BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用探讨

鲁朝阳

(湖南省长沙市建设工程质量监督站,湖南 长沙 430100)

0 引言

由于BIM技术在地铁工程施工方案中的有效性,随着未来人口密度的不断加大,地铁工程施工的数量也会不断提升。我国地铁施工过程中的质量问题与安全问题频发,也使得工程质量存在着严重的安全隐患。因而,本文也将重点探究BIM技术对施工项目管理的综合控制作用,为施工提供技术参考。

1 BIM技术的特征与要求

1.1 信息交互性

BIM技术的主要核心在于模型构建,即以信息模型为基础的信息交互过程。地铁施工从项目初期立项再到后期的竣工验收环节,都可以采用BIM来进行模型创建。在不同的阶段下,子信息模型可以随着工程的不断推进形成资源和信息库,并达到数据交互与数据存储的相关标准。传统软件在数据分析过程中,只能通过两个软件来进行,信息互动只能在两者之间展开,数据交换并不能发挥显著的作用。BIM技术可以为众多软件提供有效的数据文件格式[1]。

1.2 信息集成模式

更多招标项目要求工程建设的BIM模式。部分企业开始加速BIM相关的数据挖掘,聚焦BIM在工程量计算、投标决策等方面的应用,并实践BIM的集成项目管理。传统的项目信息管理传递效率较低,信息丢失情况普遍存在。在施工的不同阶段,信息需要结合项目对象的变化来进行无差别描述。BIM技术能够将时间、造价、施工资源等形成有效的多维度信息管理,以集成化模式来计算施工的详细过程,减少不必要的额外消耗,推动工程施工的精密化发展。

从功能要求来看,施工项目等大体量的项目需要精细建模和专业模型的整合,此时对于数据处理的要求会相对较高,BIM平台也需要进行轻量化处理。此外,需要注意的问题在于,BIM模型是一个展示实体,需要各种参数与属性的支撑,在施工管理的过程中也需要对现场施工数据进行采集,并将其转换为驱动模型数据源,才能发挥BIM技术的优势所在。所以,BIM技术需要管理信息系统的支撑,并为企业的工作提供科学研究和决策管理的帮助。

2 BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用

2.1 前期准备规划

前期准备规划体现在几个不同的方面。首先在人员配置方面,应该根据项目的需求差异和项目管理要求来确定合理的管理目标。配备的人员包括BIM组长、建模、计量和管理人员,具体的人员责任要明确到位。例如组长的工作是协调总体工作的开展,做好现场信息沟通与数据交换的对接工作。另外在建模规则的构建方面,对于地铁项目类型的大型施工,每个模型文件建议在整合项目文件时进行项目名称的增加,且为了便于对各项工作的协同区分,可以通过对不同专业系统模型的处理来给予不同的模型颜色,便于快速进行识别。

另一方面,建模人员首先需要结合施工图纸进行分析,结合图纸内容展开模型创建。创建结束后对模型进行审核,并将审核的结果交于建模人员加以修改和完善。由于BIM模型精度的高要求,且施工前期需要对材料、人员、设备等进行明确,在模型中需要添加施工现场所需要的各类信息,按照进度要求交给建模团队[2]。如果材料和设备信息无法核对,那么在后期更改时的难度必然较大。此时,BIM模型的准确度可以由建模团队分析审核意见后进行确定,结合施工蓝图确定是否要进行修改。

2.2 技术方案优化

由于地铁隧道工程施工的难度较大,地质情况复杂,工程结构类型数量较多,按照设计资料的要求,区间穿越区域还会涉及到地下管线与地上建筑物等各类问题,如何做好保护措施与专项方案的确定,是施工质量保障的前提。施工过程中利用BIM技术可以对施工方案进行设计选择,在设计阶段明确项目的全过程施工方案。例如在BIM模型中加入CAD设计图纸,便可以展示工程施工区域内的设备使用方案、供需选择要求等。所以,在获取施工方案后,可以对其进行技术优化,构建模拟信息模型,在了解工程细节的前提下利用模型进行计算,了解技术方案潜在的问题。

例如空间碰撞施工技术的应用。在实际的施工中,考虑到安装技术与温度要求,导管的架设需要保持一定的间距,如果间距不够,即便两者之间未发生直接碰撞,设计的不合理也必然导致质量问题[3]。此时,BIM技术可以在硬碰撞检查方面发挥作用,尤其是对设备管线与建筑结构部分的碰撞检查,通过构建三维模型,在虚拟环境下发现设计中存在的缺陷和错误,与设计单位进行沟通,减少后期结构施工的返工。如上海市在地铁施工中曾经利用BIM技术来辅助开展四分块实验,在一系列技术优化后,目前我国的地铁隧道施工多采用六块拼装方案。

2.3 施工成本控制

施工项目成本管理可以有效地掌握项目的实时运营情况,以便于更好地指导和开展后续工作。此时,需要对项目工程量进行合理计算,对项目所在地的实际情况进行规划。BIM技术下,可以利用ITWO平台来进行成本控制,将项目清单与三维模型进行对应,并将数据导入平台之中,可以计算模板工程量与混凝土工程量等诸多信息。另外,编制定额工作也是施工成本控制的关键。基于工时测定法的劳动定额测定是根据对生产技术组织的分析来确定定额模式,在分析各项工程的施工工序过后,按照工程量和工时的差异来实现成本控制的最终目标。

具体来看,可以将定额录入平台之中进行分别计算,并根据项目的运营情况,结合人工消耗、材料消耗、设备管理消耗等诸多项目计算实际成本支出,以成本绩效指数CPI来查询项目消耗,让工程量清单组价与模型构建联系,对项目成本进行统计与规划。

2.4 施工进度管理

BIM技术与施工进度管理之间可以形成良好配合,让施工进度管理更加精密化。ITWO平台下,施工方可以明确工期节点,在平台上直接部署施工计划与施工任务,然后将施工任务与模型进行关联,以此确定施工人员与施工设备数量,按照工程量需求来计算施工时间。通过BIM技术可以分析建筑的整体空间关系,提升施工布局的合理性,例如可以通过链接各个模型,将办公设施、材料堆放地点与供电供水线路进行合理规划,按照不同的方案采取不同的布置模式,促进施工进度的合理规划。

针对于施工进度管理问题,项目流程和工序的控制可以直接利用ITWO平台来实现。在BIM技术下,可以对项目施工建造过程进行模拟,并让管理人员准确地掌握各个工序所需要消耗的成本与技术工种,将现场的实际进度输入模型当中,与计算数据进行对比后,模型会将进度差异以不同的颜色表示出来,以便于项目部了解哪些项目的进度出现了落后,哪些项目提前完成,对于资源配置与人员安排方面具有显著的促进作用。

3 结语

地铁隧道施工条件复杂,BIM技术将整个施工隧道作为管理系统,综合考虑到了不同指标与不同工序之间的相互联系,为施工方案的科学合理规划提供了有效的依据。在未来的施工过程中,施工前就可以利用BIM模型来对工程施工进行合理指导,帮助施工方掌握项目的难点与具体流程,并协助做好工序制定与专项方案的管理,对施工过程展开动态监控,及时地对不同阶段的工程进度与施工方案进行优化。