基于BIM 的軌道工程建設(shè)設(shè)計(jì)及施工研究

◎王婧雯

隨著社會(huì)發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，信息化這一技術(shù)手段已經(jīng)融入到了我國(guó)的各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，其中最有成效的就是數(shù)字化的應(yīng)用。數(shù)字化的應(yīng)用對(duì)于我國(guó)工程行業(yè)帶來了很大的轉(zhuǎn)變，可以更有效地對(duì)設(shè)計(jì)以及施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行把控。大大降低了在施工作業(yè)過程中存在的安全隱患，也降低了工程企業(yè)的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)以及經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，提升了工程企業(yè)的施工效率以及企業(yè)的整體效益。

一、城市軌道交通項(xiàng)目工程特點(diǎn)及BIM 在其中應(yīng)用的潛力

1.城市軌道交通項(xiàng)目工程的特點(diǎn)。

城市軌道交通項(xiàng)目工程因?yàn)槠渥陨淼莫?dú)特性，其是和傳統(tǒng)的民用建筑以及工業(yè)建筑不同的：

（1）項(xiàng)目參與單位比較多，涵蓋面廣，較為復(fù)雜。

（2）項(xiàng)目投資資金較大，所涉及到的利益方較多。

（3）城市軌道交通項(xiàng)目投資收益周期較長(zhǎng)，是需要在項(xiàng)目的使用階段才能顯現(xiàn)出來投資的整體效益。

（4）項(xiàng)目影響面較為廣泛，同時(shí)受到外界因素影響較大。

（5）項(xiàng)目的涵蓋面以及規(guī)模越來越大，也越來越復(fù)雜，管理的手段也越來越科學(xué)。

2.BIM 技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目工程中的應(yīng)用潛力。

當(dāng)前BIM 技術(shù)作為工程領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性的科學(xué)技術(shù)，其理念以及融入到了工程的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。城市軌道交通項(xiàng)目工程因?yàn)槠渥陨愍?dú)特的性質(zhì)，也存在著很多的因素來推動(dòng)著BIM 技術(shù)的普及應(yīng)用以及持續(xù)的發(fā)展。

（1）是建筑領(lǐng)域轉(zhuǎn)型的必然。當(dāng)前，伴著科學(xué)技術(shù)手段的進(jìn)步，BIM 這一先進(jìn)的技術(shù)手段也對(duì)建筑領(lǐng)域進(jìn)行著沖擊和推動(dòng)，推動(dòng)著建筑行業(yè)的發(fā)展以及升級(jí)。城市軌道交通項(xiàng)目工程作為建筑行業(yè)的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，也從以往的粗放管理手段向細(xì)化的管理手段進(jìn)行轉(zhuǎn)變。讓著一轉(zhuǎn)變順利實(shí)施的一個(gè)重要手段就是BIM 的應(yīng)用。

（2）企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。當(dāng)前不管是政府的有關(guān)監(jiān)管部門還是業(yè)主單位，都在提倡對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)前許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將BIM 技術(shù)滲透到了工程當(dāng)中的各個(gè)領(lǐng)域，其中當(dāng)然也包括了城市軌道交通工程。我們國(guó)家當(dāng)前的城市軌道交通項(xiàng)目工程的有關(guān)企業(yè)也越來越關(guān)注BIM 的重要作用以及其優(yōu)勢(shì)，也在大力引進(jìn)和推過著BIM 技術(shù)的應(yīng)用。許多企業(yè)單位為了可以增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，保證自身在工程行業(yè)中的地位，就對(duì)BIM 這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用來加強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力。

（3）與國(guó)際之間進(jìn)行交流合作和EPC 模式的需求。BIM這一技術(shù)手段可以實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)軟件的統(tǒng)一交流，也可以降低語(yǔ)言不同以及專業(yè)不同間的信息交流的支出成本。當(dāng)前隨著國(guó)家的開放以及國(guó)際之間的交流，國(guó)際工程越來越多，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以大大降低工程信息傳遞過程當(dāng)中的損耗，降低因?yàn)檎Z(yǔ)言不通而出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤和工作的重復(fù)。當(dāng)前，許多國(guó)企以及央企在大力推進(jìn)設(shè)計(jì)以及施工一體化的總承包模式，也就是EPC 模式，BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以將設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)向建設(shè)施工進(jìn)行延伸。

