BIM技術(shù)在地鐵站施工中的應(yīng)用

馬法軍 中國水利水電第五工程局高級工程師

地鐵站施工，是以城市軌道交通系統(tǒng)提供列車?？康狞c(diǎn)位開展的施工內(nèi)容，與線路施工活動(dòng)相比，站點(diǎn)施工具有更高的要求和更復(fù)雜的施工環(huán)境。雖然近年來各地區(qū)在地鐵站施工實(shí)踐的過程中積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和方法，能夠按照既定的技術(shù)和要求進(jìn)行有序的施工，但在施工的效能方面仍然有較大的提升空間。

對于地鐵站施工效能的提升，主要是對施工的技術(shù)性管理，即通過科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用來提高施工的準(zhǔn)確性、可靠性，減少施工中不必要的資源浪費(fèi)[1]。并且，地鐵施工一般是在城市人流、車流量較大的區(qū)域，可供施工使用的場地十分有限，加之地鐵車站施工斷面繁多、結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜，對施工的標(biāo)準(zhǔn)化管理要求比較高。

BIM 技術(shù)作為近年來施工領(lǐng)域重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)內(nèi)容，具有極高的科學(xué)性、指導(dǎo)性價(jià)值，成為地鐵站施工中重點(diǎn)研究和應(yīng)用的技術(shù)類型。實(shí)踐表明，通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)三維施工場地布置及立體施工規(guī)劃，確保施工物料存放位置的科學(xué)性和物料吊裝的高效性，最大程度地利用施工區(qū)域有限的空間。

1 BIM技術(shù)概述

BIM 技術(shù)是以工程項(xiàng)目中的相關(guān)模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過創(chuàng)建數(shù)字信息模型仿真器，來模擬工程施工情況的技術(shù)類型。需要注意的是，BIM 技術(shù)中的模型，并非是將工程中的各種數(shù)據(jù)模型進(jìn)行簡單的集成處理，而是基于項(xiàng)目施工的實(shí)際情況和需要，進(jìn)行的模型構(gòu)建與應(yīng)用[2]。作為一種施工技術(shù)，BIM 技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：

第一，可視性。BIM 技術(shù)是基于工程項(xiàng)目施工相關(guān)的數(shù)據(jù)開發(fā)或者整合的施工模型，將工程施工的過程和結(jié)果以動(dòng)態(tài)的模型畫面呈現(xiàn)出來，使技術(shù)人員和施工人員能夠立體、動(dòng)態(tài)地了解工程項(xiàng)目施工的相關(guān)情況，提高施工的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。例如，借助BIM 技術(shù)的三維模型效果，可以提高施工區(qū)域的可視化水平，便于施工人員進(jìn)行圖紙審核和施工交底[3]。

第二，虛擬性。BIM 技術(shù)對施工過程和結(jié)果的呈現(xiàn)是基于網(wǎng)絡(luò)App 終端的可視化界面實(shí)現(xiàn)的，終端對施工情況的模擬過程和結(jié)果均是根據(jù)相關(guān)的技術(shù)原理和計(jì)算機(jī)程序而自動(dòng)生成的虛擬性內(nèi)容。如在地鐵站施工中，技術(shù)人員在App 終端的模擬系統(tǒng)中輸入相關(guān)的施工數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生對應(yīng)的施工效果圖和進(jìn)程圖，但這些圖均是虛擬的，價(jià)值在于指導(dǎo)實(shí)際的施工。

2 BIM技術(shù)在地鐵站施工中應(yīng)用的基本原則

在地鐵站施工過程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用需要重點(diǎn)遵循以現(xiàn)場施工為立足點(diǎn)和以提高施工管理水平為目標(biāo)的基本原則。其中，以現(xiàn)場施工為立足點(diǎn)是指BIM 技術(shù)除了要按照施工制度明確的地鐵站施工要求進(jìn)行統(tǒng)一、規(guī)范施工，還要根據(jù)各站點(diǎn)施工現(xiàn)場的環(huán)境、條件、進(jìn)度等情況，進(jìn)行有針對性的應(yīng)用，以確保BIM 技術(shù)在施工中的應(yīng)用性價(jià)值得到充分發(fā)揮，避免技術(shù)應(yīng)用給施工活動(dòng)增加負(fù)擔(dān)。以提高施工管理水平為目標(biāo)是將BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)注點(diǎn)放在施工管理效果的提高上，無論是BIM模型的構(gòu)建，還是BIM 協(xié)同管理平臺(tái)的創(chuàng)建，均應(yīng)考慮是否有利于提高地鐵站施工管理的整體效能，凡是可以提高施工管理效率和效果的方法，均可以嘗試應(yīng)用。例如，在BIM 協(xié)同管理平臺(tái)的App 客戶端開發(fā)過程中，技術(shù)人員要從操作簡單、系統(tǒng)性能好、平臺(tái)自動(dòng)處理能力強(qiáng)等事關(guān)管理效能提高的因素出發(fā)，進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，確保最終開發(fā)出的App 客戶端符合地鐵站施工的實(shí)際要求。

