BIM在城市軌道交通施工技術(shù)中應(yīng)用

程駿

摘 要：BIM的下載和可視化是建筑信息的呈現(xiàn)。BIM技術(shù)的應(yīng)用是解決問(wèn)題的重要手段，它涉及到龐大的軌道交通、眾多的參與者和復(fù)雜的環(huán)境。分析了BIM技術(shù)在地鐵施工中的意義，設(shè)計(jì)了BIM軌道交通施工控制系統(tǒng)，在安全控制、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)控制、盾構(gòu)監(jiān)控等領(lǐng)域、建筑相互作用、軌道交通施工控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證了該平臺(tái)的可行性和價(jià)值，提高了軌道交通管理的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：軌道交通;BIM;信息系統(tǒng);施工階段

一、BIM技術(shù)應(yīng)用概述

1.基本概念

BIM該系統(tǒng)包含了空間綁定、周邊地理信息、空間幾何信息、積木參數(shù)信息等，虛擬前衛(wèi)、全局優(yōu)化、地圖繪制、可視化、沖突協(xié)調(diào)等特點(diǎn)，在施工現(xiàn)場(chǎng)獲得了較好的應(yīng)用效果。通過(guò)在建設(shè)階段的協(xié)作機(jī)制，使得各施工單位和各專(zhuān)業(yè)人士對(duì)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程進(jìn)行全面了解，形成共識(shí)，從而有效地提升了軌道交通的管理水平。目前，城市化進(jìn)程逐步加快，城市人口不斷增長(zhǎng)，居民生活條件逐步改善，隨著城市交通負(fù)荷的增加，現(xiàn)有交通系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足公眾的基本需求，有利于城市交通的整體發(fā)展。

2.BIM技術(shù)在城市軌道交通工程施工中應(yīng)用的可行性

BIM技術(shù)可以全面、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地控制施工項(xiàng)目的整個(gè)生命周期。由于地鐵建設(shè)涉及到的公司較多，工期較長(zhǎng)，所需的材料也比較繁雜，因此運(yùn)用 BIM技術(shù)可以極大地提高企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)管理能力，將重點(diǎn)放在一個(gè)平臺(tái)上，使得溝通過(guò)程更加順暢、輕松，提高了施工單位的工作效率。BIM技術(shù)可以精確規(guī)劃、三維實(shí)體建模與控制，并將進(jìn)度控制規(guī)劃融入到三維結(jié)構(gòu)中，利用 BIM技術(shù)對(duì)4 D建筑進(jìn)行仿真分析，使其具備較強(qiáng)的時(shí)效性，并能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)常規(guī)建筑與傳統(tǒng)施工模式間的數(shù)據(jù)資源差異，并及時(shí)更新相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制，增強(qiáng)信息傳遞的及時(shí)性，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理水平，保證工程整體目標(biāo)的完成。近幾年，隨著我國(guó)城市公路工程的不斷增多，由于工程建設(shè)管理的不健全，導(dǎo)致了工程造價(jià)的嚴(yán)重下降，BIM技術(shù)可以對(duì)工程的綜合效益進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，對(duì)工程工期、造價(jià)的變動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，從而使工程的經(jīng)濟(jì)效益得到顯著的改善。目前，BIM技術(shù)還沒(méi)有得到很好的推廣，因此，有關(guān)方面應(yīng)該加強(qiáng)對(duì) BIM技術(shù)的研究，并將其運(yùn)用到城市道路施工中，從而推動(dòng)城市道路施工的整體水平。

二、BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著B(niǎo)IM的推廣和發(fā)展，相關(guān)技術(shù)在地鐵工程中得到了廣泛應(yīng)用，BIM技術(shù)與AR技術(shù)相結(jié)合，用于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行控制，BIM大數(shù)據(jù)集信息實(shí)時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境共享，提高了設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的信息流;此外，利用基于空間坐標(biāo)的時(shí)間參數(shù)模擬BIM，預(yù)測(cè)地鐵在不同脫軌位置的施工過(guò)程和坡度變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物周?chē)募庸獭?/p>