（4）城市軌道交通項(xiàng)目自身要求的提升。前伴著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，城市軌道交通這一項(xiàng)目工程的體量以及規(guī)模和復(fù)雜的程度也在逐漸的增長(zhǎng)，也就出現(xiàn)了越來越多負(fù)載的建筑物以及構(gòu)筑物，就會(huì)讓以往傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)軟件變得難以進(jìn)行處理。但是BIM 這一技術(shù)的加入，其參數(shù)化以及可視化等這一特性可以很好地解決這一問題。

（5）高度集成的優(yōu)勢(shì)。城市軌道交通項(xiàng)目涵蓋設(shè)計(jì)、施工以及后期運(yùn)行使用階段，這三者都是無(wú)法分割的。但是依據(jù)以往的傳統(tǒng)模式來進(jìn)行工程的建設(shè)，就會(huì)常常出現(xiàn)信息的孤島現(xiàn)象，不能體現(xiàn)建設(shè)工程全生命周期的重要理念。但是BIM 技術(shù)的出現(xiàn)，其對(duì)工程全生命周期的各項(xiàng)信息資源進(jìn)行集合，同時(shí)其具有強(qiáng)大的模擬以及分析的功能?？梢灶A(yù)想對(duì)項(xiàng)目工程進(jìn)行設(shè)計(jì)以及施工的模擬，使其發(fā)現(xiàn)方案當(dāng)中的問題，并在動(dòng)工之前就進(jìn)行解決，進(jìn)而有效降低資源的浪費(fèi)以及資金的支出，也提升了工程建設(shè)的整體質(zhì)量以及效率。

二、基于BIM 的軌道工程建設(shè)設(shè)計(jì)階段

BIM 這一先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全生命周期，對(duì)于城市軌道交通項(xiàng)目前期的設(shè)計(jì)階段而言的BIM 應(yīng)用進(jìn)行整理，設(shè)計(jì)階段可以整理為以下三個(gè)階段，即總體設(shè)計(jì)階段以及初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。

1.總體的設(shè)計(jì)階段。

對(duì)于設(shè)計(jì)階段而言前期的總體設(shè)計(jì)是為了解決總體規(guī)劃方案的比對(duì)問題。在這一階段可以對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案來創(chuàng)建BIM 模型，并建立項(xiàng)目工程周邊環(huán)境的模型，應(yīng)用BIM 模型的可視化這一特性功能來直觀的對(duì)比每個(gè)設(shè)計(jì)方案的最終效果，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而協(xié)助設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的方案對(duì)比，對(duì)最終的設(shè)計(jì)整體方案進(jìn)行確定。

2.初步的設(shè)計(jì)階段。

初步設(shè)計(jì)這個(gè)階段其主要應(yīng)用BIM 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管線的改遷以及施工場(chǎng)地的模擬和道路的翻交。將BIM 效果圖做出來之后可以將城市軌道交通這一項(xiàng)目工程的規(guī)劃線路以及站臺(tái)位置將周邊的地形以及建筑和市政的有關(guān)設(shè)置進(jìn)行綜合的統(tǒng)籌，進(jìn)行相互的協(xié)調(diào)，對(duì)管線的搬遷量進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)?？梢灶A(yù)想將風(fēng)險(xiǎn)控制到最小，提升項(xiàng)目的協(xié)同效率，也降低了自身的成本支出。