3 BIM技術(shù)在地鐵站施工中的具體應(yīng)用

BIM 技術(shù)在地鐵站施工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在站內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料的使用配置、管線的裝配設(shè)計(jì)等方面，內(nèi)容也構(gòu)成了地鐵站施工內(nèi)容的主體[4]。

3.1 在站點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在站點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)為功能軟件的可視化建模。在地鐵站設(shè)計(jì)與施工過程中，設(shè)計(jì)方與施工方可借助BIM 技術(shù)進(jìn)行三維建模，動(dòng)態(tài)、立體地展現(xiàn)站點(diǎn)內(nèi)部土建、結(jié)構(gòu)、站點(diǎn)的空間布局等內(nèi)容。并與傳統(tǒng)的CAD 圖紙相比，BIM 技術(shù)的建模效果更加直觀，施工人員可以根據(jù)模擬動(dòng)畫進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與調(diào)整，使站點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加科學(xué)、合理。

3.2 在二次結(jié)構(gòu)施工方面的應(yīng)用

二次結(jié)構(gòu)，指的是諸如非承重砌體、構(gòu)造柱、過梁等在裝飾前需要完成的建筑部分，是在一次結(jié)構(gòu)施工完畢后才開始施工作業(yè)的結(jié)構(gòu)性內(nèi)容。BIM 技術(shù)在二次結(jié)構(gòu)施工方面的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在預(yù)留孔洞的施工和排磚的施工中。在預(yù)留孔洞方面，BIM 技術(shù)具有自動(dòng)生產(chǎn)CAD 圖紙的功能，能夠?yàn)槭┕と藛T提供洞口編號、尺寸、標(biāo)高以及定位等預(yù)留孔洞的詳細(xì)信息，指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員進(jìn)行準(zhǔn)確的穿墻孔洞預(yù)留施工。在排磚施工中，一方面，施工人員根據(jù)BIM 技術(shù)提供的模擬圖紙和結(jié)構(gòu)，設(shè)置磚塊的尺寸、灰縫厚度、圈梁以及構(gòu)造柱等，對砌塊進(jìn)行排布，進(jìn)而生成磚塊用量表，為施工材料的精準(zhǔn)確定提供指導(dǎo)；另一方面，通過BIM 技術(shù)產(chǎn)生的模擬排磚方案，可以提高現(xiàn)場排磚的科學(xué)性和合理性，避免材料的錯(cuò)誤使用和砌體的重復(fù)建設(shè)與拆遷，提高施工的效能[5]。

3.3 在站點(diǎn)管線裝配設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在地鐵站點(diǎn)管線裝配設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)為機(jī)電管線的綜合設(shè)計(jì)與配裝檢測。地鐵站點(diǎn)的管線包括通風(fēng)道、排煙道、水管（給水管、污水管、廢水管、冷卻水供水管、冷卻水回水管、冷凍水供水管、冷凍水回水管）、氣管、消防管、氣滅管、冷媒管、冷凝管以及電纜吊架等，具有線路復(fù)雜、管道密集的特點(diǎn)。通過BIM 技術(shù)的管線配置模擬設(shè)計(jì)功能，可以對各類管線的排布進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)、調(diào)整和優(yōu)化，確保管線裝配線路和方式的科學(xué)合理，同時(shí)也能夠保證站點(diǎn)內(nèi)部裝修裝飾的合理性[6]。BIM 技術(shù)具有的模擬性功能，可以為地鐵站施工提供管線碰撞檢測的技術(shù)支持，通過碰撞檢測后生產(chǎn)的碰撞報(bào)告，施工人員可以在施工前和施工中快速、準(zhǔn)確、全面地檢查管線設(shè)計(jì)與裝配過程中存在的錯(cuò)誤，指導(dǎo)施工主體及時(shí)采取措施加以糾正，避免延誤工期。

