BIM技術在城市軌道交通工程施工管理中的應用

王小培

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程逐步加快，城市軌道交通工程關系到人民群眾的切身利益，施工條件復雜，施工任務繁重，傳統(tǒng)的工程管理模式無法保證工程質量和施工進度，為此需要相關企業(yè)積極調整。BIM屬于工程建設施工管理的數(shù)據(jù)化工具，在實際應用過程中通過各種參數(shù)模型能夠實現(xiàn)工程信息資源的有效整合，為建筑施工人員提供必要的數(shù)據(jù)作支持，節(jié)約建筑成本，提高施工效率，將其應用于城市軌道交通工程施工管理中效果顯著，值得全面推廣。

當前，城市化進程逐漸加快，城市人口逐漸增加，人們的生活水平逐漸改善，城市地區(qū)交通壓力逐漸增加，已有的交通系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足人們出現(xiàn)的基本需求，為此城市軌道交通得到了全面發(fā)展。我國城市軌道交通工程較大，施工整體環(huán)境復雜，施工過程極易受到周邊地區(qū)環(huán)境因素的影響，為此需要采取全新的工程技術，全面提供工程質量。BIM技術是近年來廣泛應用的工程施工新技術，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源共享，提高建設效率，改善工程質量，對我國城市軌道交通建設水平的提升具有重要作用。

一、BIM技術應用概述

1.基本概念

建筑信息模型英文簡稱為BIM，主要內容包括與建筑工程施工密切相關的空間位置關系、周邊地理環(huán)境信息、立體幾何關系、建筑組成單元參數(shù)信息等，利用BIM技術能夠準確呈現(xiàn)出建筑工程在整個生命周期內的信息數(shù)據(jù)，為施工建設人員提供必要的數(shù)據(jù)支持。BIM技術具有虛擬先行性、全局優(yōu)化性、可出圖性、可視化程度高、沖突協(xié)調性等方面的特點，在建筑工程領域加以應用能夠起到良好的效果，受到建筑行業(yè)人員的廣泛重視。

2.BIM技術在城市軌道交通工程施工中應用的可行性

BIM技術能夠準確體現(xiàn)出建筑工程全生命周期的信息資源，能夠實現(xiàn)建筑施工風險控制的全面化、動態(tài)化、準確化。城市軌道交通建筑施工涉及到諸多企業(yè)，施工周期跨度大，工程資料復雜，利用BIM技術能夠顯著提高企業(yè)的風險管理水平，能夠將工程項目施工建設各方集中統(tǒng)一在同一個平臺上，使溝通過程更加順利便捷，提高施工各方溝通效率。BIM技術能夠對建筑物的三維實體建模和項目進度控制進行準確的計劃，在建筑工程動態(tài)三維實體構件中加入進度控制計劃，能夠實現(xiàn)建筑工程的4D模擬分析。BIM技術具有良好的信息時效性，與傳統(tǒng)的施工風險管理模式相比，能夠及時發(fā)現(xiàn)建筑整體模型數(shù)據(jù)資源的細微改變，并對相關數(shù)據(jù)資源及時進行更新，實現(xiàn)對風險的動態(tài)化控制管理，提高信息資源的時效性，改善風險管理水平，確保建筑工程整體目標能夠實現(xiàn)。

近年來，我國各個地區(qū)城市軌道交通工程數(shù)量逐漸增加，由于施工管理不完善導致的經(jīng)濟損失也在逐漸增長，利用BIM技術能夠對施工項目的整體效益進行系統(tǒng)評估，統(tǒng)計分析施工時間、變更成本、設計時間等指標，顯著提高建筑工程的經(jīng)濟效益。BIM技術在我國整體應用水平偏低，普及程度不足，為此相關部門應當提高重視程度，加強技術研究，在城市軌道交通工程施工中大力應用相關技術，促進建設整體水平的不斷提高。