3.施工圖的設(shè)計(jì)階段。

在設(shè)計(jì)階段中的施工圖設(shè)計(jì)，基于BIM 技術(shù)有關(guān)的設(shè)計(jì)人員可以對(duì)管線綜合以及工程量的校驗(yàn)、碰撞檢查、大型設(shè)備運(yùn)輸?shù)缆返臋z查以及裝修完成效果圖進(jìn)行整體的查看。城市軌道交通這一項(xiàng)目工程常常會(huì)涉及到管線，但是BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以大大提升處理復(fù)雜管線問題的便捷性?；贐IM的模型構(gòu)建，進(jìn)行對(duì)管線綜合以及碰撞檢查，可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和管線之間存在的問題，對(duì)綜合復(fù)雜的管線碰撞等問題進(jìn)行模擬查看，依據(jù)碰撞的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并生成調(diào)整協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋給各個(gè)有關(guān)專業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整優(yōu)化。也就避免了各個(gè)專業(yè)和圖紙之間不夠協(xié)調(diào)的問題出現(xiàn)，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)解決，保障最終設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量，也避免了因?yàn)楹笃诘脑O(shè)計(jì)變更額而出現(xiàn)的工程的返工現(xiàn)象。在以前的工程把控的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不完善，導(dǎo)致大型設(shè)備檢修運(yùn)送的不出去的情況，或是設(shè)備的使用空間滿足不了檢修的需求。通過BIM 這一先進(jìn)技術(shù)，我們可以在前期的設(shè)計(jì)階段就對(duì)大型設(shè)備的運(yùn)輸路徑進(jìn)行三維模擬，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的問題，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)的問題而出現(xiàn)后續(xù)的無(wú)法運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象發(fā)生。在施工圖這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，對(duì)模型對(duì)象的顏色信息以及材質(zhì)信息和光源信息進(jìn)行賦予，對(duì)裝修的效果進(jìn)行模擬。再通過動(dòng)畫的漫游，讓設(shè)計(jì)人員以及決策人員可以置身其中，對(duì)于設(shè)計(jì)方案的完善以及設(shè)計(jì)效果的呈現(xiàn)和裝修方案的穩(wěn)定有著重要的意義以及作用。

三、基于BIM 的軌道工程建設(shè)施工階段

（一）BIM 技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)上的運(yùn)用

1.在管線上的運(yùn)用。

可以對(duì)信息化技術(shù)的數(shù)字信息進(jìn)行應(yīng)用，利用三維立體技術(shù)來對(duì)城市軌道交通這一項(xiàng)目工程的模型進(jìn)行全面立體的構(gòu)建，在計(jì)算機(jī)設(shè)備當(dāng)中顯現(xiàn)出來。可以大大提升城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)施工的整體效率，保障其最終的工程質(zhì)量，讓軌道交通項(xiàng)目在工期內(nèi)順利的完成施工作業(yè)，提升企業(yè)這樣一來就可以有效的提高建筑工程的施工效率，從而保證建筑工程的施工質(zhì)量。

BIM 技術(shù)的可視化對(duì)于城市軌道交通工程項(xiàng)目來講是至關(guān)重要的，其可以利用三維模型來對(duì)來依據(jù)管線圖紙來轉(zhuǎn)化為實(shí)際的二維圖形，便于作業(yè)人員對(duì)管線的施工作業(yè)合理的把控。

2.預(yù)留孔洞的查驗(yàn)。

利用BIM 這一手段可以及時(shí)和直觀的發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備在項(xiàng)目工程當(dāng)中留有的控孔洞位置以及尺寸等有關(guān)的信息，可以有效地避免施工作業(yè)中對(duì)孔洞進(jìn)行碰撞或是出現(xiàn)堵塞的問題，可以讓預(yù)留的孔洞更好地發(fā)揮出其作用和意義。

3.接口協(xié)調(diào)作業(yè)。

BIM 技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中的三維立體技術(shù)的模型可以提前就對(duì)工程施工作業(yè)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)判斷，提前進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和解決，就避免了在施工作業(yè)中因?yàn)榻涌趩栴}而出現(xiàn)的施工返工問題，進(jìn)而會(huì)影響到工程的整體經(jīng)濟(jì)效益以及工期問題。

4.大型設(shè)備運(yùn)輸方案合理選擇。

依據(jù)軌道交通項(xiàng)目中所需要的設(shè)備廠商所給出的設(shè)備尺寸以及外形，進(jìn)行BIM 的建模處理。這樣在一些大型的設(shè)備進(jìn)入到城市軌道交通項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)前，就可以依據(jù)自身所建立的三維立體模型進(jìn)行運(yùn)輸路徑的合理安排，以保障大型設(shè)備可以到達(dá)指定的位置并進(jìn)行后續(xù)的施工作業(yè)。

5.工程量的輔助計(jì)算。

BIM 這一技術(shù)手段中的三維立體設(shè)計(jì)模型，可以運(yùn)用測(cè)量軟件來對(duì)城市軌道交通項(xiàng)目進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，可以為物資的成本控制以及采購(gòu)提供極大地便利性和可參考性。軌道交通項(xiàng)目工程量的計(jì)算是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以這些工作交給計(jì)算機(jī)來進(jìn)行快速的處理，進(jìn)而大大降低了人力資源的成本以及錯(cuò)誤問題的出現(xiàn)。