4 BIM技術(shù)在地鐵站施工應(yīng)用中需要注意的問題

雖然BIM 技術(shù)在優(yōu)化地鐵站施工管理方法，提高地鐵站施工效能等方面具有明顯的作用和效果，但是，作為一種施工技術(shù)，BIM 技術(shù)的應(yīng)用需要遵循科學(xué)的方法和規(guī)則，以保證技術(shù)功能的有效發(fā)揮。就當(dāng)前BIM 技術(shù)在地鐵站施工中的應(yīng)用而言，應(yīng)著重注意以下幾方面的內(nèi)容：

4.1 注重BIM技術(shù)軟件的科學(xué)選擇和規(guī)范使用

近年來，在持續(xù)增加的技術(shù)需求驅(qū)動(dòng)下，國內(nèi)市場上出現(xiàn)了大量BIM 技術(shù)軟件，這些軟件功能相似，操作差異明顯。雖然為施工單位提供了更多可供選擇使用的軟件資源庫，但也增加了BIM 技術(shù)軟件選擇和使用的風(fēng)險(xiǎn)。為保證技術(shù)應(yīng)用的持續(xù)性、穩(wěn)定性和安全性，施工單位要結(jié)合自身的實(shí)際情況，盡可能地組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行BIM 技術(shù)軟件的自主研發(fā)，以此來滿足單位內(nèi)部地鐵站施工中的BIM 技術(shù)應(yīng)用要求。對于缺乏自主開發(fā)軟件能力的施工單位，則可以在兼容性、安全性、操作便捷性等指標(biāo)的綜合評價(jià)下，選擇一款真正適合自身施工要求的BIM 技術(shù)軟件，并邀請相關(guān)技術(shù)人員為施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，使軟件得以規(guī)范、有效的使用[7]。

4.2 施工現(xiàn)場BIM技術(shù)應(yīng)用水平偏低

BIM 技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)性比較高的施工手段，雖然相關(guān)技術(shù)軟件的推廣簡化了技術(shù)施工的難度，規(guī)范了技術(shù)手段的使用，但由于施工現(xiàn)場作業(yè)人員缺乏信息化方面的技能，導(dǎo)致BIM 技術(shù)的應(yīng)用水平整體偏低。對此，施工主體要加強(qiáng)內(nèi)部人員尤其是一線施工人員BIM 技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，使BIM 技術(shù)能夠廣泛、有效地應(yīng)用于施工現(xiàn)場。例如，施工主體可以安排BIM技術(shù)人員到現(xiàn)場指導(dǎo)地鐵站施工人員進(jìn)行軟件的操作和功能的理解，使施工人員至少能夠掌握軟件的基本功能。

4.3 強(qiáng)化BIM技術(shù)使用的規(guī)范性

在長期的地鐵站施工實(shí)踐中，施工單位和施工人員已經(jīng)形成了較為穩(wěn)定的施工理念和施工習(xí)慣，這雖然能夠保證地鐵站施工的持續(xù)性、穩(wěn)定性，但也增加了BIM技術(shù)應(yīng)用推廣的思想和行為阻力。一些施工人員在施工過程中仍然延續(xù)傳統(tǒng)的施工方式或思想，對BIM 技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出排斥、抵觸的情況，這無疑增加了BIM 技術(shù)使用的難度。同時(shí)，部分施工人員在技術(shù)軟件使用時(shí)存在隨意使用、盲目使用等不科學(xué)、不規(guī)范的行為，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用效能偏低。對此，施工主體要嚴(yán)格要求現(xiàn)場施工人員按照技術(shù)使用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，確保技術(shù)得到正確使用。施工主體也要及時(shí)搜集施工人員在技術(shù)使用中遇到的問題，進(jìn)行分析和解決，不斷優(yōu)化技術(shù)操作的便捷性和有效性，增強(qiáng)現(xiàn)場人員的操作體驗(yàn)。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)作為施工管理中的重要技術(shù)類型，在優(yōu)化施工方式、提高施工效能等方面的作用十分顯著。鑒于當(dāng)前BIM 技術(shù)在地鐵站點(diǎn)施工中的廣泛應(yīng)用，相關(guān)主體要結(jié)合地鐵站施工的實(shí)際情況，積極推進(jìn)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，并多多關(guān)注技術(shù)應(yīng)用中需要注意的問題，確保技術(shù)能得到科學(xué)、有效的使用。當(dāng)然，涉及到技術(shù)的具體應(yīng)用，還需要相關(guān)主體根據(jù)地鐵站施工的實(shí)際情況進(jìn)行靈活把控，這就要求施工方要在掌握BIM 技術(shù)應(yīng)用方法的同時(shí)，注重技術(shù)應(yīng)用方式和效果的調(diào)控，最大化地發(fā)揮技術(shù)效果。