BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站施工中的應(yīng)用實(shí)踐

廖偉平

（中鐵隧道局集團(tuán)華南指揮部，廣東 廣州 510000）

1 項(xiàng)目概況

重慶軌道交通十號(hào)線土建10107標(biāo)段工程位于渝北區(qū)內(nèi)，起止里程為K31+935.64—K36+419.649，標(biāo)段全長(zhǎng)4484m，該標(biāo)段包括：T2航站樓站、渝北廣場(chǎng)站和T3航站樓站—T2航站樓站—渝北廣場(chǎng)站—鹿山站三個(gè)區(qū)間。T2航站樓站位于重慶市江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)T2航站樓前廣場(chǎng)下方，與既有3號(hào)線換乘。該站主體結(jié)構(gòu)為地下暗挖單拱二層島式站臺(tái)車(chē)站,車(chē)站長(zhǎng)224m、寬24.40m、高20.01m，底板埋深為45.90m，頂板覆土厚度為25.89m，車(chē)站共有17個(gè)出地面附屬結(jié)構(gòu)口。車(chē)站采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,暗挖最大斷面506㎡，共有17個(gè)出地面附屬結(jié)構(gòu)口（如圖1）。

圖1 地鐵車(chē)站總體布置圖

T2航站樓站所處周邊環(huán)境復(fù)雜，建設(shè)過(guò)程中涉及建筑、結(jié)構(gòu)、風(fēng)、水、電、軌道、機(jī)車(chē)、信號(hào)、消防等多個(gè)系統(tǒng)，需要對(duì)涉及的管線進(jìn)行拆改，交通導(dǎo)改，臨近建筑保護(hù)等進(jìn)行協(xié)調(diào)。地鐵項(xiàng)目屬于城市基建工程，施工工期緊，而該站所經(jīng)沿途地質(zhì)復(fù)雜、管線拆除較多、穿越既有線路和房屋基礎(chǔ)，面臨施工風(fēng)險(xiǎn)較大。綜上述針對(duì)本項(xiàng)目施工中將面對(duì)的問(wèn)題，開(kāi)展BIM技術(shù)應(yīng)用于地鐵車(chē)站施工管理，主要涉及進(jìn)度管理、成本管理等方面研究與應(yīng)用探討嘗試。

2 創(chuàng)建地鐵T2航樓站BIM模型

按照地鐵施工圖紙創(chuàng)建施工BIM模型，模型創(chuàng)建主要包括車(chē)站開(kāi)挖、車(chē)站建筑和其結(jié)構(gòu)模型，分別采用revit和魯班BIM軟件完成[1、2]。車(chē)站開(kāi)挖施工模型主要包括出入口、安全出口、換乘通道、無(wú)障礙電梯、風(fēng)亭和車(chē)站開(kāi)挖等，按照各部分開(kāi)挖、支護(hù)及施工技術(shù)交底文件創(chuàng)建施工模型。建立開(kāi)挖施工模型能夠通過(guò)三維清晰展示施工工藝，方便施工前進(jìn)行三維技術(shù)交底，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)劃工期與實(shí)際施工進(jìn)度對(duì)比分析，更好完成施工進(jìn)度管理和各施工環(huán)節(jié)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工過(guò)程資料記錄歸檔。

車(chē)站BIM模型創(chuàng)建，除各部分開(kāi)挖模型以外，還包括各部分建筑模型、結(jié)構(gòu)模型和管線。車(chē)站建筑模型按照施工工序分模塊創(chuàng)建，各部分完成后在軟件中進(jìn)行拼裝完成后模型如圖2所示。依據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖紙，運(yùn)用魯班BIM建模軟件完成T2航站樓站項(xiàng)目的土鋼筋建模工作（如圖3），將車(chē)站土建模型和其鋼筋模型進(jìn)行組裝，形成了與施工圖對(duì)應(yīng)的初始模型,利用其能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋工程量提出，由此形成與施工圖上所提供的材料進(jìn)行對(duì)比分析

圖2 地鐵車(chē)站土建模型

圖3 地鐵車(chē)站鋼筋模型

3 圖紙審核

地鐵車(chē)站施工前需進(jìn)行圖紙會(huì)審，提前發(fā)現(xiàn)施工圖設(shè)計(jì)中的漏洞、錯(cuò)誤和按照設(shè)計(jì)圖紙無(wú)法完成的工程結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。由于該地鐵車(chē)站所處位置外界環(huán)境較為復(fù)雜，因此施工前進(jìn)行圖紙會(huì)審尤為必要。根據(jù)業(yè)主方提供的施工圖紙，利用revit建模軟件完成地鐵車(chē)站的BIM模型。在完成建模工作的基礎(chǔ)上，利用BIM軟件的碰撞檢查功能[3]，分別預(yù)判出了項(xiàng)目中存在的設(shè)計(jì)漏洞和碰撞點(diǎn)，進(jìn)而出具圖審報(bào)告和預(yù)留洞口報(bào)告、預(yù)埋套管報(bào)告，共發(fā)現(xiàn)圖紙問(wèn)題21處，其中主體結(jié)構(gòu)問(wèn)題6處，鋼筋圖紙問(wèn)題15處，如圖4、5所示。