三、BIM技術(shù)在城市軌道交通工程施工管理中的實(shí)際應(yīng)用

1.利用BIM技術(shù)建立三維可視化模型

應(yīng)用 BIM技術(shù)建立的三維可視化模型，可以精確地反映出目標(biāo)的空間位置、幾何特性，從而使施工人員對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)意圖有更好地理解，從而提高工程的工作效率和質(zhì)量。BIM的三維結(jié)構(gòu)模型包含了不同的項(xiàng)目施工信息。通過(guò)對(duì)工程實(shí)踐的分析，可以在工程建設(shè)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，從而達(dá)到對(duì)工程質(zhì)量的持續(xù)優(yōu)化。

2.碰撞檢測(cè)

應(yīng)用 BIM技術(shù)建立的三維可視化模型，可以精確地反映出目標(biāo)的空間位置、幾何特性，從而使施工人員對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)意圖有更好地理解，從而提高工程的工作效率和質(zhì)量。BIM的三維結(jié)構(gòu)模型包含了不同的項(xiàng)目施工信息。通過(guò)對(duì)工程實(shí)踐的分析，可以在工程建設(shè)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，從而達(dá)到對(duì)工程質(zhì)量的持續(xù)優(yōu)化。

3.加強(qiáng)施工進(jìn)度控制

BIM技術(shù)的工程模式由咨詢(xún)機(jī)構(gòu)向施工單位過(guò)渡，工程師要對(duì)模型進(jìn)行系統(tǒng)的檢驗(yàn)和調(diào)試，并對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使之符合工程的實(shí)際需求。在建模時(shí)，建筑企業(yè)要向建筑公司提出每月工程進(jìn)度和年度進(jìn)度計(jì)劃，并由工程咨詢(xún)機(jī)構(gòu)根據(jù)該方案進(jìn)行建模。建筑單位要按照模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械、材料、技術(shù)人員的合理安排，防止內(nèi)部資源的浪費(fèi)。在 BIM技術(shù)的幫助下，各工序之間能夠進(jìn)行合理的連接，施工人員所占的空間相對(duì)較少，因此，為減少工程工期，采用 BIM技術(shù)進(jìn)行工作面施工，可以提前了解鋼架的不利因素，加快施工進(jìn)度。地鐵站臺(tái)建設(shè)在 OTE通風(fēng)管道上，在中板下面，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，支撐通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在墻體和建筑柱間，利用 BIM技術(shù)對(duì)其進(jìn)行仿真，從而提高了結(jié)構(gòu)的工作效率，確保了項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

4.施工過(guò)程的跟蹤以及5D虛擬模式

BIM技術(shù)開(kāi)發(fā)的工程模型包含建筑工程的所有數(shù)據(jù)和信息資源，建造商可以在最短的時(shí)間內(nèi)檢查材料的退役日期、保修日期和材料規(guī)格。利用 BIM技術(shù)對(duì)所有的建材進(jìn)行追蹤，并利用共享的資訊資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)的維護(hù)與管理，減少了不必要的建材消耗。同時(shí)，利用三維 BIM模型、工時(shí)信息、人工價(jià)格信息等手段，達(dá)到了5 D虛擬建筑的效果，并利用5 D模型對(duì)施工工藝進(jìn)行逐步完善，避免了各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，使工程造價(jià)、施工進(jìn)度得到了最好的體現(xiàn)。

