BIM技術在鐵路施工管理中的應用研究

張亞峰

（中鐵一局集團有限公司，陜西 西安 710054）

鐵路施工相比于普通公路施工而言施工環(huán)境更加艱難，施工地點一般都在城鎮(zhèn)郊區(qū)或者山嶺周圍，因此在進行施工之前需要對山體結構、土壤性質(zhì)等進行必要的勘探和考察。隨著科學信息技術的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)在鐵路施工管理中應用了BIM等技術，從而很大程度上提高了鐵路施工的管理水平，保障了鐵路施工的質(zhì)量。因此本文首先對BIM技術進行簡要分析，隨后給出BIM技術在鐵路四電工程施工管理中的應用以及BIM技術在鐵路隧道施工管理中的應用。

1 BIM技術簡介

BIM技術是利用數(shù)字化的方法對建筑工程項目進行設計、建造、管理，也就是我們所說的建筑信息模型，是數(shù)字化的一種應用。在鐵路施工項目中使用BIM技術能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路工程的全生命周期管理，從而提高鐵路施工的效率和質(zhì)量，是當前鐵路工程項目中使用最廣泛的一種數(shù)字化技術。BIM技術的優(yōu)勢如下。

1.1 關聯(lián)性強

BIM技術能夠?qū)㈣F路施工單位、設計單位以及投資方三方的溝通緊密聯(lián)系起來。在BIM技術構建的施工模型中，模型和對象可以進行互相的識別和關聯(lián)。比如，對于鐵路施工中的橋臺位置發(fā)生了變化，他能自動識別出管理這方面的施工單位，從而要求相關單位進行調(diào)整和修改，同時，將修改后的信息進行更新與重整。

1.2 可以進行場景施工模擬

根據(jù)設計單位設計的方案以及相應的鐵路施工信息，能夠準確利用BIM技術進行現(xiàn)場施工模擬，從而在鐵路施工模擬過程中發(fā)現(xiàn)設計方案的不足，并根據(jù)模擬過程中出現(xiàn)的問題找出相應的解決策略，從而提高鐵路施工的效率。

1.3 信息可視化

BIM技術能夠?qū)㈣F路施工中的信息可視化。通過將鐵路施工過程中的信息輸入BIM平臺，它就可以直接將輸入的信息轉化為可視化的模型，然后，通過直觀的模型對鐵路工程的設計、施工、管理階段進行指導和管理，從而不斷地提高鐵路施工管理的水平。

2 BIM技術在鐵路四電工程施工管理中的應用研究

2.1 設計的優(yōu)化

通過BIM技術模擬的虛擬場景，設計工程師能夠結合實際施工場地對施工設計進行優(yōu)化。鐵路四電工程關鍵的施工就是各個電纜橋架的布置以及各個變壓器之間的防火墻布置。通過BIM建設的模擬，能夠準確的對各個變壓器之間的安全距離進行校驗，從而優(yōu)化變壓器之間防火墻的布置距離和位置；同時，還可以模擬出各個電纜橋架的鋪設位置和線路，提前規(guī)避線路交叉的情況，并優(yōu)化制定出最節(jié)省電纜材料的鋪設路徑，從而在鐵路四點工程的實際施工過程中節(jié)省鋪設材料和線纜鋪設時間。

2.2 技術變更管理

在進行鐵路施工過程中，要及時將鐵路施工的成果上傳至BIM平臺，然后，將其與最初設計的模型進行對比分析，一旦發(fā)現(xiàn)有問題存在，就要及時地在問題發(fā)生點進行信息采集（可以通過視頻或者照片的方式），然后，上傳至平臺，再連線相關技術人員來處理問題，如果有技術設計上的更改，則需要及時地提出，并在BIM建設平臺上更新，從而不斷地提高鐵路施工的項目管理水平。

2.3 施工進度和質(zhì)量管理

將鐵路四電工程施工在各個階段的任務輸入BIM平臺，BIM模型可以對鐵路四電工程的施工計劃進行三維動態(tài)模擬，然后，將各個階段的施工進度推演出來，從而預測整體的施工進度。同時，將推演出的施工進度作為實際施工過程中的憑據(jù)，并且不斷將實際施工進度與推演進度進行對比匯總，生成鐵路四電施工控制管理的報表，以便掌握鐵路四電工程整體施工的進度。

對于質(zhì)量管理而言，首先，要在BIM平臺建立定期檢查、違規(guī)違章以及工程質(zhì)量管理等問題的處理模板，模板主要包括質(zhì)量問題的整合、上報以及整改記錄等環(huán)節(jié)。一旦相關人員發(fā)現(xiàn)了鐵路四電項目施工的質(zhì)量問題，要及時啟動BIM平臺上建立的質(zhì)量處理程序，從而直接通過一系列的流程將問題處理，實現(xiàn)高效率的質(zhì)量管理。