圖4 二次結(jié)構(gòu)與樓梯發(fā)生碰撞

圖5 電梯井道與站廳結(jié)構(gòu)梁發(fā)生碰撞

4 管線改遷

應(yīng)用建模軟件完成該站所處區(qū)域的現(xiàn)有管線與車(chē)站結(jié)構(gòu)的三維模型，通過(guò)三維模型清晰展示了現(xiàn)有管線與車(chē)站及附屬結(jié)構(gòu)之間的空間管線，并對(duì)車(chē)站施工過(guò)程所涉及的管線進(jìn)行準(zhǔn)確的空間位置確定（如圖6）。根據(jù)施工組織方案對(duì)管線改遷方案進(jìn)行了空間位置展示，并就不同管線改遷方案進(jìn)行了對(duì)比分析，通過(guò)專(zhuān)家論證最終確立了管線改遷的可行性方案。BIM技術(shù)在管線改遷[4]實(shí)施過(guò)程中，提供了準(zhǔn)確、精細(xì)的空間位置參數(shù)，并就改遷后的效果有了一個(gè)更為直接的展示。

圖6 地下管線改遷示意圖

5 工程量提取

通過(guò)創(chuàng)建車(chē)站建筑和結(jié)構(gòu)模型，采用BIM技術(shù)快速算量的功能，能夠按照施工需要快速生成分層、分區(qū)、分專(zhuān)業(yè)、分系統(tǒng)等部分的工程量清單，為項(xiàng)目材料采購(gòu)、用料計(jì)劃提供了數(shù)據(jù)支撐[5]。利用LB管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中的材料管理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)度，分別對(duì)車(chē)站主體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的土建工程量和鋼筋工程量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并出具工程量報(bào)表，如圖7所示。將BIM模型計(jì)算出來(lái)的車(chē)站主體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋工程量與項(xiàng)目預(yù)算工程量進(jìn)行對(duì)比分析，形成初步經(jīng)濟(jì)效益報(bào)告。利用BIM技術(shù)對(duì)該地鐵車(chē)站主體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)工程量進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目初期預(yù)算與BIM工程量存在一定差距如圖8所示，由此避免清方結(jié)算時(shí)發(fā)生多算少算現(xiàn)象，為項(xiàng)目節(jié)約經(jīng)費(fèi)的目的。

圖7 材料管理

圖8 工程預(yù)算和BIM預(yù)算量對(duì)比分析圖

6 魯班BIM協(xié)同信息平臺(tái)應(yīng)用

將項(xiàng)目模型的上傳至魯班BIM管理平臺(tái)，利用魯班BE進(jìn)行項(xiàng)目施工過(guò)程材料、施工進(jìn)度、安全和質(zhì)量等方面管理[6]。為項(xiàng)目部人員按照級(jí)別不同分配施工管理魯班BIM平臺(tái)賬號(hào)，通過(guò)手機(jī)終端上安裝iBan，能夠?qū)崟r(shí)上傳施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)照片、施工視頻和施工資料等（如圖9）。利用BIM管理平臺(tái)施工管理人員能夠隨時(shí)查看施工進(jìn)度是否滯后，施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的施工問(wèn)題是否已整改，施工材料量使用情況、材料儲(chǔ)備等情況，從而實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地獲取現(xiàn)場(chǎng)施工情況信息，從而更加全面掌握項(xiàng)目施工具體情況。將項(xiàng)目施工過(guò)程資料上傳并附著與BIM模型為項(xiàng)目施工過(guò)程資料管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，并將各方面施工資料集成與BIM管理平臺(tái)，為今后在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)過(guò)程中運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供了數(shù)據(jù)追溯源。

圖9 魯班BIM管理平臺(tái)

7 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目通過(guò)引進(jìn)BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了施工圖紙三維可視化，可根據(jù)施工要求，自動(dòng)生成任意截面剖面圖，方便各類(lèi)人員快速了解施工圖，有效地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，減少返工造成的損失，同時(shí)利用BIM技術(shù)對(duì)施工模擬進(jìn)行快速模擬和實(shí)時(shí)調(diào)整，大大提高了施工計(jì)劃的可行性和準(zhǔn)確性，另外在材料和費(fèi)用控制方面，采用明細(xì)表功能進(jìn)行材料消耗分析，有效地控制材料超耗，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行研究，探索適合地鐵車(chē)站工程的BIM技術(shù)，積累BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為BIM技術(shù)進(jìn)一步深入應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。本項(xiàng)目的研究為大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)、多專(zhuān)業(yè)的復(fù)雜工程建設(shè)提供技術(shù)支持。