的唯一性、安全性、可靠性，需要搭建協(xié)同工作平臺(tái)，為項(xiàng)目的參建單位提供一個(gè)統(tǒng)一的在線協(xié)同工作環(huán)境和平臺(tái)。使項(xiàng)目管理者可以方便快捷的查找到包括工程圖紙、技術(shù)文件、管理文件在內(nèi)的各類項(xiàng)目信息文件。既加強(qiáng)了參建各單位、各專業(yè)之間的配合和溝通，又可以對(duì)整個(gè)建設(shè)過程進(jìn)行有效的管理。

2.2 BIM標(biāo)準(zhǔn)制定

由于徐州軌道交通1號(hào)線一期工程設(shè)計(jì)施工時(shí)并未有統(tǒng)一的全國(guó)性的標(biāo)準(zhǔn)，所以根據(jù)實(shí)際比選考察后決定以《廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院BIM企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》為設(shè)計(jì)依托。

2.3 BIM模型命名規(guī)則

按照設(shè)施設(shè)備的專業(yè)屬性或通用屬性進(jìn)行分類后編制的代碼，規(guī)定了命名規(guī)則，用以識(shí)別設(shè)施設(shè)備在分類中的層級(jí)關(guān)系。設(shè)施設(shè)備編碼是在設(shè)施設(shè)備分類代碼的基礎(chǔ)上，增加物理位置代碼、序號(hào)碼后生成，用以唯一標(biāo)識(shí)城市軌道交通中任一設(shè)施設(shè)備單體。

3 徐醫(yī)附院站BIM模型的建立及應(yīng)用情況

3.1 模型建立

在建模軟件的選取中，根據(jù)實(shí)際情況徐醫(yī)附院站選用了Autodesk公司的Revit。土建模型的建立基本貫穿了整個(gè)車站施工的過程，是根據(jù)車站設(shè)計(jì)不同階段的要求，不斷更新細(xì)化的一個(gè)過程，從方案設(shè)計(jì)階段（如圖4）到施工深化設(shè)計(jì)階段（如圖5），包括后續(xù)的機(jī)電安裝（如圖6）及裝修階段（如圖7）。

圖4 車站與周邊環(huán)境關(guān)系

圖5 施工方案設(shè)計(jì)

圖6 公共區(qū)裝修可視化設(shè)計(jì)

圖7 機(jī)電安裝可視化設(shè)計(jì)

3.2 應(yīng)用情況

徐州1號(hào)線一期工程計(jì)劃2019年通車，目前，徐醫(yī)附院站的施工進(jìn)度進(jìn)展到了安裝裝修階段，BIM的應(yīng)用主要集中在設(shè)計(jì)階段。

3.2.1 方案推敲

在設(shè)計(jì)過程中通過徐醫(yī)附院站工程模型的建立，能清楚的看到車站與周邊環(huán)境的相互關(guān)系。便于方案的推敲，避免分開建設(shè)造成的城市道路反復(fù)開挖、對(duì)周邊環(huán)境的影響以及施工成本的浪費(fèi)。方案完成后，根據(jù)周邊環(huán)境模型又反過來驗(yàn)證出入口、風(fēng)亭等的標(biāo)高以及與周邊建筑物距離是否協(xié)調(diào)。

圖8 徐醫(yī)附院站與周邊管線關(guān)系

圖9 三維管綜模型

3.2.2 工程量清單

隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，工程項(xiàng)目越來越復(fù)雜，工程量也越來越大，傳統(tǒng)的工程量統(tǒng)計(jì)模式已難以滿足市場(chǎng)需要，而BIM建筑信息模型可以通過快速生成構(gòu)件明細(xì)表解決這一難題。徐州1號(hào)線徐醫(yī)附院站通過建立車站BIM模型，快速生成明細(xì)表。BIM模型中的明細(xì)表可以根據(jù)要求顯示體積、制造商、功能、型號(hào)、寬度、成本、結(jié)構(gòu)用途、結(jié)構(gòu)說明、防火等級(jí)和面積等信息[4]。

基于各階段的BIM模型，可按需實(shí)時(shí)輸出主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)、土建、機(jī)電、裝修等工程量清單，配合各階段計(jì)量需要，進(jìn)行動(dòng)態(tài)投資控制。

3.2.3 三維可視化應(yīng)用

三維可視化的應(yīng)用貫穿于整個(gè)BIM建模的過程。其中應(yīng)用價(jià)值最為明顯的是公共區(qū)裝修，三維可視化作為設(shè)計(jì)階段的重要交流方式，既可以提高溝通效率，確保信息的準(zhǔn)確性，又可以在必要情況下對(duì)重要區(qū)域進(jìn)行模型截圖促進(jìn)工作實(shí)施。同時(shí)能對(duì)大面積鋪裝的材料進(jìn)行單元式建模，檢驗(yàn)其拼接的合理性（如天花、地磚等）。

利用Navisworks軟件沿設(shè)定的的路徑移動(dòng)相機(jī)創(chuàng)建漫游，動(dòng)態(tài)展示設(shè)計(jì)的整體及局部細(xì)節(jié)，并可導(dǎo)出視頻文件。使得設(shè)計(jì)成果能清楚的展示出來。

圖10 站廳三維可視化 效果展示

圖11 站臺(tái)三維可視化效果展示

3.3 下階段工作

由于徐州軌道交通1號(hào)線一期工程是徐州的第一條地鐵線，在BIM方面尚未形成一個(gè)統(tǒng)一完整的標(biāo)準(zhǔn)，目前各個(gè)車站采用的標(biāo)準(zhǔn)均是參照本單位企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)，所以建立一個(gè)統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

編制BIM技術(shù)經(jīng)濟(jì)報(bào)告，根據(jù)BIM信息模型，輸出模型工程量，同時(shí)基于成熟revit插件出量，與實(shí)際材料消耗量進(jìn)行對(duì)比，尋找分析算量差異，為后續(xù)車站初步設(shè)計(jì)階段、招標(biāo)設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段工程量數(shù)據(jù)提供應(yīng)用基礎(chǔ)。

表1 部分碰撞結(jié)果展示

根據(jù)實(shí)際情況在后續(xù)項(xiàng)目中嘗試采用裝配式車站的BIM應(yīng)用。根據(jù)BIM信息模型，利用三維信息模型指導(dǎo)施工，同時(shí)輸出需要預(yù)制拼裝區(qū)域內(nèi)管線的工程量，包括管道尺寸、長(zhǎng)度、管件等重要設(shè)備參數(shù)。實(shí)現(xiàn)工廠施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝工藝，縮短工期。

4 結(jié)語

與國(guó)外BIM技術(shù)應(yīng)用日漸成熟不同，國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)尚處于起步階段，尤其是在城市軌道交通應(yīng)用方面。本文以徐州1號(hào)線徐醫(yī)附院站為例，將BIM技術(shù)應(yīng)用到地鐵車站建模、工程量統(tǒng)計(jì)以及三維管線綜合等過程中，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)在徐州軌道交通方面的探索，為BIM技術(shù)取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)模式提供了可能，為今后徐州乃至全國(guó)各地軌道交通BIM應(yīng)用提供了一條可靠的技術(shù)路線。