二、BIM技術在城市軌道交通工程施工管理中的實際應用

1.工程實例

某地區(qū)車站主體結構中包括T字換乘，車站外包總體長度為208.78m，西側基坑長度為91.24m，東側基坑長度為58.14m。車站屬于雙層地下車站，采用雙柱三跨的模式進行施工建設，地下二層屬于站臺層，地下一層屬于站廳層，整體站臺寬度為12.06m。車站標準段基坑開挖深度為17.866～18.253m，標準段結構整體高度為16.364m，在車站頂板位置覆蓋土層厚度為1.395m。在工程施工區(qū)域的北側存在高度為40m的220kv高壓線，施工整體安全距離為6m，車站出口位置位于高壓線下方，因此施工存在一定的安全隱患。同時，工程的梁板結構與地鐵線路直接相連，如何保證連接的穩(wěn)定可靠以及工程的防水性能也是施工過程需要重點防范的風險因素。在施工過程中將地墻鑿除會導致地鐵線路土體完全裸露，部分下方的水土會進入到基坑內部，導致工程施工的整體風險持續(xù)增加。為有效控制工程建設的風險，加強施工管理，施工企業(yè)利用BIM技術將招標文件中的信息資源進行全面的分解，并建立合理的模型結構，建立命名規(guī)則、制定相關標準、建立完善的結構樹。依據(jù)工程施工實際勘察文件內容以及設計圖紙建立起B(yǎng)IM模型，并在實際施工建設過程中對該模型不斷完善，確保工程建設順利完成，達到應有的效果。

2.利用BIM技術建立三維可視化模型

利用BIM技術建立的三維可視化模型能夠準確展示出工程的空間位置關系以及幾何結構特點，施工人員利用該模型能夠準確了解工程設計的意圖，提高施工效率，改善工程質量。BIM三維結構模型包含了工程施工的各類信息資源，將模型與施工現(xiàn)場實際情況進行比對能夠及時發(fā)現(xiàn)設計和施工過程中存在的各類問題，制定解決方案，實現(xiàn)施工質量的不斷優(yōu)化。

3.碰撞檢測

傳統(tǒng)的施工模式之下，技術人員無法對設計的整體效果進行有效的檢查，在實際施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)空間過于緊張或結構之間存在碰撞的問題。在城市軌道交通工程施工建設中引入BIM技術，利用Navisworks軟件，能夠對設計方案進行系統(tǒng)的碰撞檢測，檢測的總體數(shù)量達到150處。通過完善的碰撞檢測能夠及時發(fā)現(xiàn)設計方案中存在的問題，技術人員能夠及時變更設計圖紙，避免在施工過程中出現(xiàn)返工或停工的情況，提高施工效率，改善管理水平。

4.加強施工進度控制

利用BIM技術建立的工程模型需要由咨詢單位移交至施工單位，工程技術人員對模型進行系統(tǒng)審核，提出調整意見，咨詢公司結合調整意見對模型作出必要的改變，以此來滿足工程建設的實際需求。在模型制作的過程中，建筑企業(yè)需要為施工企業(yè)提供施工的月度計劃以及年度總計劃，咨詢單位需要依據(jù)這些計劃進行模型設計，施工企業(yè)依據(jù)模型的設計方案，事先安排機械設備、原材料、施工技術人員，避免內部資源出現(xiàn)浪費。利用BIM技術能夠保證工程施工各個工序的合理銜接，施工單位利用比較小的空間能夠實現(xiàn)鉆孔灌注樁施工與高壓旋噴樁施工的銜接，縮短工期。在開挖基坑施工中應用BIM技術，企業(yè)能夠對安裝鋼支撐的負面作用提前掌握，提高安裝速度。城市軌道交通換乘車站施工采用的風道為OTE風道，其位置在中板下方，結構比較復雜，風道的支撐結構位于內襯墻與結構柱的位置，在施工過程中利用BIM技術進行模擬能夠提高主體結構的施工效率，保證工期順利完成。

5.施工過程的跟蹤以及5D虛擬模式

利用BIM技術建立的工程技術模型包含了建筑工程全部的數(shù)據(jù)信息資源，施工人員能夠在最短時間內獲得材料的出場日期、保修日期、材料規(guī)格，通過完善的施工材料管理系統(tǒng)能夠提高工程的整體質量，為施工建設提供必要的物質支持。利用BIM技術能夠對所有施工材料進行跟蹤管理，通過信息資源共享能夠保證建筑工程的維護以及管理效果，避免建筑材料出現(xiàn)不必要的浪費。同時，利用BIM三維模型、工程時間信息、工程量成本信息等資源能夠實現(xiàn)5D虛擬構造的效果，技術人員可以利用5D虛擬模式實現(xiàn)施工過程的逐步完善，規(guī)避各類風險，真實地展示出工程量、施工進展，有助于企業(yè)對施工成本進行有效的控制，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

三、結語

城市軌道交通工程對城市的發(fā)展具有重要的促進作用，針對傳統(tǒng)施工模式存在的問題，需要積極引入BIM技術，建立可視化的工程三維模型，準確反映出工程的數(shù)據(jù)信息資源，技術人員利用模型和數(shù)據(jù)預測工程施工可能存在的問題，及時制定預案，以此來實現(xiàn)工程施工質量和效率的同步提高。