BIM 技術(shù)在地鐵車站施工中的應(yīng)用探討

張家賀

（中電建鐵路建設(shè)投資集團有限公司，北京 100000）

一、BIM 技術(shù)簡介

BIM 技術(shù)，其英文全稱為Building Information Modeling，其中文全稱為建立建筑信息模型，主要通過采集建筑工程項目中的各種相關(guān)工程信息數(shù)據(jù)，進行建筑模型的三維圖像建立，并運用信息數(shù)字化的三維幾何建模方式呈現(xiàn)建筑物的實際狀況。建筑三維立體模型通過將工程項目中從設(shè)計到施工運營整個過程所含有的數(shù)字信息、功能要求和性能等建筑信息整合集成，將數(shù)字信息化管理應(yīng)用于整個建筑項目全生命周期中。在借助BIM 技術(shù)前提下所構(gòu)建出來的建筑設(shè)計形態(tài)屬于三維立體模型，可以最大限度地將實體建筑的各種信息予以全面地反映出來；而在應(yīng)用表現(xiàn)方面，其所具有的特點不僅包括協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性及可出圖性，同時還包括可視化、模擬性。在工程項目各階段，都可借助BIM 技術(shù)將項目未完成的部分繪制出來，從而將與之相關(guān)的數(shù)據(jù)信息反映出來，并基于數(shù)字化信息集成的管理思路來對工程項目前期設(shè)計、中期施工以及后期運營的全過程展開管理。從地鐵施工的實際流程來看，通過BIM 技術(shù)構(gòu)建專門的施工管理體系，使整個工程以更為安全的姿態(tài)運作，保證相應(yīng)的職能人員以動態(tài)化的方式了解當下地鐵施工的全部情況，確保各項策略輸出更為安全可靠且高效。BIM 技術(shù)應(yīng)用在地鐵施工的流程中，不僅能在原有的基礎(chǔ)上加強安全性，還能不斷提高工程的效率和質(zhì)量，控制施工成本，對潛在的施工隱患做到第一時間發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化，確保整個工序的穩(wěn)定性。在地鐵項目立項以后，首先應(yīng)當借助BIM 技術(shù)繪制該項目的三維模型，然后基于這一模型所提供的數(shù)字化信息集成來對整個地鐵項目展開管理。

二、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)用需要重點遵循以現(xiàn)場施工為立足點和以提高施工管理水平為目標的基本原則。其中，以現(xiàn)場施工為立足點是指BIM 技術(shù)除了要按照施工制度明確的地鐵站施工要求進行統(tǒng)一、規(guī)范施工，還要根據(jù)各站點施工現(xiàn)場的環(huán)境、條件、進度等情況，進行有針對性的應(yīng)用，以確保BIM 技術(shù)在施工中的應(yīng)用性價值得到充分發(fā)揮，避免技術(shù)應(yīng)用給施工活動增加負擔。以提高施工管理水平為目標是將BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)注點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、平臺自動處理能力強等事關(guān)管理效能提高的因素出發(fā)，進行設(shè)計和開發(fā)，確保最終開發(fā)出的App客戶端符合地鐵站施工的實際要求。

三、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、材料的使用配置、管線的裝配設(shè)計等方面，內(nèi)容也構(gòu)成了地鐵站施工內(nèi)容的主體。

（一）在站點內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在站點內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)為功能軟件的可視化建模。在地鐵站設(shè)計與施工過程中，設(shè)計方與施工方可借助BIM 技術(shù)進行三維建模，動態(tài)、立體地展現(xiàn)站點內(nèi)部土建、結(jié)構(gòu)、站點的空間布局等內(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)模擬動畫進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計與調(diào)整，使站點內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加科學(xué)、合理。

（二）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)具有自動生產(chǎn)CAD 圖紙的功能，能夠為施工人員提供洞口編號、尺寸、標高以及定位等預(yù)留孔洞的詳細信息，指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員進行準確的穿墻孔洞預(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，對砌塊進行排布，進而生成磚塊用量表，為施工材料的精準確定提供指導(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，避免材料的錯誤使用和砌體的重復(fù)建設(shè)與拆遷，提高施工的效能。

（三）在站點管線裝配設(shè)計方面的應(yīng)用

地鐵工程本身位于地下且空間有限，在狹小的空間內(nèi)如何將各類管線、設(shè)備進行合理布局，避免碰撞沖突和返工修改等突出問題，這對于管線的設(shè)計和安裝施工來說是一個較大的挑戰(zhàn)。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以解決此類碰撞沖突問題。BIM 技術(shù)在地鐵站點管線裝配設(shè)計方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)為機電管線的綜合設(shè)計與配裝檢測。地鐵站點的管線包括通風道、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。通過BIM 技術(shù)的管線配置模擬設(shè)計功能，可以對各類管線的排布進行綜合設(shè)計、調(diào)整和優(yōu)化，確保管線裝配線路和方式的科學(xué)合理，同時也能夠保證站點內(nèi)部裝修裝飾的合理性。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)的碰撞報告，施工人員可以在施工前和施工中快速、準確、全面地檢查管線設(shè)計與裝配過程中存在的錯誤，指導(dǎo)施工主體及時采取措施加以糾正，避免延誤工期。

四、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：

（一）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險。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)合自身的實際情況，盡可能地組織相關(guān)技術(shù)人員進行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、操作便捷性等指標的綜合評價下，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)人員為施工人員進行技術(shù)培訓(xùn)，使軟件得以規(guī)范、有效的使用。

（二）施工現(xiàn)場BIM 技術(shù)應(yīng)用水平偏低

BIM 技術(shù)是一項技術(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。

（三）強化BIM 技術(shù)使用的規(guī)范性

在長期的地鐵站施工實踐中，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，部分施工人員在技術(shù)軟件使用時存在隨意使用、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，施工主體要嚴格要求現(xiàn)場施工人員按照技術(shù)使用規(guī)范和標準進行操作，確保技術(shù)得到正確使用。施工主體也要及時搜集施工人員在技術(shù)使用中遇到的問題，進行分析和解決，不斷優(yōu)化技術(shù)操作的便捷性和有效性，增強現(xiàn)場人員的操作體驗。

結(jié)束語

綜上所述，通過BIM 技術(shù)，利用計算機或移動客戶端將現(xiàn)場出現(xiàn)的質(zhì)量問題精確定位記錄在建筑物的BIM 模型上，可直觀查閱問題出現(xiàn)的位置和結(jié)構(gòu)，同時管理人員還可以將在施工現(xiàn)場所收集的照片、錄音等信息全部輸入該系統(tǒng)當中，為相關(guān)人員借助該系統(tǒng)更加快速、有效地將問題予以識別出來提供了信息依據(jù)。利用軟件的模型和數(shù)據(jù)庫動態(tài)可視化功能，結(jié)合動態(tài)管理理論，能夠?qū)Φ罔F工程較好地實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化控制，并對工程項目施工建設(shè)的全過程展開全面化、立體化以及高效化的管控，包括對施工資源的合理配置、對施工質(zhì)量與建設(shè)速度的合理控制等，盡可能地將項目建設(shè)的時間予以縮短，將項目建設(shè)的成本降到最低，有效提高整個項目在成本管理方面、施工質(zhì)量與安全管理方面、施工進度管理方面的效率水平。