2.4 上道作業(yè)安全管理

上道作業(yè)安全管理主要包括對上道施工人員進行安全培訓以及提前給出關于上道作業(yè)可能存在的危險提示。首先，對于人員的安全培訓來講，通過利用BIM模型的仿真操作功能可以直接呈獻給上道作業(yè)員工實際的作業(yè)環(huán)境，再利用VR技術可以讓上道作業(yè)人員進行仿真環(huán)境的模擬練習，從而加強其對實際作業(yè)環(huán)境的熟悉。對于風險提示而言，BIM模型可以直接根據(jù)上道作業(yè)人員的具體位置、周圍機械設備的工作狀態(tài)以及周圍環(huán)境來判斷作業(yè)人員可能存在的危險，并根據(jù)危險可能發(fā)生的概率給出作業(yè)人員不同次數(shù)的危險提示，從而不斷提高鐵路四電工程施工的安全管理水平。

3 BIM技術在鐵路隧道施工管理中的應用研究

3.1 3D 掃描技術

在鐵路隧道施工的前期工作中，利用3D掃描技術可以直接將鐵路隧道施工地點出的山脈和周圍環(huán)境成比例的顯示在BIM模型中，設計人員可以根據(jù)BIM模型顯示出的環(huán)境進行鐵路隧道施工設計，同時，利用搭建的模型來檢驗設計方案是否可行，可以根據(jù)模型確定出設計存在的問題，并及時解決，最終形成精確可行的設計方案，從而提高鐵路隧道施工的效率。同時，3D掃描技術可以掃描隧道各個斷面的實際情況，并將其直接轉化為信息數(shù)據(jù)存檔，一定程度上提高了隧道檢測的工作效率。

3.2 實時跟蹤技術

實時跟蹤技術主要是利用BIM技術中可視化的特點，通過利用BIM技術，能夠?qū)㈣F路隧道施工地點處的環(huán)境和數(shù)據(jù)采集存放到BIM平臺，然后按照采集的數(shù)據(jù)構建仿真三維立體模型。施工人員可以直接在該模型下用電腦進行施工演練，從而發(fā)現(xiàn)施工過程中可能遇到的問題和困難，相關設計人員再根據(jù)施工過程中出現(xiàn)的問題進行方案設計的修改，保證鐵路隧道施工能夠按照設計方案高效率的進行，避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象耽誤鐵路施工的進程。

3.3 三維形象進度管理

BIM技術不僅僅可以構建出三維模型，同時，還可以將實際施工進度和計劃施工進度以三維形象的模式進行對比，從而給予實際施工進度上的指導。施工管理人員將鐵路隧道施工的實際進度數(shù)據(jù)輸入BIM平臺，BIM平臺會自動將數(shù)據(jù)轉化為實際施工進度模型，在通過顯示控制BIM模型，達到計劃施工進度和實際施工進度的對比。一旦二者的施工進度出現(xiàn)明顯的差距后，他就會直接發(fā)出預警信息，提醒工程的進度，從而方便施工人員從新調(diào)整施工進程，或者設計人員根據(jù)實際情況重新設定施工進度，保障鐵路隧道施工能夠安全高效的進行。

3.4 隧道安全風險管理

鐵路隧道施工因為施工環(huán)境的特殊性，所以施工過程中可能出現(xiàn)的危險因素也就越多。因此，相關的施工安全管理人員可以搜集隧道施工的危險源、容易出現(xiàn)的狀況以及隧道的環(huán)境情況信息，將這些信息錄入BIM平臺，利用BIM技術將這些危險源和有問題的狀況進行匯總分析，然后，再和BIM構建的三維模型建立聯(lián)系，這樣不僅能為鐵路隧道施工人員提供一些指導，而且還可以有效避免施工過程中容易出現(xiàn)的危險，從而不斷提高鐵路隧道施工的安全風險管理。

4 結語

總而言之，隨著科學技術的不斷進步與發(fā)展，BIM技術也逐漸應用到各個建筑工程項目中，它以各個單位關聯(lián)性強以及可以進行現(xiàn)場施工模擬的優(yōu)點深受各個建筑施工企業(yè)的青睞。本文以鐵路施工管理為例，分別從鐵路四點施工管理和鐵路隧道施工管理這兩方面分析了BIM技術在其中的應用?？梢钥闯?，BIM技術功能的強大，不僅能夠提高鐵路施工的效率，同時，還能夠大幅減少鐵路施工中容易出現(xiàn)的危險。由此可見，BIM技術是提高鐵路施工管理水平的重要技術，其發(fā)揮的功能無可替代。