BIM技术在乌兰察布站施工中的应用研究

魏瑞芳　马少雄

摘 要：针对乌兰察布站交叉作业、室内管线分布多，施工工序繁杂，本项目引入BIM技术，通过建立基于5D数据的乌兰察布站土建及机电安装、通信等工程信息模型，并利用模型进行碰撞检查、对施工方案进行比选和合理优化。通过对三维仿真漫游查找设计不合理的部位提出变更。通过三维动画对施工作业人员进行全面施工交底，从而达到缩短工期，节约成本的目标，为后续工程提供借鉴意义。

关键词：BIM技术；工程信息模型；施工交底

中图分类号：TU17 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0043-03

BIM技术在普通房建施工领域应用效果较好，可以解决建筑、结构、给排水、采暖通风、电缆桥架、自动控制、消防、安防等多专业之间的协同设计与施工问题，尤其在三维技术交底、碰撞检查和管线综合优化等方面优势明显[1][2]。本文针对乌兰察布站的工程特点，建立基于5D数据的乌兰察布站土建及机电安装、通信等工程信息模型，引入BIM技术，为参与项目建设各方提供信息化交流平台，为实现建设对象可视化、施工进度控制动态化、信息数据采集智能化提供技术支持[3][4]。

1 概述

1.1 乌兰察布站工程概况

乌兰察布站位于乌兰察布市，地处内蒙古地区中部，是新建张家口至呼和浩特铁路的最大中间站。工程由站房和站台两部分组成，站房建筑面积11949.14m2，建筑尺寸147.2m×38.4m×21.0m，基础为独立基础，主体结构为钢筋混凝土框架结构，候车大厅屋面为钢网架结构。站台及有柱雨棚建筑面积为15866m2，车站设450×12.0×1.25m基本站台1座和450×12.0×1.25m中间站台2座。

1.2 工程特点及应用BIM的必要性

乌兰察布站作为标段的控制性工程，具有以下特点：

（1）交叉作业多：房屋、轨道、供电、通信、信号、工艺设备、给排水等多系统工程，相互穿插施工较多。

（2）室内管线分布多：提前进行BIM三维碰撞，为图纸会审及方案优化提供依据。

（3）施工工序繁杂：钢网架结构施工、高支模、深基坑开挖及支护工序多。

（4）精细化管理：单体建筑多，检修组合库及物资总库，运用组合库，综合楼等生产用房涉及专业多，施工过程中劳动力、物资、机械设备调配频繁。

基于以上特点，本项目将引入BIM技术，提前规划、重点模拟、化繁为简、综合调配资源。通过乌兰察布站土建及机电安装等工程建立信息模型，并利用模型进行碰撞检查、对施工方案进行比选和合理优化、通过对三维仿真漫游查找设计不合理的部位提出变更、通过三维动画对施工作业人员进行全面施工交底，确保站场施工安全、质量、进度、成本达到预期目标。

2 乌兰察布站BIM三维建模

2.1 建模流程与思路

本项目涉及专业多，施工过程复杂多变，因此在BIM实施过程中需制定相应流程，并依据流程，将BIM技术高效地应用于实际施工中，其实施流程如图1所示。

2.2 模型效果展示

作为现代施工企业，我们以信息科技为依托，把信息模型为基础的BIM综合应用在企业全面推广，在项目前期策划、施工过程、运营维护阶段全程引用，为项目的进度管理、合同管理、质量管理及施工协调引入新的方法，更高效，快捷、合理的进行全面管控。而正确、全面的BIM模型是一切信息应用的基础，在模型创建的不同阶段，不同规则直接影响后期模型的质量及应用范围，建立正确的模型并赋予正确的信息是关键。本项目按照既有流程采用相关软件建立BIM模型，并将其应用于实际施工中，各主体工程模型如下图所示，图2为revit建筑模型，图3为乌兰察布站站房效果图，图4为乌兰察布站站台。

3 BIM技术应用方案研究

传统模式下看二维图纸想象三维构造容易对设计造成误解，而BIM的三维模型的可视化，提高了建筑识别功能，降低了各参与方的门槛，提高了沟通效率。在模型的应用过程中针对施工中的重点、难点、风险点进行施工模拟，寻找到更加合理的施工解决方案。参考总工期计划，物资总控计划、季、月计划，通过模拟施工，对施工现场土方调配、材料设备堆场等进行三维对比优化设计，减少现场的二次搬运以降低成本。通过将土建模型与机电模型结合，进行碰撞检查、施工漫游，优化施工组织等，从而体现在该项目中应用BIM技术的必要性。

在完成三维模型精细化构建的基础上，研究如何将BIM模型有效的在工程施工中加以运用，实现模型的工程价值，本项目从以下几个方面入手。

3.1 管线碰撞及洞口预留

在复杂的建筑项目的管线综合中，依靠人力进行检测和排查大量的构件冲突是一项艰巨的工作，BIM模型的碰撞检测功能则充分发挥计算机对庞大数据的处理能力。通过BIM模型的建立，核对已有的设计变更，乌兰察布项目通过BIM建模发现图纸问题共77处，其中，钢筋专业45处，土建专业8处，安装专业24处。通过BIM碰撞检查功能，一层共发现碰撞点556個，二层共发现碰撞点822个，合计1928个。通过BIM综合管线模型的提前模拟辅助施工，避免了各碰撞点的拆过返工，保证了施工工期，节约了工程成本。

对发生碰撞的管线进行优化设计如图5所示，在满足相关设计标准的前提下，使得部分管线净高增加，如运转楼管线综合材料用量减少，经工程量统计，其中机电管线总长度减少246米，支吊架数量减少47个，部分建筑管线净高得以提升，空间得以增加。

通过BIM技术，智能判断预留洞的位置，最后出具的预留洞口报告中，利用三维可见性对管线与建筑墙碰撞的位置进行洞口预留。

3.2 算量及资源管理

对建造各阶段的模拟，可运用模型统计出各阶段的工料用量，并通过BIM技术的4D关联数据库，可以快速、准确获得工程。将项目工期进度计划、物资材料总控计划、季（月）度材料计划、总工程数量清单等信息与BIM施工模型相链接，形成一个可视的4D（3D+Time）模型，直观、精确、动态地反映整个施工过程，并通过对项目人力、物资材料、机械设备的实际投入，结合项目工期目标，合理调配和优化资源，提高机械设备和材料的使用效率，实现限额领料，避免了材料浪费，节约了工程成本。endprint