四、軌道交通BIM施工管理平臺(tái)應(yīng)用

1.安全監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)在3D場(chǎng)景中添加控制點(diǎn)，可以直觀地顯示危險(xiǎn)源的工作重點(diǎn)和位置。相對(duì)于傳統(tǒng)的二維風(fēng)險(xiǎn)管理平臺(tái)，二維垂直交疊的表現(xiàn)形式有較大的改進(jìn)，比如缺少可視度。根據(jù)設(shè)備代碼，將 BIM模型和檢查點(diǎn)信息結(jié)合起來(lái)，每天監(jiān)測(cè)檢查點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源狀況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井的安全。每一個(gè)觀察點(diǎn)都能反映地堡的安全情況。

2.隱患排查

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控者會(huì)用手機(jī)報(bào)告安全隱患，手機(jī)終端會(huì)自動(dòng)識(shí)別并進(jìn)行閃光。該平臺(tái)將風(fēng)險(xiǎn)信息和 BIM模型結(jié)合起來(lái)，24個(gè)小時(shí)之內(nèi)，對(duì)潛在危險(xiǎn)的信息和位置進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。在此工作結(jié)束之后，小組將會(huì)到現(xiàn)場(chǎng)察看其適用性，并修正手機(jī)軟件中的潛在漏洞。負(fù)責(zé)隱患的發(fā)現(xiàn)，整改，確認(rèn)和消除，并保證安全。

3.視頻監(jiān)控

將相機(jī)位置綁定到場(chǎng)景模型，并與模型建立空間關(guān)聯(lián)。點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)攝像頭圖標(biāo)查看現(xiàn)場(chǎng)工作細(xì)節(jié)，支持云端鏡像控制、控制點(diǎn)信息、應(yīng)急視頻、快照、連續(xù)攝影、放大和功能對(duì)話(huà)。主管定期檢查工作場(chǎng)所的攝像機(jī)。

4.盾構(gòu)監(jiān)測(cè)

單擊盾牌圖標(biāo)并進(jìn)入一個(gè)界面以監(jiān)視盾牌的詳細(xì)信息。主要參數(shù)包括推進(jìn)系統(tǒng)、土壓力、同步澆注系統(tǒng)、螺桿數(shù)據(jù)、鉸接筒體、尾護(hù)板潤(rùn)滑脂、氣控尾護(hù)油壓、防護(hù)位置數(shù)據(jù)、水平偏差、垂直偏差、泡沫、膨潤(rùn)土等。

5.施工協(xié)同

該平臺(tái)提供基于站點(diǎn)組件的業(yè)務(wù)交互。該平臺(tái)建立了設(shè)備編碼系統(tǒng)，包括施工安全數(shù)據(jù)、施工質(zhì)量、變更、施工進(jìn)度等，以及前人的圖紙等——勘察設(shè)計(jì)-施工-施工完工、月報(bào)等相關(guān)文件的模型，通過(guò)權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)不同參與者的差異化管理。通過(guò)業(yè)務(wù)互動(dòng)，提高施工安全管理水平，確保施工精細(xì)化管理。

五、結(jié)束語(yǔ)

考慮到傳統(tǒng)建設(shè)模式存在的問(wèn)題，城市道路交通建設(shè)在城市發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，我們需要積極引入BIM技術(shù)，建立能夠準(zhǔn)確反映項(xiàng)目信息資源的可視化三維工程建設(shè)模型，利用模型和數(shù)據(jù)，技術(shù)人員預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)準(zhǔn)備預(yù)測(cè)，這將同時(shí)提高施工質(zhì)量和效率。本項(xiàng)目設(shè)想應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)控制軌道交通施工階段，并將交通安全控制、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、盾構(gòu)監(jiān)控、施工互動(dòng)。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，證明了 BIM技術(shù)在軌道交通控制中的應(yīng)用，能夠使施工過(guò)程的控制更加立體化、信息化、協(xié)同化、精細(xì)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙海鵬.BIM在城市軌道交通施工技術(shù)中應(yīng)用[J].卷宗，2020，10（31）：342-343.

[2]吳冰，邱運(yùn)軍，曾曉超，等.BIM技術(shù)在城市軌道交通工程施工中的應(yīng)用和研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2021（z1）：126-129.