（二）BIM 技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目施工安全上的運(yùn)用

對(duì)于前段信息對(duì)BIM 技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目上的施工建設(shè)中的應(yīng)用，可以分析出通過以上介紹BIM 技術(shù)，可以分析出BIM 技術(shù)可以大大降低項(xiàng)目工程施工作業(yè)的不安全因素?？梢詭椭鞘熊壍澜煌?xiàng)目進(jìn)行施工建設(shè)的有效把控。BIM這一技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用大大降低建筑使用建設(shè)過程當(dāng)中安全問題的發(fā)展，提升城市軌道交通項(xiàng)目施工作業(yè)的整體效率，以此來保障城市軌道交通項(xiàng)目的最終質(zhì)量。

（三）BIM 技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目施工質(zhì)量管理上的運(yùn)用

BIM 這一先進(jìn)的技術(shù)中的三維技術(shù)所建立的立體模型，可以對(duì)城市軌道交通項(xiàng)目的全周期進(jìn)行有效地幫助，可以降低城市軌道交通項(xiàng)目中所出現(xiàn)的質(zhì)量問題。也可以讓有關(guān)人員在BIM 平臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)的交流，可以推進(jìn)技術(shù)的整體發(fā)展和創(chuàng)新，推動(dòng)BIM 技術(shù)的進(jìn)步。BIM 技術(shù)的引用可以讓城市軌道交通項(xiàng)目前期就進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)作業(yè)，可以在施工前就發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)的一些問題，避免因?yàn)檫@些問題而出現(xiàn)工程的返工，進(jìn)而增加其成本的支出。BIM 技術(shù)合理的應(yīng)用在城市軌道交通技術(shù)當(dāng)中，就可以在技術(shù)測(cè)試中避免出現(xiàn)問題，降低施工作業(yè)的過程當(dāng)中對(duì)管道路線的碰撞問題的發(fā)生，如此一來可以提升城市軌道交通項(xiàng)目的整體施工質(zhì)量以及效率?？梢栽趶?fù)雜的管線作業(yè)中，選擇出最科學(xué)完善的一套施工作業(yè)方案。

（四）BIM 技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目施工進(jìn)度上的運(yùn)用

在城市軌道交通技術(shù)當(dāng)中管線的綜合布置，可以依據(jù)BIM 中的三維立體模型的構(gòu)建來進(jìn)行合理全面的布局?？梢杂行嵘鳂I(yè)人員的整體效率，降低設(shè)計(jì)當(dāng)中所出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并運(yùn)用構(gòu)建出來的三維模型來指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的合理施工，保證城市軌道交通項(xiàng)目的施工進(jìn)度順利的完成。

四、結(jié)束語(yǔ)

BIM 技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，推動(dòng)著城市軌道交通項(xiàng)目整體行業(yè)的變革發(fā)展。相關(guān)企業(yè)在切合實(shí)際的建立健全自身的BIM體系。通過BIM 數(shù)據(jù)進(jìn)行整合以及查看，可以更有效地了解城市的軌道交通項(xiàng)目的施工建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)的狀況；也可以對(duì)以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析探究，為城市后續(xù)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供重要的參考價(jià)值。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以將資源最大化，大大降低人力以及材料的支出及浪費(fèi)，降低對(duì)周邊環(huán)境的影響，助力于我國(guó)可持續(xù)化發(fā)展建設(shè)。當(dāng)前，城市軌道交通項(xiàng)目中BIM 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了很多成效，但BIM 這一技術(shù)在城市軌道交通項(xiàng)目的應(yīng)用還處在一個(gè)萌芽的階段，還存在著一定的問題以及阻礙。項(xiàng)目各參與方在BIM 的應(yīng)用中發(fā)揮著不同的作用，因此，為了推動(dòng)BIM 技術(shù)在軌道交通項(xiàng)目上的應(yīng)用，需各相關(guān)單位協(xié)同努力，解決問題，共同創(chuàng)建出適合我國(guó)國(guó)情的軌道交通項(xiàng)目建設(shè)BIM 技術(shù)的發(fā)展道路。